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冲天炉烟气治理

发布时间:2017-12-07  来源:www.guodahuanbao.com  作者:国达环保设备公司

一台5T一台10T冲天炉两炉一塔

治理方案

根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》条例的相关要求,冲天炉排放的烟气与锅炉烟气、窑炉烟气一样都需要对烟气进行技术性改造。冲天炉废气与锅炉烟气类似,污染物均为烟尘和二氧化硫,处理工艺按锅炉烟气的处理工艺进行选择。由于烟尘浓度较高,先经过一级除尘后在进行脱硫处理。从而达到《工业炉窑大气污染物排放标准》。下面介绍整体方案的设备以及工艺流程。

一、旋风除尘器的特点

旋风除尘器内部没有运动部件,维护方便,处理相同的风量情况下体积下、结构简单,价格便宜,作为预处理器使用时,可以立式安装。可耐400摄氏度高温,采用特殊的耐高温材料,除尘器内设耐磨内衬后,可用以净化含高磨腐蚀性粉尘的烟气。除尘机理是使含尘气流做旋转运动,借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁,再借助重力作用使尘粒落入灰斗。

二、旋流板塔的除尘机理

烟气自脱硫除尘塔底部切向进入后,绕着底部的稳流柱旋转上升,利用离心力作用除去较大尘粒,然后变速通过旋流板。在变速运动中,高速气流对碱液做到激烈搅拌使水达到最佳的雾化质量,从而使得烟气与碱液达到最大的接触面积。这样,较大的尘粒在离心力作用下被除去,较小的尘粒受到液滴的碰撞与拦截、冷凝,以及多次的布朗扩散等作用而凝并成较大的尘粒而被除去,此外,还有部分微小尘粒通过紊流、吸附、凝聚、催化传质后被捕集,最后都流至塔底部再排至沉灰池。

三、双碱湿法脱硫机理

脱硫是利用二氧化硫的特性,即酸性、溶解性、氧化性、还原性。而二氧化硫溶于水后与碱反应的速度很快不需多加考虑。一般情况下,在冲天炉产生的烟气排入脱硫器,喷入一定量碱液时,碱液的雾化质量越好、脱硫效率越高。本脱硫除尘器独特的设计能使高速运动的气流对碱液做激烈的搅拌,产生涡流内循环,重复雾化,使碱液完全雾化,液滴粒径基本在0.2mm以下,达到最佳雾化质量,液雾与二氧化硫充分搅拌在一起,达到最佳的接触方式与接触面积,从而达到理想的脱硫效果。用碱性液洗涤含二氧化硫的气体时,首先二氧化硫与水相互反应生成亚硫酸,部分亚硫酸水解生成氢、硫化氢及少量的三氧化硫离子。同时水中的碱则离解成钠和氧化氢离子。生成氧化氢离子时因下列反应而使氢离子减少:

二氧化硫­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­———亚硫酸———氢+亚硫酸氢根

氧化氢+氢———水

氢减少的结果是使亚硫酸氢根和亚硫酸离子量增加,从而使溶液中未离解的亚硫酸和物理溶解的二氧化硫含量减少,因此继续从气体中吸收二氧化硫。起初碱过剩时,二氧化硫与碱反应生成正盐亚硫酸钠。二倍氢氧化钠+二氧化硫—亚硫酸钠+水。待至碱耗尽而继续从烟气中吸收二氧化硫时,则生成酸式盐亚硫酸氢钠。亚硫酸氢钠与碱反应又再生出正盐亚硫酸钠。在运行过程中,不可避免地发生副反应,即少量亚硫酸钠被氧化为硫酸钠喷淋后流入沉淀池时加入石灰石,在生成氢氧化钠和石膏等沉淀物。亚硫酸钠的氧化率与烟气中的氧含量、烟尘杂质种类及循环液浓度、ph值高低等有关。系统在正常运行时,脱硫操作是在吸收再生中循环进行,由此可见,循环液是由无水硫酸钠到亚硫酸钠再到亚硫酸氢钠组成的溶液体系,溶液中的亚硫酸钠与亚硫酸氢钠的浓度和比例是影响吸收率的关键因素。其中有脱硫能力的成分是无水硫酸钠。在不断吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠过程中,表现为循环液ph值逐渐下降,循环液面上的二氧化硫分压逐渐升高,脱硫能力逐渐降低。为了循环液的吸收能力,必须再生亚硫酸钠。为此,按需要的碱量投入ph调节槽,调节循环液的ph值,即可在生出亚硫酸钠。当循环液中的亚硫酸钠全部变成亚硫酸氢钠,继续吸收二氧化硫时,不可能再起化学反应,此时仅因二氧化硫对该溶液的溶解度关系而溶解于溶解中并达到饱和,循环液ph值急剧下降,循环液面上的二氧化硫分压急剧升高,吸收过程无法进行。因此,循环液的ph值必须控制。亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、和无水亚硫酸钠在水中的溶解度随温度变化而变化,除亚硫酸氢钠随温度升高而增加外,其余两种都是在四十摄氏度时溶解度最大,然后随着温度的升高而减少。

