求組合式旋流板凈化塔在燃重油鍋爐脫硫除塵中的應(yīng)用？？

【專家解說】：摘要：將旋流板技術(shù)與其他除塵技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，研制出一種新型的組合式旋流板凈化塔，該塔在燃油鍋爐脫硫除塵實踐中，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：旋流板 脫硫除塵 燃油鍋爐廢氣凈化塔

1、前言

在染織、食品、造紙、化工等企業(yè)中，有一批蒸發(fā)量在25T/h以下，以重油為燃料的小型燃油鍋爐。重油的含硫量很高，如180#重油含硫高達(dá)2~2.6%，致使煙氣中二氧化硫濃度高至4000mg/Nm3以上。為了有效去除重油鍋爐煙氣中的二氧化硫，深圳市百斯特環(huán)保工程有限公司自1997年起，就著手研究利用浙江大學(xué)譚天恩教授發(fā)明的旋流板技術(shù)，治理燃重油鍋爐含硫廢氣的工作，并于1999年初研制出集脫硫除塵一體化的組合式旋流板凈化塔（I型、II型），并在廣州、深圳治理了一大批蒸發(fā)量不等的重油鍋爐煙氣，均取得滿意效果，為此，深圳市環(huán)保局組織了現(xiàn)場推介會推廣這一先進(jìn)技術(shù)，深圳多家媒體均進(jìn)行了宣傳報道。

2、組合式旋流板凈化塔煙氣脫硫原理

組合式旋流板煙氣脫硫除塵實質(zhì)上是煙氣中SO2由氣相轉(zhuǎn)入液相的典型化工傳質(zhì)過程。由于脫硫液為含堿的水溶液，SO2由與水中堿液接觸后，立即進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，因此傳質(zhì)過程阻力主要集中在氣相，為氣膜控制。按照傳質(zhì)過程雙膜理論，加大氣相湍動程度和增加氣液接觸面積，有利于SO2的脫除。為了增大氣相湍動程度，防止凈化塔堵塞，使用旋流板作為氣液接觸元件，無論從理論上講還是經(jīng)實際檢驗，都證明是一個正確合理的選擇：

2.1、氣流通過旋流板作螺旋上升運動時，液流部分被氣流分配到各旋流板葉片上，形成液膜；一部分被氣流沖散成細(xì)微的液滴，隨氣流一起上升。在上升過程中，氣液間產(chǎn)生許多旋渦，其間互相滲透，表面不斷更新，這樣就極大地增強(qiáng)了氣液接觸面積和氣相湍動程度，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。

2.2、旋流板開孔率都在33%以上，氣流穿過旋流板縫隙動能因子常為10~12，有的高達(dá)15，因此穿過塔板縫隙的沖刷力大，不會堵塞，這恰恰是填料塔及其它類型塔板所不能及的。

3.3、旋流板塔內(nèi)淋水裝置不是微孔（或小孔）噴霧器，旋流板塔的供水是靠φ40mm、φ50mm或直徑更大管子直接將水淋降在旋流板的盲板區(qū)，靠旋轉(zhuǎn)的氣流將水分散成細(xì)微液滴，所以不存在供水裝置堵塞問題。

3、組合式旋流板凈化塔煙氣脫硫工藝

組合式旋流板凈化塔脫硫除塵可利用印染廠的漂染廢堿水、飲料廠的洗瓶廢堿水、鍋爐排放水為吸收液，實現(xiàn)以廢治廢。

3.1、煙氣脫硫工藝流程圖

3.2、工藝流程圖說明

含硫塵的煙氣被吸入，經(jīng)引風(fēng)機(jī)增壓后，以一定速度進(jìn)入凈化塔，在凈化塔內(nèi)經(jīng)沖擊、洗滌、淋降和液膜等系列作用，使煙塵中的較大塵粒和相當(dāng)部分SO2酸氣，在這里得到一定的清除，這一過程稱之為第一級凈化。因為煙氣溫度較高（200~220oC），在這一過程產(chǎn)生大量蒸汽。生成的蒸汽與得到初步凈化的煙氣一起上升，與淋降的脫硫液在多個氣液接觸元件――旋流板上反復(fù)混旋，使煙氣中的塵和SO2酸氣得以基本清除，這一過程稱之為第二級凈化。凈化后的煙氣再經(jīng)旋流除霧板除去液沫和霧滴，由凈化塔頂直接排放或入煙囪排放。攜帶塵粒的脫硫液由塔底流出，返回水池，塵粒依靠重力沉入池底，吸收液用泵打入塔內(nèi)循環(huán)使用。為保持循環(huán)液中一定的PH值，定期向池中加入堿液或堿。池中用浮球伐保持液位恒定，蒸發(fā)水可自動補(bǔ)充。循環(huán)液根據(jù)其比重，部分間隙排放至水處理站處理。

