陶瓷企業(yè)原料車間粉塵及煙氣治理

　　北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:陶瓷行業(yè)被稱為三高行業(yè)，粉塵是不可忽視的一項。在原料、輔料以及煤炭的運輸過程中，以及粉碎、篩分、配料、成型、干燥、修坯以及燒制等整個生產(chǎn)過程中，都會有粉塵產(chǎn)生，這些粉塵是顆粒物的主要來源。陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的顆粒物，一般分為兩種，一種為粉塵狀污染物，產(chǎn)生于原料稱配入磨、原料加工、泥坯料制備、釉料制備、壓制成形和施釉等工段;另一種為含顆粒的氣體，產(chǎn)生于干燥和燒成工段。根據(jù)陶瓷企業(yè)的工藝特點及粉塵產(chǎn)生的狀況，一般采用脈沖袋式除塵器和濾筒除塵器對顆粒物進行去除。

　　顆粒物處理工藝

　　產(chǎn)生顆粒物的原因不外乎以下幾種：噴霧塔煙氣集中排放，而且氧含量有差異，導(dǎo)致?lián)Q算值存在較大差別;原布袋除塵器的濾芯過度精度不夠;布袋除塵器旁通閥門泄漏;脫硫循環(huán)水含較多懸浮物，隨煙氣排放;布袋除塵器箱體漏風(fēng)率過高;管道積灰未及時清除等。

　　采用脈沖袋式除塵器或濕法除塵器是陶瓷企業(yè)普遍采用的除塵工藝，相比濕法除塵而言，脈沖袋式除塵器效率較高且穩(wěn)定。建筑陶瓷的噴霧塔采用的是脈沖袋式除塵器，濾袋的品質(zhì)很重要，直接影響除塵效果，采用PTFE覆膜濾袋處理后的煙塵排放濃度小于10mg/m³，窯爐除塵以前大多是利用濕法除氟去除窯爐煙氣的煙塵，一些采用干法除氟的企業(yè)在窯爐上也使用脈沖袋式除塵器。

　　脈沖袋式除塵器的過濾機理是一個綜合效應(yīng)的結(jié)果，如重力、慣性力、碰撞、靜電吸附、篩濾作用等。當(dāng)含煙塵、粉塵氣體經(jīng)進氣口進入除塵器，較大的粉塵顆粒因截面積的增大，風(fēng)速下降，而直接沉降;較小的煙塵、粉塵顆粒被濾袋阻留在濾袋表面。經(jīng)過濾袋凈化的氣體，由濾袋內(nèi)部進入箱體，再由閥板孔出口排入大氣，達到除塵的目的。

　　隨著過濾的不斷進行，濾袋表面的煙塵、粉塵越積越多，濾袋阻力不斷升高，當(dāng)設(shè)備阻力達到一定的限值時(1245-1470Pa)時，濾袋表面積聚的煙塵、粉塵需及時清除;清灰控制器發(fā)出信號，首先第一個室的控制提升閥關(guān)閉切斷過濾氣流，停止過濾過程，然后電磁脈沖閥打開，以極短的時間(0.1-0.15秒)向箱體內(nèi)噴入壓力為0.3-0.7MPa的壓縮空氣，在箱體內(nèi)迅速膨脹涌入濾袋內(nèi)部，使濾袋產(chǎn)生形變、震動、濾袋外部的粉塵被清除下來掉入灰斗，清灰完畢之后提升閥再次打開，這個箱室的濾袋重新恢復(fù)到過濾狀態(tài)。而下一個箱室則進入清灰狀態(tài)。并如此逐一按上述要求直至最后一個箱室清灰完畢為一個清灰周期。脈沖袋式除塵器的脈沖寬度和清灰周期，由清灰程序控制器自動控制連續(xù)運行，從而保證清灰效果和設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定的運行。

　　噴霧塔煙氣溫度一般在80-115℃，當(dāng)爐況發(fā)生變化時溫度可達150℃甚至更高，此時會發(fā)生燒袋現(xiàn)象;當(dāng)煙氣含濕量大于35%，露點溫度70℃，除塵器會結(jié)露和糊袋。為了防止除塵器結(jié)露和糊袋以及由于溫度過高等而發(fā)生的惡性事故，除塵器的進風(fēng)管道，本體及灰斗都采取了保溫措施，以防止除塵器結(jié)露;在除塵器的進風(fēng)口處也安裝有溫度檢測與自動報警裝置，并在除塵器進風(fēng)口設(shè)計了煙氣冷卻裝置，廢氣一旦超過除塵器的使用溫度范圍，則發(fā)出警報，自動采取溫控措施，以確保除塵器安全運行。

　　各箱室的脈沖和清灰周期由清灰程序控制器按事先設(shè)定的程序自動連續(xù)進行，從而保證了壓縮空氣清灰的效果。整個箱體設(shè)計采用了進口和出口總管結(jié)構(gòu)，灰斗可延伸到進口總管下，使進入的含塵煙氣直接進入已擴大的灰斗內(nèi)沉降，達到預(yù)除塵的效果。所以脈沖袋式除塵器不僅能處理一般濃度的含塵氣體，且能處理高濃度含塵氣體。

