化工廢液焚燒廢氣除塵技術(shù)特點(diǎn)探析

李 軍，李江陵

（武漢龍凈環(huán)?？萍加邢薰?，武漢 430065）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工廠生產(chǎn)的皂化廢液采用焚燒工藝來處理的越來越廣泛。皂化廢液中含有大量可回收的碳酸鈉，當(dāng)前粉塵收集設(shè)備主要是電除塵器。廢堿焚燒產(chǎn)生的粉塵有其自身的特點(diǎn)，選型設(shè)計時如果考慮不周，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)不到位，往往會出現(xiàn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、故障頻繁等問題，縮短設(shè)備壽命，造成經(jīng)濟(jì)損失。依據(jù)廢堿焚燒產(chǎn)生的煙粉塵特點(diǎn)，針對性強(qiáng)、防護(hù)措施得當(dāng)和提高設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行是特別值得關(guān)注的課題。

1 化工廢堿焚燒工藝流程和廢氣特點(diǎn)

1.1 工藝流程（見下圖）

皂化廢液在鍋爐內(nèi)焚燒，得到副產(chǎn)品蒸汽并回收碳酸鈉。經(jīng)加熱后的皂化廢液在重油的助燃下，以微小液滴形式擴(kuò)散于爐內(nèi)燃燒，其燃燒產(chǎn)物中約70%的固體碳酸鈉隨煙氣排出，由電除塵器捕集。

工藝流程圖

1.2 皂化廢液、廢氣的特點(diǎn)

從環(huán)己烷氧化高壓裝置出來的未經(jīng)濃縮的皂化廢液固含量一般為18%～30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。固含量為18%時的典型組成為：環(huán)己烷0.02%、環(huán)己醇0.05%、環(huán)己酮0.11%、有機(jī)酸鈉鹽17.37%、NaOH0.81%、水79.43%。由于皂化廢液的特性，蒸發(fā)濃縮過程中的結(jié)垢和起泡影響，一般只能將皂化廢液增濃至50%左右。將該質(zhì)量分?jǐn)?shù)的皂化廢液送入焚燒爐時，在800℃的焚燒溫度下，皂化廢液中的水分汽化將會帶走大量的熱，使?fàn)t膛溫度下降甚至熄火，所以需添加大量重油作輔助燃料。因此，皂化廢液在焚燒的煙氣中含有大量蒸汽，以及未燃燒的重油和有機(jī)酸；回收的固性物為Na2CO3，其固態(tài)堿的純度大約在90%以上。廢堿煙氣粉塵為堿性粉塵，具有腐蝕性、遇冷容易板結(jié)的特點(diǎn)；堿性粉塵粒徑為0.1～1μm，因此粉塵收集后，堆積蓬松容易搭橋。

2 廢堿液焚燒爐電除塵器的選型、設(shè)計

廢堿液焚燒煙氣粉塵具有煙氣溫度高、粉塵細(xì)、濕度大、腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，電場風(fēng)速一般取0.4～0.8m/s。

2.1 針對高腐蝕性粉塵的設(shè)計

殼體設(shè)計采用鋼板厚度＞6mm；設(shè)計施工要求殼體全部采用雙面焊接，減少漏風(fēng)的可能性；在易漏風(fēng)處（振打穿孔、吊掛、人孔門），采用可靠的密封技術(shù)，配以合理的機(jī)構(gòu)及耐溫材料，以確保不漏風(fēng)；對設(shè)備外露鋼結(jié)構(gòu)采用耐防腐油漆工藝，現(xiàn)場安裝產(chǎn)生的焊縫，在焊接后要進(jìn)行除銹刷漆，提高防腐效果。

2.2 針對高溫、高濕度煙氣粉塵設(shè)計

采用外保溫，保溫層厚度200mm；加大保溫箱內(nèi)絕緣子加熱器數(shù)量和功率，采用恒溫控制，可有效防止結(jié)露或爬電；陰極線分成小段，裝在小框架上，與小框架形成整體，減少陰極線的總熱膨脹量；陽極板采用SPCC板，自由懸掛，可自由伸縮；密封件全部采用耐溫材料；采用雙層檢修門。

