恩德?tīng)t干法凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張錦海

（合肥合意環(huán)保科技工程有限公司，安徽 合肥 230000）

恩德?tīng)t氣體現(xiàn)采用的主要凈化方法為濕法凈化技術(shù)，凈化過(guò)程中除了會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)量較難處理廢水還會(huì)腐蝕與煙氣接觸的設(shè)備、管道。這樣就降低了濕法凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)必須建設(shè)一套污水處理系統(tǒng)。而新型干法凈化工藝，無(wú)需附帶設(shè)置冷卻水注入系統(tǒng)，避免產(chǎn)生相當(dāng)含有酚、氰等毒害物質(zhì)的廢水，降低環(huán)境污染。

1 原有工藝系統(tǒng)

恩德?tīng)t煤粉氣化技術(shù)的主要特點(diǎn)為投資省、煤種適應(yīng)寬，且該技術(shù)對(duì)煤質(zhì)要求低，適于褐煤、長(zhǎng)焰煤，一般對(duì)煤中水分的設(shè)計(jì)要求為8%，最高為12%。現(xiàn)有的恩德?tīng)t對(duì)煤的活性具有一定的要求，且爐子的帶出物多，粉塵分離量大，煤耗高。

恩德?tīng)t氣體以前采用的主要凈化方法是采取濕法凈化技術(shù)，即在氣化爐后采用旋風(fēng)除塵器進(jìn)行粗除塵后進(jìn)入余熱鍋爐，自余熱鍋爐降溫后煙氣經(jīng)過(guò)洗滌冷卻塔后進(jìn)入后續(xù)工段。采用洗滌冷卻塔的濕法凈化系統(tǒng)需要大量冷卻水注入系統(tǒng)，因此需新建給水泵、給水管路等系統(tǒng)；同時(shí)在凈化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)量廢水，廢水中含有酚、氰等毒害物質(zhì)，且產(chǎn)生廢水較難處理［1]。

2 新型干法凈化工藝系統(tǒng)

為解決克服濕法凈化技術(shù)的缺點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了新型干法凈化工藝系統(tǒng)并運(yùn)用在了內(nèi)蒙古給通遼某公司化產(chǎn)車(chē)間內(nèi)。系統(tǒng)主要包括過(guò)濾部分、安保系統(tǒng)、放散系統(tǒng)、置換系統(tǒng)及設(shè)備連接管道等。

2.1 過(guò)濾部分

過(guò)濾部分由若干過(guò)濾器組成，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況過(guò)濾器可以雙排或單排布置。安保系統(tǒng)、放散系統(tǒng)和置換系統(tǒng)均設(shè)置于過(guò)濾器上。

過(guò)濾器箱體下部外壁上設(shè)置有進(jìn)氣口，箱體上部外壁上設(shè)置有出氣口。含塵氣體從進(jìn)風(fēng)均流管進(jìn)入過(guò)濾器下部在導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流下，大顆粒的粉塵被分離，直接落入灰斗，而較細(xì)粉塵隨氣流均勻地進(jìn)入過(guò)濾器中部后而富集在濾袋的外表面上，干凈氣體透過(guò)濾袋進(jìn)入上箱體，并經(jīng)各出氣口外排。隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行當(dāng)設(shè)備阻力達(dá)到限定的阻力值（一般設(shè)定為1500Pa-2000Pa）時(shí)，由清灰控制裝置按差壓設(shè)定值或清灰時(shí)間設(shè)定值自動(dòng)噴吹，利用濾袋變形及濾袋內(nèi)外的壓差剝落濾袋外表面上的粉塵至灰斗中并由排灰機(jī)構(gòu)排出。

2.2 安保系統(tǒng)

