一種高溫高濕廢氣的除塵方法及其在卷煙廠的應(yīng)用

萬(wàn)可可　卓宇軒　袁儒正　吳東江　杜超陽(yáng)

【摘 要】卷煙廠對(duì)高溫高濕廢氣進(jìn)行處理時(shí)，廢氣在輸送過(guò)程中，發(fā)生冷凝現(xiàn)象，粉塵黏附沉積在管道中，易造成管道堵塞問(wèn)題。為解決此問(wèn)題，運(yùn)用噴淋冷卻加節(jié)流式氣液交換器相結(jié)合的就地除塵方法對(duì)原除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，除塵效率達(dá)到99%，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有效解決了管道堵塞問(wèn)題，為高溫高濕廢氣的除塵提供了一種有效方法。

【關(guān)鍵詞】高溫高濕廢氣；除塵；卷煙廠；節(jié)流式氣液交換器

0 引言

近年來(lái)隨著環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)工礦企業(yè)粉塵排放的限制越來(lái)越嚴(yán)格。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中許多環(huán)節(jié)需排放高溫高濕的含塵廢氣，由于廢氣溫度高、濕度大的特性，對(duì)除塵設(shè)備材料、保溫工藝、清灰方式等要求較高，一旦除塵設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)設(shè)備損壞、系統(tǒng)癱瘓的問(wèn)題。近年來(lái)針對(duì)高溫廢氣除塵的研究較多，主要集中在高溫過(guò)濾介質(zhì)的研制方面，包括金屬或陶瓷過(guò)濾材料、耐高溫的過(guò)濾布袋的研制等。這些方法可以應(yīng)對(duì)高溫對(duì)材料的要求，但對(duì)于高濕廢氣卻有著先天的弱點(diǎn)，即容易造成濾料結(jié)塊[1]，過(guò)濾孔隙堵塞，造成清灰困難，最終導(dǎo)致除塵系統(tǒng)癱瘓的問(wèn)題。針對(duì)這種情況一般采用加強(qiáng)保溫等方法，但實(shí)際效果一般。適用高溫高濕廢氣的處理的除塵方式目前有旋風(fēng)除塵、電除塵、濕法除塵等，旋風(fēng)除塵由于除塵效率較低，一般用作第一級(jí)除塵；電除塵以及濕式電除塵具有較高的除塵效率，是目前電廠等較大處理風(fēng)量場(chǎng)合的主要選擇；但其設(shè)備占地面積較大、投資較高，在小風(fēng)量，空間、投資有限的情況下，并不適用；近年來(lái)濕法除塵有了較大的發(fā)展，特別是高效濕式除塵器的研究發(fā)展，使得濕法除塵占地小、投資低、效率高等優(yōu)點(diǎn)更加突出。本文正是基于一種高效的濕法除塵，研究其在高溫高濕廢氣除塵領(lǐng)域的應(yīng)用。

卷煙廠在制絲加工生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量高溫高濕的含塵廢氣。卷煙廠一般采用集中處理的模式，即各產(chǎn)塵點(diǎn)廢氣通過(guò)管道輸送匯集到除塵排潮間統(tǒng)一處理排放；廢氣需長(zhǎng)距離輸送，為了減少冷凝除塵器和管道需要做保溫處理。即便如此，大部分煙廠的管道都會(huì)出現(xiàn)灰塵黏附在管道內(nèi)壁，造成不同程度的管道堵塞現(xiàn)象，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)造成能耗的增大，設(shè)備故障，甚至存在火災(zāi)等安全隱患。某卷煙廠制絲車間氣流烘絲機(jī)排出含塵廢氣，風(fēng)量約1500m3/h，溫度約120℃，相對(duì)濕度100%，每天生產(chǎn)一個(gè)班次6小時(shí)；廢氣通過(guò)管道輸送約100米至排潮間處理，除塵器選用旋風(fēng)除塵器，處理后廢氣排入排潮井內(nèi)；正常生產(chǎn)過(guò)程中旋風(fēng)除塵器卸料器無(wú)粉塵卸出，生產(chǎn)一段時(shí)間檢測(cè)到管道阻力增大，拆卸管道發(fā)現(xiàn)，大量粉塵由于冷凝，黏附沉積在管道內(nèi)，經(jīng)加強(qiáng)管道保溫后效果不明顯。為了保證正常生產(chǎn)，必須每月拆卸管道，清理積灰。為徹底解決問(wèn)題，需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1 方案與原理