其工藝過程的化學(xué)反應(yīng)式如下：

SO2 （氣） → SO2 （液）

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + SO2 + H2 O → 2NaHSO3

由于煙氣中有氧氣，一部分Na2SO3 被氧化

2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4

4、組合式旋流板凈化塔治理重油鍋爐煙氣部分實例

以深圳維他（光明）食品飲料有限公司為例。 該公司是一家生產(chǎn)各種瓶裝、軟包裝、紙盒裝飲料的大型企業(yè)，產(chǎn)品銷往港澳、東南亞和珠江三角洲一帶。其鍋爐車間有3臺蒸發(fā)量為6T/h燃重油鍋爐，常年運轉(zhuǎn)，燃油煙氣直接排放，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。受其委托，我公司于2002年8月承擔(dān)該公司重油鍋爐煙氣脫硫除塵任務(wù)。經(jīng)過現(xiàn)場實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)其洗瓶車間有約30m3/h、PH為8~11的洗瓶廢堿水，決定以此洗瓶廢堿水為脫硫除塵液，凈化鍋爐煙氣中二氧化硫，達(dá)到“以廢治廢”效果的設(shè)計方案。工程竣工運行后，經(jīng)市環(huán)保局多次隨機(jī)監(jiān)測（監(jiān)測結(jié)果見表1、2、3），凈化效果非常喜人。

維他（光明）食品飲料有限公司污染源廢氣監(jiān)測一覽表表1
項目治理前治　　理　　后日期2002.7.162002.12.132003.1.15鍋爐1#3#1#2#煙囪高度25M25M20M20M監(jiān)測次數(shù)112312實測排放濃度332691076折算排放濃度5701219211513排放速率1.040.020.030.030.040.01實測排放濃度193314314316160157排放速率0.6021.011.011.021.030.381實測排放濃度1.6×1032118175857折算排放濃度2.75×103433735124123排放速率4.990.070.120.050.370.14煙氣黑度（林格曼級）111111標(biāo)干煙氣流量（m3/h）3.12×1033.22×1033.22×1033.22×1036.42×1032.43×103
2003年2月24日由深圳市環(huán)保局組織的考核監(jiān)測情況表 表2
參數(shù)名稱燃料O2

（%）實測過量

空氣系數(shù)規(guī)定過量

空氣系數(shù)煙氣溫度（℃）煙氣含濕量（%）1#鍋爐煙囪處理前180# 重油10.21.941.21767.531#鍋爐煙囪處理后180# 重油10.82.061.27612.45
表3
監(jiān)測項目（處理前）煙塵氮氧

化物二氧

化硫煙氣黑度

（林格曼級）實測排放濃度1002562.69×10314.32×103折算排放濃度162-4.20×103--排放速率0.4321.1111.2--實測排放濃度1022602.71×103-4.32×103折算排放濃度165-4.38×103--排放速率0.4411.1211.7--實測排放濃度982672.84×103-4.32×103折算排放濃度158-4.59×103--排放速率0.4231.1512.3--監(jiān)測項目（處理后）煙塵氮氧

化物二氧

化硫煙氣黑度（林格曼級）實測排放濃度2122111813.24×103折算排放濃度36-203--排放速率0.0680.7160.382--實測排放濃度17224104-3.24×103折算排放濃度29-179--排放速率0.0550.7260.337--實測排放濃度2022089-3.24×103折算排放濃度34-153--排放速率0.0650.7130.288--監(jiān)測方法： 煙塵 重量法 最低檢出限 2 mq/m3
氮氧化物 定電位電解法 1 mq/m3
二氧化硫 定電位電解法 1 mq/m3
煙氣黑度 林格曼煙度法 0林格曼級