2.3 針對高黏性、超細(xì)粉塵設(shè)計

根據(jù)灰分分布，采用可靠振打加速度，將極板上的沉積粉塵清除干凈；運(yùn)用先進(jìn)的控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)振打器的斷、欠電振打，調(diào)整適當(dāng)?shù)恼翊蛑芷?，更利于清灰?/p>

2.4 除塵器進(jìn)氣口的設(shè)計

根據(jù)廢堿焚液燒鍋爐的工藝特點(diǎn)，除塵器進(jìn)氣口通常設(shè)計為上進(jìn)氣式，由于粉塵細(xì)、黏附性強(qiáng)、流動性差等特點(diǎn)，需減小摩擦阻力，加大進(jìn)風(fēng)口底板與水平面夾角；在進(jìn)口過渡段設(shè)置導(dǎo)流板，能保持流動現(xiàn)狀，對氣流進(jìn)行分配；在進(jìn)風(fēng)口中部設(shè)置多層折流板，折流板起到分配氣流作用，改變氣流流動方向，使較大的粉塵顆粒在運(yùn)行中減小動能，利于粉塵顆粒有效沉降。

2.5 灰斗的設(shè)計

因堿性粉塵比重小、流動性差、易搭橋，因此采用錐形灰斗矩形出灰口，以減小堿灰搭橋?；叶返牧锘医谴笥?0°，有利于粉塵的流動，使粉塵不至于黏附在灰斗壁上，防止灰斗堵塞。鄰壁交角的內(nèi)側(cè)，作成圓弧型，保證灰塵自由流動。增設(shè)蒸氣加熱與電加熱雙重保險，電加熱采用特制裝置，在壁板與保溫層之間形成具有熱氣的空腔，防止灰斗壁板因溫度低而結(jié)露，造成腐蝕。

2.6 其他部件的設(shè)計

堿灰粉塵細(xì)，流動性差，殼體內(nèi)部梁、柱及連接件設(shè)計時采用特殊處理，以減少死角，平滑過渡防止積灰、搭橋。

2.7 電氣設(shè)計

由于煙氣中含有大量水蒸氣，設(shè)備運(yùn)行時電流大，選型時應(yīng)選擇合適的電流、電壓值，以保證煙氣與電氣合理匹配。

3 廢堿液焚燒爐電除塵器安裝

在廢堿液焚燒爐電除塵器的安裝中，除塵器漏風(fēng)問題十分普遍，常見的漏風(fēng)處有：進(jìn)出煙箱法蘭接口處、灰斗下料口、人孔門、風(fēng)管等。漏風(fēng)會造成電除塵器的除塵效率降低；如果電除塵器的保溫效果差，冬季會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象；煙氣腐蝕性強(qiáng)時，電除塵器的使用壽命會大大縮短。根據(jù)廢堿液焚燒爐煙氣粉塵的特點(diǎn)，安裝除塵器應(yīng)注意保溫、密封。

（1）煙氣中含有大量水汽，煙氣在局部降溫時容易冷凝析出水分；嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保除塵器整體漏風(fēng)率小于2%。如果安裝質(zhì)量差，就會因局部漏風(fēng)造成高溫?zé)煔饫淠龀鏊?，堿灰與煙氣析出的水形成強(qiáng)腐蝕性的堿液腐蝕本體，縮短設(shè)備壽命。因此除塵器內(nèi)表面連接的焊縫，要全部采用雙面連續(xù)焊，以防止冷凝出現(xiàn)的液體腐蝕焊縫，繼而腐蝕殼體。

（2）在灰斗、進(jìn)出口、本體頂部及側(cè)面配蒸汽伴熱，減少設(shè)備內(nèi)的熱量散失，保持壁板內(nèi)部的粉塵溫度大于露點(diǎn)溫度，以避免造成堿灰板結(jié)。

（3）保溫材料采用導(dǎo)熱性能差的材料并增加保溫層厚度，并在保溫材料和外護(hù)板之間加密封錫箔紙；保溫外護(hù)板搭接成防水式，形成集中排水，保證保溫材料的干燥性，能有效地起到保溫效果。