　　脈沖袋式除塵器的除塵效率可達99.9%以上，粉塵排放可控制在30mg/Nm³以下;可處理100g/Nm³以下的高濃度粉塵。先進的密封措施，漏風(fēng)系數(shù)小于2%;先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計，單位體積過濾面積大，設(shè)備體積小。獨特有效的氣箱脈沖清灰方式，延長濾袋的使用壽命;采用PTFE覆膜濾袋，使用壽命長;性能穩(wěn)定，PLC智能控制，自動化程度高，日常管理維護簡單。

　　噴霧塔脫硫脫硝技術(shù)改造

　　在爐膛增設(shè)SNCR和水煤漿+固硫劑噴入爐膛脫硫、循環(huán)流化床半干法脫硫，對已有的引風(fēng)機和布袋除塵器進行改造，取消脫硫反應(yīng)塔。

　　該方案在爐膛段主要利用850~950℃的高溫窗口進行水煤漿+固硫劑脫硫和SNCR脫硝反應(yīng)，然后在噴霧塔與布袋除塵器之間增設(shè)一套循環(huán)流化床半干法反應(yīng)器，完全可將SO2排放濃度降低到100mg/Nm³以下、NOx排放濃度降低到100mg/Nm³以下并脫除掉部分氟。循環(huán)流化床懸浮式脫硫技術(shù)是一種半干法脫硫工藝，其副產(chǎn)物為干態(tài)的脫硫灰渣，出口煙溫較高，可有效地避免由于水蒸氣攜帶析出的Na+而造成除塵后粉塵濃度反而升高的情況發(fā)生。對布袋除塵器進行改造或更換以匹配循環(huán)流化床反應(yīng)器，對已有的引風(fēng)機進行改造以克服新增設(shè)備或系統(tǒng)(如新增設(shè)的環(huán)流化床反應(yīng)器)的阻力，取消掉已有的脫硫塔，簡化系統(tǒng)流程，減小后期的運行與維護量。

　　循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)(CFB-FGD)由煙氣系統(tǒng)、脫硫塔系統(tǒng)、脫硫除塵器系統(tǒng)、脫硫工藝水系統(tǒng)、物料再循環(huán)系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等構(gòu)成。

　　由爐膛出來的煙氣從底部進入吸收塔，吸收塔底部為文丘里裝置，煙氣流經(jīng)時被加速。吸收劑通過一套噴射裝置在吸收塔底部噴入，循環(huán)脫硫灰從吸收塔底部的另一側(cè)輸送進入吸收塔。吸收劑和循環(huán)脫硫灰受加速后的煙氣沖擊后懸浮起來，形成流化床，與煙氣充分混合完成脫硫反應(yīng)。

　　在吸收塔內(nèi)煙氣與吸收劑處于激烈的湍動狀態(tài)，循環(huán)流化床內(nèi)的Ca/S摩爾比可以達到40~50。吸收劑顆粒與煙氣之間存在較大的滑移速度，吸收劑顆粒之間的不斷摩擦、碰撞，增加了脫硫反應(yīng)的反應(yīng)界面，強化了脫硫反應(yīng)的傳質(zhì)與傳熱，從而使脫硫系統(tǒng)能夠達到較高的脫硫效率。

　　吸收塔內(nèi)設(shè)有分級噴水裝置，噴入的霧化水使煙氣溫度降至55℃左右，水滴噴入吸收塔后，一部分水滴捕捉吸收劑顆粒后形成漿滴，漿滴的水分蒸發(fā)速度下降，漿滴內(nèi)開始階段的脫硫反應(yīng)為離子反應(yīng)，隨著水分的蒸發(fā)，脫硫反應(yīng)也逐漸由離子反應(yīng)過渡到氣固反應(yīng)。

　　經(jīng)吸收塔凈化后的煙氣從吸收塔的頂部排出，然后進入脫硫除塵器，再通過鍋爐引風(fēng)機排入煙囪。經(jīng)除塵器收集下來的固體顆粒，大部分通過除塵器下的再循環(huán)系統(tǒng)返回吸收塔繼續(xù)參加脫硫反應(yīng)，從而形成脫硫劑的多次循環(huán)，少部分脫硫灰渣通過氣力輸送到脫硫灰倉。吸收塔內(nèi)煙氣的平均流速控制在4m/s左右，煙氣在塔內(nèi)的停留時間超過5秒，95%以上的脫硫反應(yīng)都能夠在塔內(nèi)完成。

　　環(huán)流化床煙氣脫硫工藝的特點是吸收劑的流化，通過煙氣與不斷循環(huán)的吸收劑的接觸完成對煙氣中SO2的吸收。其技術(shù)關(guān)鍵在于吸收劑的再循環(huán)，也正是吸收劑的再循環(huán)造成了脫硫塔內(nèi)的實際鈣硫比要遠(yuǎn)高于表觀鈣硫比，從而使煙氣能夠在較短的時間內(nèi)達到較高的脫硫效率，并提高吸收劑的利用率。

　　(文章節(jié)選于王銀川《陶瓷磚原料車間生產(chǎn)管理技術(shù)手冊》第九章，內(nèi)容有改動，作者系某陶瓷職業(yè)經(jīng)理人)