麻石塔+濕電組合在噴霧干燥尾氣治理中的應用分析

＊黃 瑞

（中國石油蘭州石化公司中油（長汀）催化劑有限公司 福建 364000）

隨著政府環(huán)保監(jiān)管部門對廢氣排放的控制和本地區(qū)域空氣質(zhì)量要求的提高，為應對日益嚴格的環(huán)保要求和企業(yè)自身發(fā)展的需要，同時考慮到政府各級環(huán)保監(jiān)管部門對大氣污染物排放監(jiān)管力度的加大[1]，長汀公司新建5萬噸/年微球裝置需要配套建設相應的尾氣處理設施，使的尾氣排放符合國家環(huán)保標準。因此設備的選型既要確保外排尾氣達標，保證生產(chǎn)連續(xù)運行，又要控制建設投資，降低后期使用成本。因此對于外排尾氣處理設備和工藝的選擇以及安穩(wěn)長滿優(yōu)的運行提出了更高的要求。

1.噴霧尾氣處理工藝流程

噴霧尾氣處理系統(tǒng)采用麻石塔和濕式電除塵的組合工藝，用堿液中和尾氣中的HCl。噴霧尾氣進入麻石塔處理，處理后進入濕式電除塵器進一步除塵，處理合格后的尾氣經(jīng)電除塵排氣筒排放至大氣。

2.麻石塔除塵、脫酸原理

表1 噴霧尾氣參數(shù)

(1)麻石塔除塵原理

①含塵煙氣進入順逆氣沖麻石塔順流段，經(jīng)過第一道霧化器時，由于霧化器噴霧作用，塵粒表面的氣膜被沖破，增強了塵粒的親水性，并在此段煙塵同霧化液滴開始接觸、碰撞、反應，開始凝聚成含塵液滴，隨后煙氣進入微型文丘里混合器，多個微型的文丘里系統(tǒng)使煙氣與霧化液滴產(chǎn)生激烈的碰撞，含塵液滴互相融合，由小顆粒變成大顆粒。在第二道霧化器，能對煙塵進行進一步增濕，使粉塵顆粒在重力作用下隨著順流液滴落入底部的液室。

②增濕后的粉塵以一定的流速直接沖擊著底部的沖擊液室里的水體，并急轉(zhuǎn)彎沖擊出水體液面，掀起大量水花和水霧。經(jīng)氣沖液室凝集下來的顆粒團靠慣性分離被水全吸收掉，未被分離出來的細塵再次與被氣體沖擊帶起的大量水花和水霧充分混合接觸，氣液兩相混合后細顆粒粉塵增濕飽和，并沖向上部設置的旋流板裝置。旋流板上方設置有一道霧化裝置，使旋流板上下兩面都產(chǎn)生一層水膜增加氣液接觸面并延長接觸時間，使氣水充分接觸反應時間更長。沖擊液室、旋流板對于去除微米以下的粉塵有顯著的效果。

