一種新型除霧系統(tǒng)在高溫尾氣處理中的應(yīng)用

吳學(xué)榮，孔令亮

（江蘇新宏大集團(tuán)有限公司，江蘇 泰州 225721）

許多化工企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)如聚氯乙烯（PVC）噴涂車間、磷酸萃取車間、磷酸過(guò)濾車間、磷銨中和車間、磷酸庫(kù)等都會(huì)產(chǎn)生尾氣，這些尾氣中可能含有微量的粉塵、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）等有害物質(zhì)［1］。盡管它們的含量很低，但由于廠內(nèi)的空間有限，長(zhǎng)期高溫、有害氣體的環(huán)境造成操作者體感舒適度降低，還可能會(huì)對(duì)操作者的職業(yè)健康安全構(gòu)成一定的威脅。

江蘇新宏大集團(tuán)有限公司聯(lián)合英國(guó)BEGG，COUSLAND（百豪士）公司成功開(kāi)發(fā)了BECOSOLVE除霧系統(tǒng)。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)對(duì)高溫尾氣的收集、處理以及最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放起到較好的作用。

1 BECOSOLVE除霧系統(tǒng)

1.1 工作原理

車間各尾氣發(fā)生工段產(chǎn)生的尾氣被多個(gè)吸氣罩收集并經(jīng)過(guò)吸收液預(yù)處理（可視氣體的成分來(lái)綜合取舍）后送到BECOSOLVE除霧系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。高溫氣體經(jīng)過(guò)第一級(jí)除沫器后較大粒徑的液滴被截留下來(lái)，然后氣體再經(jīng)過(guò)2臺(tái)冷凝器，溫度被降低到35 ℃以下，此時(shí)氣體中細(xì)微的霧滴會(huì)冷凝，同時(shí)部分鹽晶體也會(huì)從液滴中析出。氣體再經(jīng)過(guò)第二級(jí)除沫器截留稍大粒徑的液滴，然后經(jīng)過(guò)除塵布袋除去其中夾帶的大量鹽晶體、粉塵顆粒等，最后氣體經(jīng)過(guò)第三級(jí)除霧器，將氣體中夾帶的細(xì)小霧滴截留下來(lái)。處理后的凈化氣體用風(fēng)機(jī)從煙囪排出。

圖1 BECOSOLVE除霧系統(tǒng)

1.2 工藝流程

上述工藝流程主要分為以下幾個(gè)過(guò)程。

1） 第一級(jí)除沫過(guò)程

第一級(jí)除沫器采用兩層抽屜式絲網(wǎng)除沫器，每層除沫器由多層304 金屬絲與特氟龍纖維混編而成，除沫器的主要作用機(jī)制為撞擊、截留和匯集。第一層除沫器采用低密度網(wǎng)塊，用于除掉粒徑稍大的沫滴，第二層采用中密度網(wǎng)塊，用于除掉粒徑稍小的沫滴。經(jīng)過(guò)兩層除沫器后氣體中5 μm 以上沫滴去除率可達(dá)98%以上［2］。

為防止結(jié)晶物堵塞絲網(wǎng)，除沫器的頂部設(shè)有噴淋裝置，通過(guò)定量噴灑噴淋液的方式可以對(duì)絲網(wǎng)除沫器進(jìn)行清洗和再生。

2） 氣體冷凝過(guò)程

氣體冷凝器分為上、下兩層，為了增加換熱效率，換熱管外部設(shè)計(jì)有鋁制翅片。為了方便清理，冷凝管還被設(shè)計(jì)成了抽屜式結(jié)構(gòu)，2臺(tái)冷凝器的作用是將高溫氣體溫度降低到35 ℃以下，以便能夠更多地去除氣體中夾帶的霧沫。

為防止結(jié)晶物堵塞管壁，冷凝器的頂部設(shè)有噴淋裝置，通過(guò)定量噴灑噴淋液的方式對(duì)冷凝器進(jìn)行清洗和再生。

3） 第二級(jí)除沫過(guò)程

第二級(jí)除沫器采用一層抽屜式絲網(wǎng)除沫器，除沫器同樣是由多層304金屬絲與特氟龍纖維混編而成，采用高密度網(wǎng)塊，用于去除氣體冷凝后產(chǎn)生的粒徑細(xì)小的沫滴，經(jīng)過(guò)第二級(jí)除沫器后氣體中5 μm以上沫滴去除率最高可達(dá)100%。