我公司近年完成的部分重油鍋爐煙氣脫硫除塵項目見下表

煙　　　氣治理前治理后林格曼黑度塵mg/m3SO2mg/m3林格曼黑度塵mg/m3SO2mg/m3深圳市海超工貿(mào)有限公司6T/h>130028000120..673.87堿水1999.5月一期1#8T/h>13713863069.42532.05織染含堿廢水20013月二期2#8T/h>13623913041.6602織染含堿廢水200112月一期3#10T/h>140641500105221織染含堿廢水20016月二期1#10T/h>139840100100268織染含堿廢水20019月2#10T/h>13913870094175織染含堿廢水20019月5#10T/h>1387370009034.8織染含堿廢水20019月深圳維他（光明）食品飲料有限公司6T/h 3臺15702750117.338.3洗瓶含堿廢水200212月
5、組合式旋流板凈化塔與其他吸收設(shè)備操作參數(shù)性能比較

組合式旋流板凈化塔除集脫硫除塵于一體外，還有許多其他凈化裝置無可比擬的優(yōu)點：

5.1、脫硫、除塵效率高，一般情況下，達(dá)90%以上。

5.2、氣流阻力小，整塔氣流阻力在600Pa以內(nèi)。因此可選用較低風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)，節(jié)省動力。

5.3、處理氣流大。同樣塔徑、同樣氣流阻力，它所處理氣量是填料塔的兩倍。對填料塔，一般空塔速度是2~2.5m/s以下，超過這個值常會發(fā)生攔液及液泛現(xiàn)象；而在組合式旋流板凈化塔中，氣流是旋轉(zhuǎn)上升，氣量加大，旋轉(zhuǎn)加劇，如果不考慮氣流阻力，只會有益于脫硫除塵，不存在攔液及液泛現(xiàn)象。

5.4、液氣比小，為其他脫硫除塵設(shè)備用液量的60%。我司多次使用發(fā)現(xiàn)，隨著液氣比增大，脫硫除塵效率增高，但當(dāng)液氣比增大到一定值時，隨著液氣比增大，氣流阻力會迅速上升，以 0.6~0.8 為佳（見圖）。

5.5、永不堵塞。塔板開孔率高達(dá)33%，氣流過孔沖刷力大；另外，供液至旋流板盲板區(qū)的為ф40mm～ф50mm管道，不會堵塞。

5.6、處理氣流溫度高，波動范圍大，既可處理高溫氣體，也可處理常溫氣體。燃油鍋爐煙氣凈化，進(jìn)塔煙氣溫度220oC，出塔煙氣溫

度65oC；柴油發(fā)電機(jī)煙氣凈化，進(jìn)塔煙氣溫度400oC，出塔煙氣溫度70oC；打磨巖石粉塵氣及噴涂有機(jī)廢氣屬常溫氣體。

5.7、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運行平穩(wěn)，可自動控制，不需額外增添人員操作。

組合式旋流板凈化塔與其他吸收設(shè)備操作參數(shù)、性能比較表

名 稱組合式旋流板塔填 料 塔噴 淋 塔液氣比0.5～0.8 L/m31～10 L/m30.6～1.0 L/m3噴淋密度動能因子10~156～8 m3/ m2.h壓力損失< 600 Pa500 Pa/m< 600 Pa空塔氣速4.0～5.0 m/s2.0～2.5 m/s0.2～2.0 m/s結(jié)構(gòu)簡單、易制簡單、易制簡單、易制處理能力強(qiáng)較低較強(qiáng)操作彈性大較大一般流體阻力較小較小較小能量消耗一般一般大氣液分布均勻不均勻不易均勻設(shè)備功能可同時吸收、除塵、降溫氣體含塵高時易堵塞填料可同時吸收、除塵、降溫運行狀況可靠填料易堵塞噴咀易堵塞凈化效果好一般一般防腐易防腐易防腐易防腐維修不經(jīng)常較經(jīng)常較經(jīng)常
6、結(jié)束語

組合式旋流板凈化塔不但在燃重油鍋爐煙氣脫硫除塵上取得了成功，而且在治理其他各類廢氣上同樣取得了良好效果。我公司利用這一技術(shù)治理的各種功率柴油發(fā)電機(jī)黑煙、食堂爐燃火煙、石材打磨粉塵、沖天爐窯爐煙氣乃至有機(jī)廢氣工程，全部運行穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，一次驗收合格，凈化后的廢氣排放濃度低于國家及省市標(biāo)準(zhǔn)允許值。組合式旋流板凈化塔這一先進(jìn)的脫硫除塵設(shè)備，將隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，發(fā)揮出更大的作用。

作者單位：深圳市百斯特環(huán)保工程有限公司