為適應(yīng)工藝系統(tǒng)的變換，避免恩德?tīng)t生產(chǎn)時(shí)短時(shí)間產(chǎn)生的高溫、高濕度等特殊情況，系統(tǒng)需設(shè)置安保系統(tǒng)。安保系統(tǒng)在系統(tǒng)出產(chǎn)異常情況時(shí)可以快速及時(shí)的將系統(tǒng)與煙氣隔離，從而避免有害煙氣傷害系統(tǒng)及零部件。當(dāng)煙氣工藝參數(shù)趨于正常時(shí)閥門(mén)打開(kāi)重新將系統(tǒng)投入工作［2]。安保系統(tǒng)包括分進(jìn)氣閥、出氣閥，切換閥等部分，進(jìn)氣閥設(shè)置于進(jìn)氣總管上，出氣閥設(shè)置于出氣總管上，切換閥設(shè)置于連接管道上。正常工作時(shí)進(jìn)、出氣閥打開(kāi)，切換閥關(guān)閉，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，則進(jìn)、出氣閥關(guān)閉，切換閥打開(kāi)。因煙氣中含有大量的一氧化碳，因此對(duì)于該部分的進(jìn)、出氣閥門(mén)的形式、質(zhì)量、閥門(mén)工作時(shí)的泄露氣體量提出了較高的要求。

2.3 置換系統(tǒng)

過(guò)濾系統(tǒng)的工作是以每一個(gè)過(guò)濾器的正常工作為基礎(chǔ)的，正常工作時(shí)每一個(gè)過(guò)濾器均參與過(guò)濾工作。這樣一方面可以保證每個(gè)過(guò)濾器內(nèi)的部件均能正常工作，另一方面也可以降低過(guò)濾速度，從而降低系統(tǒng)的阻力。但當(dāng)單個(gè)過(guò)濾器中出現(xiàn)故障時(shí)，則需人員進(jìn)入過(guò)濾器及連接管道內(nèi)部進(jìn)行故障排查、維修。過(guò)濾器在檢修時(shí)需將過(guò)濾器進(jìn)口閥門(mén)和出口閥門(mén)同時(shí)關(guān)閉以隔絕煙氣，避免對(duì)檢修維護(hù)人員造成傷害。置換系統(tǒng)又氮?dú)庵脫Q和空氣置換兩種置換氣體，當(dāng)進(jìn)口閥門(mén)和出口閥門(mén)關(guān)閉后首先用氮?dú)鈱?duì)過(guò)濾器進(jìn)行置換，以排除氣體爆炸的危險(xiǎn)。當(dāng)?shù)獨(dú)庵脫Q完成后，開(kāi)始用空氣對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行置換。空氣置換結(jié)束后，當(dāng)過(guò)濾器中的氧氣含量達(dá)到規(guī)定含量后檢修人員方可進(jìn)入過(guò)濾器。

2.4 放散系統(tǒng)

為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)濾器及管道時(shí)還同時(shí)設(shè)置了放散系統(tǒng)。正常使用時(shí)放散系統(tǒng)上設(shè)置的閥門(mén)關(guān)閉，異常情況時(shí)過(guò)濾器進(jìn)口閥門(mén)和出口閥門(mén)立即關(guān)閉。設(shè)置于過(guò)濾器上的放散閥門(mén)打開(kāi)，置換系統(tǒng)中氮?dú)獬淙脒^(guò)濾器。

因置換系統(tǒng)中的氮?dú)鈮毫Ω哂谶^(guò)濾器中的壓力，因此氮?dú)獠粩嗟臄D占過(guò)濾器空間，一氧化碳含量降低，從而避免過(guò)濾器或系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)。充入過(guò)濾器的氮?dú)饣旌线^(guò)濾器中原有的系統(tǒng)煙氣通過(guò)放散管路排放。

為防止氣體中的一氧化碳對(duì)環(huán)境和周?chē)藛T造成傷害，放散管路端部設(shè)置了自動(dòng)點(diǎn)火裝置。自動(dòng)點(diǎn)火裝置中設(shè)置了高頻點(diǎn)火頭，通過(guò)高頻點(diǎn)火頭至少20HZ的頻率將混合氣體中一氧化碳點(diǎn)燃。

2.5 卸灰系統(tǒng)

煙氣中的粉塵富集在濾料的外表面，通過(guò)定時(shí)／定阻清灰機(jī)構(gòu)將粉塵清除。濾料外表面的粉塵清除后通過(guò)重力作用落到下部灰斗內(nèi)，并在灰斗內(nèi)暫時(shí)存儲(chǔ)。

