三脫一體噴霧除塵技術及裝置在陶瓷行業的應用＊

康智勇 李 轉 楊 松 李琳琦 李 婷 燕 子

（咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

前言

2012年我國建筑陶瓷年產量已達100億m2，總產量位居世界第一，建筑陶瓷企業已達3 500多家，消耗原材料近3億t／年，所消耗燃料折合標煤為34萬t。排放粉塵為500萬～600萬t，排放廢氣約為5億m2，燃料燃燒所排放的煙氣中主要成分以SO2為主的硫化物和氟排放物，其中廢氣處理中以粉塵和SO2為主。

雖然我國建筑陶瓷年產量在世界已絕對領先，但并不是世界技術強國，尤其在環保除塵方面還比較落后。2012年底，北京等多個城市出現“霧霾”現象，粉塵就是元兇之一，所以陶瓷企業的粉塵污染處理已迫在眉睫。

國外一些發達國家從20世紀就著手研制先進的廢氣治理工藝和設備，陸續研發出采用旋風除塵器、袋除塵、高溫過濾材料對粉塵進行捕集。采用傳統的可再生脫硫劑（如活性炭），金屬氧化物脫硫劑，如CaO、ZnO等，新型的脫硫劑Al2O3─CaO可再生脫硫劑和納米級可再生半導體TiO2脫硫劑，此外也可用石灰石和生石灰進行煙道法脫硫或用方鎂石、水鎂石吸收使其脫硫，在脫硫的同時也可以脫氟。

我國陶瓷行業廢氣粉塵的污染治理從20世紀90年代中后期開始，特別是在21世紀初，國內先后開發和應用了一些廢氣及粉塵處理技術，主要分布在廣東佛山和長江三角周地區，但設備和技術還不很完善。維修成本和運行成本高、穩定性差，陶瓷企業缺乏采用此技術的積極性，而三脫一體噴霧除塵技術可克服以上缺陷。

1 三脫一體噴霧除塵技術簡介

目前陶瓷行業采用的除塵技術可分為：機械式除塵技術、點除塵技術、濕法除塵技術和過濾除塵技術。從經濟性、效率及占地面積等重要方面考慮，濕法除塵裝置在噴霧干燥器應用上有很高的推廣和普及的優勢。濕法除塵裝置是一種高效率的除塵裝備。工藝先進、運行可靠、成本低、流程簡單、制造維修方便，液態介質可直接選用廢水。其原理是：使用液態介質使其與含塵氣體充分接觸，利用霧化液滴、液膜使含塵氣體得以凈化。濕法除塵器分為：臥式網膜濕法除塵器和立式濕法除塵器。綜合考慮，效率更高的除塵器為立式濕法除塵器。下面介紹一種最新研制的新型噴霧除塵器——三脫一體噴霧除塵技術及裝置的原理與特點。

如圖1所示，這種新型除塵器安裝在引風機后面，是整個生產工藝的最后一道工序，其銜接引風機、循環泵、廢水池3個設備。含塵氣體在引風機抽離后經過第一道水霧除塵（序號1），隨后直接進入霧化塔濕法除塵裝置中，它是沿霧化塔體切線方向進入，這樣能形成螺旋式上升氣流，氣流經曲型蓄水板（序號8）、鋼板蓄水網（序號6）、內部噴淋裝置（序號7）吸塵后進入煙囪（煙囪處另有一層噴淋裝置），隨后直接排放到大氣中。

進風管的噴淋水來自于引風機的冷卻水，含塵氣體在經過進風管噴淋器時會附著在液態水滴上，這樣會增加其他裝置對它的的吸附作用。在噴霧除塵器中，一套噴霧裝置對應一套蓄水裝置，污水經循環泵進入噴淋裝置中，通過螺旋噴頭形成錐形水幕，每層中有若干個螺旋噴頭，這樣水幕可以覆蓋整個氣流截面。氣流經過曲型蓄水板面上升時，由于板面上附著一層液膜，它會對整個氣流進行吸收、凈化、中和。通過曲型蓄水板吸附后，氣流到達位于其上方的鋼板蓄水網，氣流通過鋼板蓄水網時，它會直接撞向長條形的平面板面，這樣會直接改變氣流方向，延緩氣流速度，板面上的液膜也會直接吸收氣流中的粉塵以及中和氣流中的硫化物等有害氣體。經過曲型蓄水板和鋼板蓄水網吸附凈化后氣流繼續上升，到噴淋裝置下部與錐形水幕進行再次交換吸附，由于整個噴淋裝置采用的是螺旋噴頭，液漿會形成比較厚的水幕，吸附作用會極大地提升。而在螺旋噴頭分布上，經過設計、計算，每個螺旋噴頭都能達到1～1.5m的覆蓋面積，可保障其水幕可覆蓋整個氣流截面，每一層中噴頭都是按照設計、計算擺放位置，根據除塵室的截面面積確定噴頭數量。在除塵室內，整套這樣的設備共有2套，上下分布。氣流經過除塵室后基本上只剩下熱空氣和水蒸氣，煙囪處噴淋裝置的噴淋水也是來自于風機的冷卻水，它是對熱氣流的最后一道降溫水霧層，目的是延長煙囪的使用壽命。最后，熱蒸氣順著煙囪直接進入到大氣中，而粉塵和中和物隨著液態介質回到污水池中，經過沉淀后循環利用。此技術的特點是：三脫一體，把除塵、脫硫、脫氟放在一個容器內同時完成，除塵的同時，在污水池中加入適量的CaO或其他中和物，可脫硫、脫氟，也就是三脫一體。整個除塵設備的除塵介質都是可循環利用的，沒有一點浪費。這種三脫一體噴霧濕法除塵器是一種工藝先進、操作方便、結構緊揍、占地面積小、可以大量節省水資源，能滿足高標準排放要求的新型除塵器。

2 結語

目前，該除塵設備已經在天津、唐山等多個地方成功運行，運行效果良好。該技術與相應設備的開發，使建筑衛生陶瓷行業的廢氣處理問題得到極大的改善，基本滿足了行業的環保需求。該除塵裝置在工藝技術方面所具有的特點，使其具有廣泛的推廣應用前景。此項技術已申請國家專利，望與國內陶瓷界同仁共同合作，為我國的環境治理做出貢獻。