南寧化工集團有限公司\\(以下簡稱“南寧化工”\\) 3 萬 t/a 聚氯化鋁生產裝置配套有 4 套干燥系統。其中最早投產的 1#干燥系統因設計不夠完善及干燥負荷的不斷增加,出現尾氣中粉塵排放濃度時有超標的情況,粉塵質量濃度最高值為 334mg / m3,不符合大氣污染二級排放標準中粉塵排放質量濃度≤120 mg/m3的規定。為此,南寧化工成立攻關小組,著手解決 1#干燥系統尾氣粉塵排放濃度超標問題。
1、 聚氯化鋁干燥尾氣的處理
1. 1 聚氯化鋁的干燥工藝
聚氯化鋁干燥工藝流程圖如圖 1 所示。經過蒸汽換熱器的干熱空氣,通過干燥塔頂部的熱風蝸殼和熱風分配器均勻地流入干燥室。須干燥的液體聚氯化鋁由料槽通過供料泵送入霧化器,在霧化盤離心力的作用下,物料分散成霧滴; 在干燥室內,霧滴與熱風接觸,被干燥成產品。濕熱空氣與微量粉塵的混合物在旋風分離器內經內旋分分離后,成品在旋風分離器的底部收集,廢氣通過濕式除塵器洗滌除塵,凈化后由引風機抽出,在 25 m 高空處排放。
為防止物料外泄,避免粉塵飛揚,干燥過程在負壓條件下進行。
1. 2 干燥尾氣的處理工藝
采用二級除塵裝置處理聚氯化鋁的干燥尾氣。第一級處理裝置是旋風分離器,利用旋轉的含塵氣體所產生的離心力,將塵粒從氣流中分離出來,除塵效率可達 80% ~90%; 第二級除塵裝置是濕式除塵器,采用噴淋式填料吸收洗滌除塵方式,設計除塵效率達 95%以上。
1. 2. 1 旋風分離器除塵工藝
含有粉塵的氣體沿切線方向進入旋風分離器,氣流由上至下做回轉運動。在該過程中,粉塵因密度大于氣體,所受離心力較大而被甩到外圍,沿器壁在向下的氣流和重力的共同作用下向下從出塵口排出; 甩掉粉塵的干凈氣流由旋風分離器中央向上引出,從而達到凈化氣體的作用。
1. 2. 2 濕式除塵器工藝
濕式除塵器采用的是噴淋式填料吸收洗滌除塵方式。從旋風分離器出來的含塵氣體從中下部進入濕式除塵器,與噴淋水逆向接觸,氣體中的粉塵被溶解吸收并沉降,凈化后的尾氣從濕式除塵器頂部被抽風機抽出排至大氣。洗滌液循環至一定濃度后送回收池回收,同時向除塵器內補充清水。
2、 尾氣粉塵濃度超標的原因
通過現場查看,并分析干燥尾氣處理工藝流程后認為,造成 1#干燥系統尾氣粉塵超標排放的關鍵因素是濕式除塵器除塵效果不理想,主要原因有以下幾點。
\\(1\\) 干燥尾氣溫度高,致使尾氣和噴淋水在除塵器內氣液接觸不充分,從而造成吸塵能力不足。
\\(2\\) 填料的潤濕性能不夠理想。干燥尾氣粉塵帶有少量的氯化氫氣體,有腐蝕性,聚氯化鋁粉塵具有黏性,經檢查確認,濕式除塵器內所使用的聚丙烯孔板波紋填料層堵塞嚴重,氣液流通不暢,造成傳質效率低,因此判斷聚丙烯孔板波紋填料不適用于該系統。
\\(3\\) 當生產負荷增大后,因循環水泵流量不足,除塵器水噴淋量小,氣液接觸不充分,從而造成除塵器除塵效率低。
\\(4\\) 未及時更換噴淋循環水,造成噴淋水濃度高,吸塵能力差。
3、 采取的措施
\\(1\\) 采取預噴淋的方式降低尾氣溫度。對現場進行改造,從循環水泵出口接 1 根噴淋管至除塵器前的風管內進行預噴淋,降低干燥尾氣的溫度,使尾氣在除塵器內充分接觸吸收,提高傳質效率,從而提高除塵能力。嚴格工藝紀律考核,加強對操作人員的培訓,嚴格控制尾氣溫度在工藝指標要求范圍。
\\(2\\) 對除塵器內部結構進行改造。將除塵器原采用的波紋填料層全部拆除,改用 Φ 38 的空心多面球填料,同時,增加聚丙烯網和格柵,防止空心多面填料球下落和吸出; 將噴淋管的噴淋孔徑由 Φ 6擴大至 Φ 10,并且在噴嘴下焊接 DN100 聚丙烯管作擋水管,使水噴到管上,形成寬大的水傘,這樣尾氣和噴淋水充分接觸,提高除塵能力。
\\(3\\) 增大噴淋水量,將原12. 5 m3/ h 的管道泵拆除,更換為流量 30 m3/ h、揚程 30 m 的耐腐蝕、耐磨損的砂漿泵,并重新配管; 同時,將除塵器的出口管徑由 DN50 改為 DN100。
\\(4\\) 制訂相關規程,分析噴淋水濃度,定期更換噴淋水; 定期檢查噴嘴。在運行過程中,操作人員不得隨意調高引風機的頻率而提高風量,且除塵器水位不得超過進氣口。
4、 總結
改進措施實施后,尾氣粉塵濃度大大降低。經南寧市環保監測站監測,1#干燥系統的尾氣粉塵排放質量濃度平均為 63. 5 mg/m3,符合大氣污染二級排放標準的規定。實際運行證明,干燥尾氣中含水量降低,減輕了對引風機的腐蝕,延長了引風機葉輪的使用壽命,降低了維修成本。
參考文獻:
[1]國家環境保護局. GB 16297—1996 大氣污染綜合排放標準[S]. 北京: 中國環境科學出版社,1996: 11.