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沖天爐煙氣治理

發布時間:2017-12-07  來源:www.grauenacht.com  作者:國達環保設備公司

一臺5T一臺10T沖天爐兩爐一塔

治理方案

根據《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》條例的相關要求,沖天爐排放的煙氣與鍋爐煙氣、窯爐煙氣一樣都需要對煙氣進行技術性改造。沖天爐廢氣與鍋爐煙氣類似,污染物均為煙塵和二氧化硫,處理工藝按鍋爐煙氣的處理工藝進行選擇。由于煙塵濃度較高,先經過一級除塵后在進行脫硫處理。從而達到《工業爐窯大氣污染物排放標準》。下面介紹整體方案的設備以及工藝流程。

一、旋風除塵器的特點

旋風除塵器內部沒有運動部件,維護方便,處理相同的風量情況下體積下、結構簡單,價格便宜,作為預處理器使用時,可以立式安裝??赡?00攝氏度高溫,采用特殊的耐高溫材料,除塵器內設耐磨內襯后,可用以凈化含高磨腐蝕性粉塵的煙氣。除塵機理是使含塵氣流做旋轉運動,借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁,再借助重力作用使塵粒落入灰斗。

二、旋流板塔的除塵機理

煙氣自脫硫除塵塔底部切向進入后,繞著底部的穩流柱旋轉上升,利用離心力作用除去較大塵粒,然后變速通過旋流板。在變速運動中,高速氣流對堿液做到激烈攪拌使水達到最佳的霧化質量,從而使得煙氣與堿液達到最大的接觸面積。這樣,較大的塵粒在離心力作用下被除去,較小的塵粒受到液滴的碰撞與攔截、冷凝,以及多次的布朗擴散等作用而凝并成較大的塵粒而被除去,此外,還有部分微小塵粒通過紊流、吸附、凝聚、催化傳質后被捕集,最后都流至塔底部再排至沉灰池。

三、雙堿濕法脫硫機理

脫硫是利用二氧化硫的特性,即酸性、溶解性、氧化性、還原性。而二氧化硫溶于水后與堿反應的速度很快不需多加考慮。一般情況下,在沖天爐產生的煙氣排入脫硫器,噴入一定量堿液時,堿液的霧化質量越好、脫硫效率越高。本脫硫除塵器獨特的設計能使高速運動的氣流對堿液做激烈的攪拌,產生渦流內循環,重復霧化,使堿液完全霧化,液滴粒徑基本在0.2mm以下,達到最佳霧化質量,液霧與二氧化硫充分攪拌在一起,達到最佳的接觸方式與接觸面積,從而達到理想的脫硫效果。用堿性液洗滌含二氧化硫的氣體時,首先二氧化硫與水相互反應生成亞硫酸,部分亞硫酸水解生成氫、硫化氫及少量的三氧化硫離子。同時水中的堿則離解成鈉和氧化氫離子。生成氧化氫離子時因下列反應而使氫離子減少:

二氧化硫----------------------———亞硫酸———氫+亞硫酸氫根

氧化氫+氫———水

氫減少的結果是使亞硫酸氫根和亞硫酸離子量增加,從而使溶液中未離解的亞硫酸和物理溶解的二氧化硫含量減少,因此繼續從氣體中吸收二氧化硫。起初堿過剩時,二氧化硫與堿反應生成正鹽亞硫酸鈉。二倍氫氧化鈉+二氧化硫—亞硫酸鈉+水。待至堿耗盡而繼續從煙氣中吸收二氧化硫時,則生成酸式鹽亞硫酸氫鈉。亞硫酸氫鈉與堿反應又再生出正鹽亞硫酸鈉。在運行過程中,不可避免地發生副反應,即少量亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉噴淋后流入沉淀池時加入石灰石,在生成氫氧化鈉和石膏等沉淀物。亞硫酸鈉的氧化率與煙氣中的氧含量、煙塵雜質種類及循環液濃度、ph值高低等有關。系統在正常運行時,脫硫操作是在吸收再生中循環進行,由此可見,循環液是由無水硫酸鈉到亞硫酸鈉再到亞硫酸氫鈉組成的溶液體系,溶液中的亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉的濃度和比例是影響吸收率的關鍵因素。其中有脫硫能力的成分是無水硫酸鈉。在不斷吸收二氧化硫生成亞硫酸氫鈉過程中,表現為循環液ph值逐漸下降,循環液面上的二氧化硫分壓逐漸升高,脫硫能力逐漸降低。為了循環液的吸收能力,必須再生亞硫酸鈉。為此,按需要的堿量投入ph調節槽,調節循環液的ph值,即可在生出亞硫酸鈉。當循環液中的亞硫酸鈉全部變成亞硫酸氫鈉,繼續吸收二氧化硫時,不可能再起化學反應,此時僅因二氧化硫對該溶液的溶解度關系而溶解于溶解中并達到飽和,循環液ph值急劇下降,循環液面上的二氧化硫分壓急劇升高,吸收過程無法進行。因此,循環液的ph值必須控制。亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、和無水亞硫酸鈉在水中的溶解度隨溫度變化而變化,除亞硫酸氫鈉隨溫度升高而增加外,其余兩種都是在四十攝氏度時溶解度最大,然后隨著溫度的升高而減少。