1.1 改造方案

在原有管道系統(tǒng)基礎(chǔ)上，拆除旋風(fēng)除塵器，在氣流烘絲機(jī)廢氣排出點(diǎn)附近就近配置一臺(tái)節(jié)流式氣液交換器，利用原有風(fēng)機(jī)，處理后的廢氣通過(guò)原有管道排入排潮井。如圖1所示，系統(tǒng)由噴淋冷凝段、節(jié)流式氣液交換器、廢水過(guò)濾污泥處理段、風(fēng)機(jī)幾個(gè)部分組成。

圖1 工藝流程圖

1.2 噴淋冷凝段

含塵氣流首先進(jìn)入噴淋冷凝段，由高壓噴頭噴霧對(duì)廢氣進(jìn)行冷卻；氣體溫度降低，形成過(guò)飽和環(huán)境，水蒸汽發(fā)生相變?cè)谖⒓?xì)顆粒物表面凝結(jié)[2]，不斷長(zhǎng)大形成液滴；部分粘附于壁面上被水流除去，其余隨氣流進(jìn)入除塵器中被除去。噴淋冷凝不僅可以通過(guò)碰撞機(jī)理直接去除粒徑較大粉塵，還可以通過(guò)相變冷凝作用增大微細(xì)顆粒物的粒徑，提高微細(xì)粉塵去除率。

1.3 節(jié)流式氣液交換器

節(jié)流式氣液交換器是一種基于兩相對(duì)流節(jié)流交換原理[3]研制的新型高效濕式除塵器。它以水為除塵介質(zhì)，含塵氣體在通過(guò)節(jié)流板與液面形成的節(jié)流區(qū)域時(shí)，速度急劇升高，氣流劇烈沖擊液面，形成水幕；在此過(guò)程中氣液間發(fā)生強(qiáng)烈碰撞、凝聚作用，完成兩相間熱質(zhì)交換。節(jié)流式氣液交換器具有除塵效率高、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔易維護(hù)等特點(diǎn)。

1.4 廢水過(guò)濾污泥脫水段

除塵廢水進(jìn)入螺旋壓濾機(jī)，進(jìn)行廢水過(guò)濾及污泥脫水過(guò)程，處理后的廢水不含有較大固體顆粒，可直接排入排污管道，進(jìn)入廠區(qū)的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理。污泥脫水后，出料含水率小于60%[4]，作為固體廢棄物進(jìn)行后續(xù)無(wú)害化處理。

2 運(yùn)行參數(shù)及效果

2.1 運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為1500m3/h，設(shè)備正常開啟，運(yùn)行穩(wěn)定后，除塵動(dòng)力風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定為46Hz，風(fēng)量滿足氣流烘絲機(jī)生產(chǎn)要求。使用風(fēng)速儀測(cè)量管道風(fēng)速，計(jì)算得實(shí)際風(fēng)量為1350m3/h。在進(jìn)、排管道測(cè)量口分別安裝溫度儀，測(cè)量進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)溫度；在節(jié)流式氣液交換器進(jìn)出口之間安裝壓差計(jì)，測(cè)量節(jié)流式氣液交換器單機(jī)壓力損失；在總進(jìn)水管路裝有電磁流量計(jì)，讀取瞬時(shí)流量值。在一個(gè)生產(chǎn)班次，設(shè)備運(yùn)行6小時(shí)，每隔1小時(shí)采集一次數(shù)據(jù)，如表1所示。

由檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，除塵器單機(jī)壓損約為1800Pa，耗水量約為1.5m3/h，廢氣溫度降低約40℃，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2 除塵效率

使用煙氣粉塵采樣儀檢測(cè)進(jìn)、出風(fēng)粉塵（總塵）濃度，數(shù)據(jù)見表2。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，運(yùn)用噴淋冷卻加節(jié)流式氣液交換器相結(jié)合的就地除塵方法處理高溫高濕廢氣，除塵效率達(dá)到99%，高效地去除了廢氣中的粉塵，避免了廢氣輸送過(guò)程中粉塵沉積黏附在管道中，解決了管道堵塞的問(wèn)題。

（2）煙草塵是一種潤(rùn)濕性較好的粉塵，在其他工業(yè)場(chǎng)合處理類似性質(zhì)粉塵時(shí)可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)推廣，為高溫高濕尾氣除塵提供了一種有效方法。

【參考文獻(xiàn)】

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