4） 第三級(jí)除霧過(guò)程

第三級(jí)除霧器采用兩級(jí)除霧方式，它是由內(nèi)外兩層同心圓組成的除霧元件構(gòu)成，除霧元件選用的是英國(guó)BEGG，COUSLAND 公司的低速高效型“Becofil”燭狀纖維除霧器，該除霧器的主要作用機(jī)制是布朗運(yùn)動(dòng)和匯集，其除霧效率較高。

氣體經(jīng)過(guò)第三級(jí)除霧器后1 μm 以上沫滴去除率可達(dá)99%以上，1 μm 以下霧滴去除率可達(dá)98%以上［3］。為防止除霧器發(fā)生堵塞現(xiàn)象，除霧器的進(jìn)氣端還設(shè)計(jì)有“Zephron”除塵布袋，以便截留掉氣體中結(jié)晶鹽、焦油、粉塵顆粒等雜物，除塵布袋需要根據(jù)氣體壓力降數(shù)值大小定期進(jìn)行更換。

BECOSOLVE 除霧系統(tǒng)配備了可視化人機(jī)界面，可在線監(jiān)測(cè)氣體流量、液體流量、氣體壓力降、溫度等指標(biāo)值，一旦出現(xiàn)參數(shù)異常現(xiàn)象，系統(tǒng)便給出相關(guān)報(bào)警信息，確保整個(gè)除霧過(guò)程能長(zhǎng)期、有序、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。

2 應(yīng)用案例

江蘇某外資企業(yè)PVC 地板生產(chǎn)商在美國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)、中國(guó)等國(guó)家都建有工廠。該公司的比利時(shí)工廠很早就從英國(guó)BEGG，COUSLAND 公司進(jìn)口了一套BECOSOLVE 除霧系統(tǒng)并用于噴涂爐尾氣的收集和處理。2012 年，該系統(tǒng)被搬遷到了江蘇省蘇州市吳江區(qū)的工廠。

之前，該公司噴涂爐高溫尾氣自由排放到車間里，由于這些高溫尾氣熱量得不到及時(shí)外排，夏季車間內(nèi)局部溫度曾達(dá)到42 ℃以上，尾氣中微量的粉塵、VOC等有害物質(zhì)對(duì)操作者的鼻黏膜和肺部都造成了不小危害，操作者對(duì)此反映十分強(qiáng)烈。

增加BECOSOLVE除霧系統(tǒng)后，車間的多個(gè)尾氣發(fā)生工位都增加了集氣罩（見(jiàn)圖2）。在BECOSOLVE除霧系統(tǒng)風(fēng)機(jī)和15 m 煙囪的作用下，集氣罩內(nèi)部形成的微負(fù)壓能夠使高溫尾氣及熱量被及時(shí)地帶出廠外，室內(nèi)氣溫平均降低10 ℃左右，尾氣在經(jīng)過(guò)噴淋、除沫、過(guò)濾、除霧等一系列作用后實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。氣體的總壓力降在6.37 kPa左右。

圖2 集氣罩分布圖

江蘇康達(dá)檢測(cè)技術(shù)股份有限公司對(duì)其15 m粉末噴涂尾氣煙囪檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其顆粒物排放量不到15 mg/m3，遠(yuǎn)低于國(guó)家所規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。另外在現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)采訪后發(fā)現(xiàn)操作者的體感舒適度明顯提升。

3 總結(jié)

江蘇某外資PVC 地板廠多年的運(yùn)行實(shí)踐證明,BECOSOLVE 除霧系統(tǒng)在處理高溫尾氣方面效果較好。它既改善了車間操作工的勞動(dòng)環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了尾氣的達(dá)標(biāo)排放。

BECOSOLVE 除霧系統(tǒng)因采用多級(jí)除沫器、冷凝器和纖維除霧器的組合除霧方式，故其除霧效果明顯優(yōu)于市售的單一形式的除沫（霧）器產(chǎn)品，如旋流板除沫器、折流板除沫器、絲網(wǎng)除沫器、纖維除霧器等。因此BECOSOLVE 除霧系統(tǒng)是高溫、有毒有害及排放指標(biāo)高的尾氣進(jìn)一步處理的可選除霧產(chǎn)品之一。