隨著工業(yè)社會的發(fā)展,大氣中二氧化硫和粉塵濃度越來越高,危害越來越大,二氧化硫成為影響大氣質量主要的氣態(tài) 污染物之一。本文主要以陶瓷公司窯爐煙氣脫硫除塵治理工程為例,分析窯爐煙氣治理技術。
1 、工程概況
陶瓷公司主要生產各種規(guī)格建陶,采用噴霧干燥法制粉料,壓機注入粉料壓力成型坯體,再經隧道窯燒成,經拋光、分選、打包后入倉。建筑陶瓷在燒制過程中,會產生大量煙氣,影響周圍環(huán)境。改造前,原有5 組窯爐煙氣集中至1 套SCX-V5.0 濕式脫硫除塵裝置處理后排放?,F為了響應《陶瓷工業(yè)污染物排放標準》(GB25464-2010)修改單中SO2≤50mg/m3 和粉塵≤30mg/m3 排放標準,本設計新增1 套SCX-V5.0 濕式脫硫除塵裝置。其中1#~3#窯爐煙氣接入新增的SCX-V5.0 濕式脫硫除塵裝置;4#~5#窯爐煙氣接入原有的SCX-V5.0 濕式脫硫除塵裝置。
2、工藝流程
煙氣治理工程分脫硫劑配制系統(tǒng)后煙氣脫硫系統(tǒng)兩大部分。
流程介紹:煙氣收集后切向進入脫硫塔,與脫硫液發(fā)生碰撞自激,形成泡沫層,泡沫層內氣液得到充分接觸,兩相界面擴大,傳質加劇,實現凈化;因廢氣切向進入脫硫塔,廢氣圍繞塔內經旋轉,與順著塔壁漫流的脫硫液發(fā)生接觸,塔內布置3 層旋流器和3 層螺旋噴頭和1 層高效除霧裝置。旋流器使廢氣旋流與脫硫液發(fā)生碰撞、氣液傳質、酸堿中和、絮凝等一系列復雜反應;凈化后的氣體繼續(xù)旋流上升,通過高效旋流脫水裝置,氣體中所含水滴發(fā)生慣性碰撞和離心分離作用,較大的液滴被除去,最終形成干潔氣體,煙氣集中塔頂煙囪達標排放。
3、各主要系統(tǒng)的描述及特點
3.1、脫硫劑制備系統(tǒng)
脫硫劑制備系統(tǒng)主要包括制漿池、制漿罐攪拌器和送漿泵等。該工藝以外購CaO 粉和燒堿為脫硫劑,CaO 和燒堿的基本理化指標如下:
純度:CaO 含量≥80%,NaOH 含量≥90%。粒度:石灰,180 目篩90%通過;燒堿,300 目片狀。
3.2、脫硫吸收系統(tǒng)
3.2.1、脫硫塔結構
煙氣濕潤、降溫與初凈化:含塵含硫煙氣,首先進入預處理室內與霧化的凈化液體在紊流狀態(tài)下進行良好接觸,使粉塵進行初步的浸潤,硫化物與堿霧進行傳質,大的煙塵顆粒被收集下來,細的煙塵顆粒則增大粘結凝聚力,凝聚而落入吸收液中。一般在此過程中,對硫化物凈化可達20~30%,對煙塵凈化效率可達30~40%。同時該過程還有降溫冷卻功效,有助后續(xù)酸堿中和反應。
煙氣的自激強化:經過潤濕與初凈化的煙氣流,在氣流作用下,沖破細微塵粒表面氣膜,使細微塵粒得到進一步浸潤,同時也強化了氣液傳質過程,使氣流中的硫化物得到較好吸收,將表面較大細微塵粒與還未能參與反應的硫化物收集下來。同時也使聚積在塔內的吸收液在強大氣流力的作用下,自動激化液霧,形成具有高效捕集與吸收的泡沫液霧層。在此過程中,一般除塵效率可達40%以上,脫硫效率可達40%左右。
泡沫層吸收、除塵:由于氣體在預處理室內氣流力強大作用下,把積聚在塔內的吸收液激起霧滴泡沫,使氣、固、液三項的傳質得到優(yōu)化,為經過兩次凈化后的煙氣流進一步凈化創(chuàng)造了良好的條件,對硫化物的脫除與煙塵的凈化都有良好的效果。
2級旋流效應:廢氣自擊脫硫液形成泡沫反應后切向圍繞塔內徑旋轉上升,與順著塔壁漫流的脫硫液發(fā)生接觸,同時,塔內布置了旋流器和霧化噴頭,旋流器使廢氣旋流上升,同時使霧化的脫硫液均勻布滿塔內,旋流而下的脫硫液和旋流而上的廢氣發(fā)生碰撞、氣液傳質、酸堿中和、絮凝等一系列復雜效應,粉塵和硫化物得到有效凈化,實現三級凈化;一般除塵效率可達60%,脫硫效率可達60%以上。
以上4級作用總效率計算可得:U=1-(1-u1)(1-u2)(1-u3)(1-u4),脫硫總效率:U>90%;除塵總效率:U>90%
3.3、吸收液循環(huán)噴淋系統(tǒng)
在塔內經氣液充分接觸、傳質反應后,脫硫漿液中含CaSO3、Ca(OH)2 及未反應完全的CaO 等物質,這些未完全反應的脫硫漿液經循環(huán)泵再次循環(huán)噴淋,與煙氣多次反應,使整個反應的當量比接近于1。經多次循環(huán)吸收,CaSO3 逐漸增加,脫硫漿液pH 值下降,當pH 值低于設計數值時,脫硫循環(huán)泵電動閥將自動打開,補充脫硫劑。
3.4、循環(huán)泵
脫硫循環(huán)泵采用脫硫專用泵,其耐腐性耐磨能優(yōu)良,耐沖擊性能強。
3.5、脫水除霧系統(tǒng)
煙氣中的粉塵、二氧化硫得到良好的凈化,但也有液滴和氣霧帶入煙氣中,成為含液煙氣,亦稱煙氣帶水,會對排煙系統(tǒng)和風機帶來嚴重影響。因此,必須將煙氣中的液體盡可能分離出來。為此,結合脫硫塔實際情況,選用分離能力最強的離心分離機理,布置高效除霧器,使氣、液得到良好的分離,除去大部分氣霧后由煙囪排走;分離出來的含塵、含硫液體沿分離器筒壁流入塔底與積聚液一起回流。
4、循環(huán)水系統(tǒng)
4.1、循環(huán)水量
本工程采用濕法脫硫工藝,脫硫液循環(huán)使用,2 套SCX-V5.0 型濕式脫硫除塵裝置循環(huán)供水量為600m3/h,實際運行時,循環(huán)水量根據煙氣特性可適當調整。
4.2、循環(huán)沉淀池
在濕法脫硫工藝中的渣漿主要是脫硫渣,循環(huán)水系統(tǒng)中的固液分離可采用循環(huán)沉淀池結構。脫硫污水由導流槽溢流入沉淀區(qū),亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣后易于沉淀,沉淀后的渣漿由渣漿泵加壓輸往高位沉淀池。沉淀后的上清液溢流入清液池,調節(jié)pH 值,由循環(huán)泵加壓輸往脫硫除塵裝置。沉淀濃縮后泥漿用渣漿泵輸送至壓濾機脫水后交有資質單位回收。
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