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​化工废料焚烧烟气治理系统的改造与分析

2022-07-21 03:12:51

化工废料焚烧烟气治理系统的改造与分析


  靳学民(18837268281)


  安阳福士德环保工程有限公司


  (汤阴县古贤镇南士昌村邮编:456161)


  摘要:文章以河南东泰制药有限公司垃圾焚烧炉烟气治理系统的总体设计和现场应用为例,结合实践分析了垃圾焚烧炉烟气治理系统的特点,总结并改进了整个系统中的设计缺陷和制作结构,使该系统得到了成功应用。


  关键词:半干急冷塔石灰石喷粉活性炭喷粉布袋除尘器烟气中和塔


  随着国家“碳中和、超低排放、气代煤、电代煤”政策的实施,国内各行各业的企业应用单位都进行了生产设备的大换血过程。众所周知,化工企业是环保行业中的污染大户,化工企业生产过程中产生大量的固废和有机废气如果得不到有效及时的治理,会对当地区域的土壤、空气、植物生长等造成不可估量的损伤,因此,化工企业都积极响应国家“节能减排”的号召,对这些主要污染源进行了相应的治理。本文就是针对河南东泰制药有限公司化工废料焚烧烟气治理系统进行了整体的设计、制作、安装并投入运行,不仅满足了该企业要求投资小的条件,而且达到了国家排放标准的要求。


  一、项目概况


  1、废料的品种和特点


  该焚烧炉主要焚烧该公司生产系统中大量的废活性炭、塑料等,燃料采用该公司生产系统产生的废母液代替天然气。


  焚烧产生烟气主要有二噁英、呋喃、重金属、氮氧化物、硫化物、颗粒物等。


  在正常生产过程中,烟气如得不到有效的治理,不仅严重影响操作工人的正常工作,而且对人体和当地环境的危害也相当严重。因此,必须进行治理以改善厂部周边的环境。


  2、原系统的组成和运行过程出现的问题


  运行过程出现的问题如下:


  1)除尘器净气室内大量堆积有粉尘和结晶体;


  2)除尘器净气室上箱体和检查盖腐蚀严重,多处已经完全腐蚀露风;


  3)除尘器后端酸碱中和塔新碱液喷淋后马上变成酸性液体。


  4)在线检测颗粒物和硫排放严重超标。


  经现场查看原有系统工艺流程,该化工废料焚烧系统由废料焚烧炉、余热锅炉、冷却塔、布袋除尘器、脱硫塔、SNCR脱硝系统和输灰系统、空气压缩机站和引风机部分等几部分级成。


  从以上系统中的组成不难发现当初系统设计时弊端,当初设计者只是考虑了系统后端的颗粒物排放和硫排放,忽略了系统中烟气特性对设备的影响和运行维护。


  找到问题症结,我们在系统原有设备基础上重新设计并进行改造。


  二、重新设计后的系统方案


  1、系统参数设计


  本系统使用的是一台6吨废物焚烧炉,根据热工计算风量为17500m3/h,加上其它因素,系统风量定为:17500m3/h×1.15=20125 m3/h。


  改造原有冷却塔,增加了石灰粉喷射装置、活性炭喷射装置。改造工艺流程由废料焚烧炉、余热锅炉,半干急冷中和塔、石灰粉喷射装置、活性炭喷射装置、布袋除尘器、酸碱中和塔、SNCR脱硝系统和输灰系统、引风机部分等几部分级成。


  三、改造方案阐述


  1、半干急冷脱酸中和塔


  焚烧产生烟气主要有二噁英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)、重金属、氮氧化物、


  硫化物、颗粒物等。二噁英(PCDDs)和呋喃(PCDFs)在烟气温度高于200℃时很容易吸附在颗粒物等介质的表面,根据《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》,为避免PCDDs/PCDFs的合成,要求将烟气温度必须快速冷却至200℃以下,由于冷却喷淋,雾化液同时与烟气中的其它酸性气体和硫化物等接触,快速形成了极强的酸性液体,因此造成原系统冷却塔和除尘器大面积腐蚀现象。


  找到问题症结,必须对原有冷却塔进行冷却和脱酸改造:在冷却塔旁边增加一套碱液配制装置,冷却塔顶部增加双流体喷枪,喷枪接入压缩空气和配制的碱液,当余热锅炉的高温烟气自上而下进行冷却塔时,双流体喷枪开始工作,经喷枪雾化后将配制好的冷却液雾化成小于0.07mm的雾滴,雾化的水滴和高温烟气充分换热,在极短时间内迅速蒸发,带走热量,将烟气温度降为低于200℃的烟气从底部经管路进行布袋除尘器。


  2、石灰粉喷射装置


  在半干急冷脱酸中和塔后面设置石灰干粉喷射装置主要是为防止脱硫脱酸效果未达到预期效果的时候启动,以保证烟气中污染物的达标排放。由石灰仓、定量给料装置、石灰喷射器以及高压风机等组成。


  石灰干粉从粉仓通过定量给料机输出,用喷射高压料封泵喷入半干式反应塔和袋式除尘器之间的管道中,与烟气混合后进入布袋除尘器,同时也可以做为除尘器的预喷粉装置使用。3、活性炭粉喷射装置焚烧炉烟气中的二噁英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)、重金属、硫化物等在半干急冷脱酸中和塔中净化过后中,由于工况波动和烟气速率等原因会有一部分逃逸率,为确保烟气中PCDDs/PCDFs、重金属等达到环保排放指标,系统中必须增加活性炭吸附进行治理。


  活性炭粉连续不断的喷入半干式反应塔和袋式除尘器之间的管道中,通过管道进入布袋除尘器,由于布袋滤料的阻隔吸附在布袋表面,这时风速降低,吸附在活性炭粉表面的PCDDs/PCDFs、重金属得到了充分吸附净化,从而保证了PCDDs/PCDFs、重金属的达标排放。


  4、布袋除尘器将布袋除尘器腐蚀过的部位进行了全新的补焊和更换,对风道内部的及净气室进行了耐高温防腐处理。


  1)、型号:FSD96-6


  2)、额定风量:20125m3


  /h


  3)、全过滤面积/净过滤面积:576m2/480m2


  4)、全过滤风速/净过滤风速:0.58m/min/0.7m/min


  5)、滤料:覆膜PTFE滤袋(针眼覆胶贴条)


  6)、清灰压力:0.4—0.5MPa


  7)、压缩空气耗气量:1.25 m3


  8)、入口温度:<200


  9)、入口浓度:<1g/m3


  10)、出口浓度:<10mg/m3


  11)、除尘效率:99.9%


  5、脱硫塔出水即是酸性排污的问题,经检查,原有脱硫泵流量偏小,脱硫塔内喷头数量太少,导致液气比值偏差太大出现了排污即是酸性的原因。经按液气比计算,将脱硫泵更换成大流量,脱硫塔内优化布置和增加喷头数量,现已正常运转。


  四、设备投入运行后的效果


  河南东泰制药有限公司焚烧炉烟气净化系统经改造投入运行后,各环节工作正常,运行可靠,维修简单。经与环保联网的烟气在线监测系统显示,颗粒物排放<10mg/m3,二氧化硫排放<8mg/m3,PCDDs/PCDFs、重金属检测均达到并远小于环保排放标准。设备漏风率小于2%,取得了明显的经济效益,环境效益和社会效益。


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