四、雙減脫硫工藝特點

用氫氧化鈉脫硫,循環水基本上是氫氧化鈉的水溶液,在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象,便于設備運行與保養。吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在塔外,這樣避免了塔內堵塞和磨損,提高了運行的可靠性,降低了操作費用,同時可用功效的板式塔和填料塔代替空塔,使系統更緊湊,且可提高脫硫效率。鈉基吸收液吸收二氧化硫速度快,故可用較小的液氣比,達到較高的脫硫效率,一般在90%以上。對脫硫除塵一體化技術而言,可提高石灰的利用率。亞硫酸鈉氧化副反應物無水硫酸鈉較難再生,需不斷的補充氫氧化鈉或碳酸鈉而增加堿的消耗量,另外,無水硫酸鈉的存在也降低石膏的質量。

五、設備脫硫除塵工藝特點

本方案采用鋼制旋流板塔式多層脫硫器脫硫。由于高溫煙氣冷卻后在經多級脫硫效果更佳,煙氣排放達標更有把握。鋼制脫硫除塵器性能特點:鋼制旋流板脫硫除塵器硬度高、耐磨損、耐風化、耐腐蝕的特點,用鋼制脫硫除塵器,經久耐用、耐酸耐腐蝕等特點。含塵氣體首先切向進入高效實心上穩旋流逆傳質洗滌室,煙氣經堿性溶液冷卻降溫達到飽和狀態,大粒粉塵及二氧化硫首次被吸收洗下,繼而煙氣、水霧、粉塵三相氣流由于質量的差異,以不同的慣性互相傳質并同時進入高效凝聚霧化洗滌室進行收縮、急聚、擴散等運動作用后第二次被脫硫與除塵,隨后煙氣、水霧、粉塵三相氣流以一定速率沖擊裝有堿性溶液的高效循環流化過濾室通過充分沖擊、湍流、攪拌、過濾、傳質等運動機理后第三次被脫硫與除塵,此時比較潔凈的煙氣以切向進入高效上穩旋流逆傳質洗滌室通過堿性液膜與液霧產生逆向傳質運動最后一次脫硫與除塵,凈化后的潔凈煙氣旋流進入高效脫水除霧室進行氣液分離處理。而灰水則從高效上穩旋流逆傳質洗滌室底部的自動溢流水封出灰口排向循環池經堿性水中和沉淀池處理、堿性廢水回收供脫硫除塵器使用,潔凈水從高效脫水除霧室底部的排水口流出,逐一體化同時完成了消煙、脫硫、除塵、脫水、除霧的全過程。水浴脫硫除塵器的特點除塵效果達到百分之九十捌以上,脫硫效率達到百分之九十捌以上,能耗低,運行費用少,使用壽命長,內筒耐腐蝕、耐高溫。

六、廢氣處理工程系統設計

沖天爐廢氣先經前置旋風除塵器將大于十微米塵粒除掉,在由引風機布置在濕式脫硫器除塵器之前。因前置除塵器的設置已經減少了引風機的磨損和腐蝕。所以一般前置除塵器一般采用旋風除塵器。脫硫除塵器出來的污水由排污泵澆到沉淀池中,完成整個除塵脫硫過程

七、除塵脫硫效果

     根據貴廠的特殊狀況,從新排列設備程序,使兩爐的煙囪管道同時進入旋風多管除塵器,分別在進入旋風除塵前安裝擋板來做。為了獨立運行然后進入脫硫塔,由兩臺不同型號的風機引入煙囪把治理后合格氣體排放向大氣。

沖天爐的廢氣經上述方案處理后能滿足《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國大氣污染防止法》條例的要求和《工業爐窯大氣污染物排放標準》的要求。煙塵排放濃度小于等于每立方米捌十毫克,林格曼黑度一級,二氧化硫排放濃度小于等于每立方米二百毫克,氮氧化物排放濃度小于等于每立方米四百毫克。


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