③氣體在旋流板上分布接觸后繼續(xù)凝聚變大，此時含塵液滴靠自重又落回水體，粉塵在水體中靠自重從液滴中分離出來隨水體流入沉灰池。

④凈化后的煙氣進入旋流脫水板去除水霧水滴，水霧水滴與旋流板碰撞、凝集而被分離出來。

(2)麻石塔脫酸原理

①噴霧尾氣含一定量HCl酸性氣體。尾氣在引風機的作用下，以一定的速度進入順逆氣沖麻石塔中。堿液由循環(huán)水泵送至順逆反應區(qū)的霧化器、霧化器能產(chǎn)生大量的霧化液滴，為HCl與堿液接觸、反應創(chuàng)造良好的反應條件。該階段為順流反應區(qū)域。②經(jīng)第一道霧化系統(tǒng)后煙氣進入微型文丘里系統(tǒng)進行反應，含HCl氣體與霧化液滴在各個微型文丘里結(jié)構(gòu)中激烈碰撞、吸附、反應，使大部分HCl被脫酸液吸附下來。該階段為微型文丘里接觸反應區(qū)。③初步脫酸后的煙氣進入氣沖式液室，氣沖液室內(nèi)的液位由水封槽控制，可根據(jù)煙氣波動調(diào)節(jié)水位。煙氣沖擊液面時，煙氣潛入水中，經(jīng)氣沖液室“水洗”出來后，煙氣中HCl含量大大降低，該階段為沖擊式反應區(qū)域。④由氣沖液室?guī)С龅拇罅克ê退F與逆流霧化器噴灑下來的脫酸液，共同使接觸板上下兩面都產(chǎn)生一層水膜，增加氣液接觸面并延長接觸時間，使未凈化的HCl在此得到進一步去除。該階段為氣液混合接觸反應區(qū)域。⑤接觸板至逆流霧化器之間為逆流反應區(qū)域，與順流反應區(qū)域相比，該階段更顯優(yōu)勢，因為上升氣流與噴灑下來的脫酸液屬逆向運動，這更有利于使氣液之間、氣汽之間增強接觸與混合，讓煙氣中稀淡的HCl得到有效的去除。⑥處理后的煙氣進入脫水裝置進行脫水，脫水裝置采用折疊式脫水板，細液滴經(jīng)多次碰撞、凝集而被分離出來。脫水后煙氣進入后道深度處理設備進行進一步的除塵除水霧（水滴）。經(jīng)脫酸后的洗滌液與脫水裝置收集下的液滴匯集于底部的排污斗，再排出脫酸塔。脫酸后的洗滌液進入外部水循環(huán)系統(tǒng)，上清液回流到清水池循環(huán)使用。⑦煙氣脫酸工藝主要反應為煙氣中的HCl先溶解于吸收液中，然后離解成H+和Cl-。

式（1）為慢反應，是速度控制過程之一。

然后H+與溶液中的OH-中和反應，生成鹽和水，促進HCl不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下：

NaOH+HCl→NaCl+H2O

綜上所述，順逆氣沖麻石塔具有良好的除塵脫酸效果的主要原因在于：采用了多級霧化、自激水漣以及順逆流沖擊將氣體層流改為紊流等多種物理原理，使被處理的介質(zhì)與吸收介質(zhì)經(jīng)三道霧化裝置的充分接觸、反應，使設備無“盲區(qū)”“死角”，這是該設備除塵脫酸的關(guān)鍵所在[3]。

圖1 濕式電除塵器的主要工作原理

(3)濕式電除塵工作原理

采用立式板線式結(jié)構(gòu)，電除塵器殼體壁板采用Q235材質(zhì)，壁厚應不小于5mm，本體內(nèi)所有內(nèi)壁及內(nèi)部結(jié)構(gòu)件應有防腐措施，內(nèi)壁防腐為玻璃鱗片。電除塵器的進口配備均流裝置以便尾氣均勻流過電場。用噴水等方式使平板集塵極表面形成一層流動的水膜，將吸附在集塵極上的粉塵沖走的電除塵裝置。

3.麻石塔和濕電運行過程中數(shù)據(jù)檢測

麻石塔和濕電在運行過程中的數(shù)據(jù)檢測列在表中。

表2 噴霧尾氣顆粒物檢測參數(shù)[5]

4.結(jié)論

（1）采用順逆氣沖脫酸麻石濕捕塔加WBE高效節(jié)能型濕式電除塵器的組合處理微球噴霧焙燒干燥廢氣排放口的顆粒物、氯化氫的檢測結(jié)果均符合GB 31573-2015《無機化學工業(yè)污染物排放標準》表3的標準限值；（2）采用麻石塔加濕電組合投資費用較低，在處理尾氣量為120200m3/h，總的投資費用為669.7萬元（包括成套設備采購及施工費用）。（3）麻石塔采用花崗巖作為塔體材質(zhì)，從目前使用情況來看，可以滿足處理含較高溫度（最大200℃）HCl的催化劑尾氣處理的要求，滿足濕式電除塵進氣體指標要求。

表3 噴霧尾氣氯化氫檢測參數(shù)[5]