四、双减脱硫工艺特点

用氢氧化钠脱硫,循环水基本上是氢氧化钠的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养。吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,这样避免了塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用,同时可用功效的板式塔和填料塔代替空塔,使系统更紧凑,且可提高脱硫效率。钠基吸收液吸收二氧化硫速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般在90%以上。对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。亚硫酸钠氧化副反应物无水硫酸钠较难再生,需不断的补充氢氧化钠或碳酸钠而增加碱的消耗量,另外,无水硫酸钠的存在也降低石膏的质量。

五、设备脱硫除尘工艺特点

本方案采用钢制旋流板塔式多层脱硫器脱硫。由于高温烟气冷却后在经多级脱硫效果更佳,烟气排放达标更有把握。钢制脱硫除尘器性能特点:钢制旋流板脱硫除尘器硬度高、耐磨损、耐风化、耐腐蚀的特点,用钢制脱硫除尘器,经久耐用、耐酸耐腐蚀等特点。含尘气体首先切向进入高效实心上稳旋流逆传质洗涤室,烟气经碱性溶液冷却降温达到饱和状态,大粒粉尘及二氧化硫首次被吸收洗下,继而烟气、水雾、粉尘三相气流由于质量的差异,以不同的惯性互相传质并同时进入高效凝聚雾化洗涤室进行收缩、急聚、扩散等运动作用后第二次被脱硫与除尘,随后烟气、水雾、粉尘三相气流以一定速率冲击装有碱性溶液的高效循环流化过滤室通过充分冲击、湍流、搅拌、过滤、传质等运动机理后第三次被脱硫与除尘,此时比较洁净的烟气以切向进入高效上稳旋流逆传质洗涤室通过碱性液膜与液雾产生逆向传质运动最后一次脱硫与除尘,净化后的洁净烟气旋流进入高效脱水除雾室进行气液分离处理。而灰水则从高效上稳旋流逆传质洗涤室底部的自动溢流水封出灰口排向循环池经碱性水中和沉淀池处理、碱性废水回收供脱硫除尘器使用,洁净水从高效脱水除雾室底部的排水口流出,逐一体化同时完成了消烟、脱硫、除尘、脱水、除雾的全过程。水浴脱硫除尘器的特点除尘效果达到百分之九十捌以上,脱硫效率达到百分之九十捌以上,能耗低,运行费用少,使用寿命长,内筒耐腐蚀、耐高温。

六、废气处理工程系统设计

冲天炉废气先经前置旋风除尘器将大于十微米尘粒除掉,在由引风机布置在湿式脱硫器除尘器之前。因前置除尘器的设置已经减少了引风机的磨损和腐蚀。所以一般前置除尘器一般采用旋风除尘器。脱硫除尘器出来的污水由排污泵浇到沉淀池中,完成整个除尘脱硫过程

七、除尘脱硫效果

     根据贵厂的特殊状况,从新排列设备程序,使两炉的烟囱管道同时进入旋风多管除尘器,分别在进入旋风除尘前安装挡板来做。为了独立运行然后进入脱硫塔,由两台不同型号的风机引入烟囱把治理后合格气体排放向大气。

冲天炉的废气经上述方案处理后能满足《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防止法》条例的要求和《工业炉窑大气污染物排放标准》的要求。烟尘排放浓度小于等于每立方米捌十毫克,林格曼黑度一级,二氧化硫排放浓度小于等于每立方米二百毫克,氮氧化物排放浓度小于等于每立方米四百毫克。


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