4 廢堿液焚燒爐電除塵器運(yùn)行及維護(hù)

皂化廢液焚燒時，皂化廢液具有熱敏性，其中的有機(jī)酸鈉鹽受熱即分解生成二氧化碳和無機(jī)鹽，大量的二氧化碳?xì)怏w引起皂化廢液發(fā)泡，造成氣液夾帶的氣泡；氣泡隨煙氣進(jìn)入除塵器內(nèi)部，冷凝后的水相因帶堿，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。特別是廢堿焚燒爐在投運(yùn)時，因皂化廢液中的水分汽化將會帶走大量的熱，使?fàn)t膛溫度波動大，忽高忽低，對除塵設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，除塵效率下降。

調(diào)試試車階段，煙氣溫度較低且不穩(wěn)定。未燃盡的重油飄落到絕緣件上，經(jīng)常造成絕緣件炸裂或斷裂，電壓升不上去，除塵器設(shè)備失效。

在溫度低時，未燃盡的重油混合物（大量黏稠物掛在電除塵器極線和極板上）使得清灰困難，久而久之，陰極線肥大，陽極板積灰，導(dǎo)致電場在二次電壓不變的情況下二次電流明顯下降，陰極線肥大使得導(dǎo)電體的曲率半徑增大，電荷密度下降，場強(qiáng)降低，導(dǎo)致除塵效率下降。嚴(yán)重者溫度升高，重油在電場內(nèi)部燃燒，造成極板變形或報廢。加上煙氣中水汽含量高、溫度低，長時間運(yùn)行，電除塵器將嚴(yán)重積灰，造成極板彎曲、 嚴(yán)重腐蝕，縮短了除塵器的正常使用壽命。

在正常負(fù)荷下，煙氣流量、排煙溫度、煙氣含塵濃度等參數(shù)與設(shè)計參數(shù)相差不大，電除塵器能夠正常運(yùn)行。

因此，在生產(chǎn)工作中要努力改善除塵器運(yùn)行狀況，特別是試車階段，啟動熱風(fēng)系統(tǒng)，改善煙氣溫度，嚴(yán)格執(zhí)行《電除塵器運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則》，對于設(shè)備運(yùn)行中存在的故障和缺陷要及時處理，制定完善、合理的檢修周期和計劃。

操作管理不當(dāng)，也是電除塵器壽命縮短的原因之一。操作人員一定要按要求定期巡查、操作，及時處理設(shè)備隱患。特別要對排出灰系統(tǒng)和保溫、加熱系統(tǒng)，以及灰斗料位計、鎖氣器等裝置進(jìn)行檢查。

（1）漏風(fēng)率的控制。在日常運(yùn)行和停運(yùn)檢修時，要注意查找電除塵器本體焊口、人孔門、穿墻套管、灰斗等處的氣密性，盡量減小漏風(fēng)率，同時，對焚燒爐漏風(fēng)點(diǎn)也應(yīng)控制，減小進(jìn)入除塵器的總煙氣量。

（2）對運(yùn)行工況勤監(jiān)視。督促除塵值班人員對運(yùn)行工況勤調(diào)整監(jiān)視，對設(shè)備狀況勤檢查，做到及時發(fā)現(xiàn)故障，及時消除。特別在焚燒爐熄火或煙氣溫度降低時，要及時啟動熱風(fēng)系統(tǒng)，向除塵器通入熱源，減緩設(shè)備內(nèi)部的降溫幅度 。

（3）提高除塵器配套設(shè)備的可靠性，尤其是輸灰系統(tǒng)。從實(shí)際運(yùn)行情況來看，在影響電除塵器投運(yùn)率的各項因素中，輸灰設(shè)備的故障占了50%左右。常見的問題有輸灰不暢、灰斗堵塞，以及進(jìn)出料閥故障和灰斗料位信號不準(zhǔn)引起電場滿灰短路等。

5 結(jié)語

對皂化廢液的綜合利用，既可消除污染，又可實(shí)現(xiàn)皂化廢液的無害化與資源化處理；電除塵器除塵效率的高低直接影響到化工廠的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，因此合理維護(hù)使用除塵設(shè)備至關(guān)重要。