當(dāng)灰斗內(nèi)的積灰達(dá)到一定高度后，灰斗內(nèi)的高料位計(jì)發(fā)出警報(bào)。卸灰系統(tǒng)開(kāi)始卸灰，直至灰斗內(nèi)的低料位計(jì)報(bào)警時(shí)停止。因每個(gè)過(guò)濾器為正壓工作，因此對(duì)于卸灰系統(tǒng)的密封性提出了較高的要求。本系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)卸灰的密封性，輸灰系統(tǒng)采用了濃相氣力輸灰系統(tǒng)。它自動(dòng)化程度高，利用PLC控制整個(gè)輸送過(guò)程實(shí)行全自動(dòng)控制。主要由進(jìn)料裝置、氣動(dòng)出料閥、泵體、氣化裝置、管路系統(tǒng)及閥門(mén)組成。

2.6 保溫、防腐系統(tǒng)

因系統(tǒng)煙氣中包含著相當(dāng)量的水分，當(dāng)煙氣溫度一旦降低則氣體中的水份會(huì) 以液態(tài)的形式析出腐蝕殼體、堵塞濾料，從而造成系統(tǒng)的的不穩(wěn)定運(yùn)行甚至無(wú)法運(yùn)行。為了防止煙氣中的水份以液態(tài)析出因此必須對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備和管道部分進(jìn)行保溫。結(jié)合我公司所做的實(shí)際工程案例，本工程采用的保溫材料為硅酸鋁復(fù)合保溫材料。其具有無(wú)毒無(wú)害、耐高溫、耐水、收縮率低、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、抗裂、抗震性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.7 檢測(cè)、控制系統(tǒng)

恩德?tīng)t干法凈化系統(tǒng)是一套完成的工業(yè)系統(tǒng)，其同樣具有完備的檢測(cè)及控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)工作時(shí)，需要檢測(cè)煙氣中的水份、溫度、CO含量、壓力、閥門(mén)開(kāi)閉情況等和設(shè)備運(yùn)行阻力、系統(tǒng)氣體流量、系統(tǒng)料位等。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全運(yùn)行還需要檢測(cè)放散系統(tǒng)的工作與否、系統(tǒng)周?chē)h(huán)境中CO的含量等參數(shù)。同時(shí)，將這些檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)的傳輸?shù)秸麄€(gè)系統(tǒng)的可編程控制器（PLC），可編程控制器通過(guò)將這些參數(shù)與預(yù)先設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)從而發(fā)出相應(yīng)的指令和警報(bào)。

3 結(jié)語(yǔ)

恩德?tīng)t干法凈化系統(tǒng)相較于濕法凈化系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1）干法凈化系統(tǒng)通過(guò)過(guò)濾器中的濾料時(shí)，粉塵會(huì)發(fā)生篩濾、慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、靜電、重力的協(xié)同效應(yīng)，這樣系統(tǒng)的排放濃度可以降低到10mg／m3，而濕法系統(tǒng)的粉塵濃度則要遠(yuǎn)超干法凈化系統(tǒng)的粉塵濃度。2）干法凈化系統(tǒng)在工作時(shí)，公輔介質(zhì)，主要是壓縮氮?dú)夂蛪嚎s空氣等。系統(tǒng)中沒(méi)有液態(tài)水的噴入，因此存在濕法系統(tǒng)中的冷卻凈化水系統(tǒng)、水泵等部件。這樣系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用也比較低。3）干法凈化系統(tǒng)在工作時(shí)，沒(méi)有冷卻凈化水的噴入。因此不會(huì)存在冷卻凈化水溶解氣體中的有機(jī)物，并腐蝕殼體和附件的情況。另外，由于沒(méi)有冷卻凈化水噴入煙氣中的顯熱可以通過(guò)后端增加換熱器等傳熱部件加以利用。

有鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，我相信干法凈化系統(tǒng)在煙氣處理中所占有的份額會(huì)逐年提高，尤其是對(duì)于內(nèi)蒙古、新疆等缺水、少水地區(qū)更加適用。除少數(shù)特殊工藝工況外，會(huì)逐漸取代濕法凈化系統(tǒng)。另外，恩德?tīng)t干法凈化系統(tǒng)在我公司進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工工作的同時(shí)已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，并獲得專(zhuān)利授權(quán)（專(zhuān)利授權(quán)號(hào)：ZL201920536763.6）。