烟尘治理技术的应用

罗振科

摘  要：分析陶瓷行业脱硫除尘装置的除尘效率，研究发现，雾滴中存在的含固量是导致除尘效率偏低的关键因素之一。最后，提出了脱硫改造中除尘效率的提效措施，以实现脱硫的协同除尘作用，为下一步除尘改造提供相关思路。

关键词：烟尘治理;除雾器;含固量;清水

中图分类号：X781.5 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0165-02

Abstract： The dust removal efficiency of ceramic desulfurization and dust removal devices is analyzed. It is found that the solid content in the droplets is one of the key factors leading to low dust removal efficiency. Finally， the measures to improve the efficiency of dust removal are put forward in order to realize the synergistic effect of dust removal and to provide relevant ideas for the next dust removal reform.

Keywords： dust control; mist eliminator; solid content; clear water

引言

随着中国市场需求的不断增加，建筑陶瓷行业得到了前所未有的发展，据不完全统计，我国建筑陶瓷的产量从2010年起不少于100亿平方米/年，约占世界总产量的50%以上。在其行业发展的同时，也必将带来了生态环境与能源消耗难题。从2010年国家颁布了《陶瓷工业污染物排放标准》（GB25464-2010），到2014年其修改单（环境保护部公告2014年第84号）的发布，现广东省颁布了《陶瓷工业大气污染物排放标准》（DB44/2160-2019），对陶瓷行业污染物治理的要求越来越严格，对陶瓷行业既是一种新的机遇也是一种挑战。

陶瓷行业工业废气主要含有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物。本文针对烟尘治理技术进行重点研究讨论，通过陶瓷行业烟尘治理技术运行处理现状进行分析比较，寻找关键技术点并提出改进意见，可提高陶瓷行业的烟尘治理处理效率。

1 陶瓷行业废气治理现状

根据尽可能选择具有完整的治理设施的企业为原则，同时考虑企业生产现状，本文从佛山市、清远市、恩平市地区部分具有代表性陶瓷企业主要分析烟尘的排放治理情况。现广东省地区陶瓷企业均已安装自动监控设施，经过多年的运行发展，自动监控数据更具客观性及参考价值，所以，表1所列数据取于各产区企业自动监控数据。

2 陶瓷行业烟尘治理现状

本文所选企业中，烟尘处理后排放浓度在5.0～30mg/m3，大部分集中在15～25mg/m3之间，部分企业转产或停开窑初期高于规定的排放标准30mg/m3，烟尘达标率>96%。

陶瓷行业废气中烟尘来源主要是干燥制粉过程中产生的颗粒物以及水煤气、水煤浆燃烧产生的烟尘。表2选取了具有代表性的6家陶瓷企業进行对比分析，从自动监控的数据可知，各家企业通过使用除尘技术后，均能有很好的除尘效率，处理后烟尘浓度可达标排放。

3 湿法除尘的升级应用

3.1 湿法除尘与湿电除尘对比

从上述表2可看出，湿法除尘稳定性更高，依托陶瓷废水回收利用的优势，运行费用小、维护难度小，但效率较低;湿电除尘处理低浓度时效率高，但稳定性较差，且湿电投资和运行费用相对较高。

造成湿法除尘效率低主要有两方面原因，洗涤有盲区和雾滴含有细微粉尘，要改良湿法除尘的缺点，可通过提高洗涤效率、降低出口雾滴含量及雾滴中含固量。

3.2 湿法除尘的提效措施

3.2.1 除雾器结构改进

除雾器叶片间距的设计是除雾效率及稳定运行的重中之重。除雾系统中叶片间距区间设计在30～50mm较为合理。通过调整除雾器叶片间距或者是否采用带钩叶片来提高除雾效果;一般将第一级除雾器间距设计在35mm～45mm，第二级除雾器间距设计在35mm～25mm。

在吸收塔内不同的流场也是除雾器考虑因素之一，除雾器布置时应无死角设计，上级除雾器与下级喷淋层或上层烟气出口之间要确保一定的距离（此距离宜大于2.5m）。

3.2.2 除雾器设计

通常除雾器有折流板、屋脊式、管式三种结构，运用较多是折流板和屋脊式，单就除雾效果而言，管式除雾器效果最佳，但阻力相对较大，需要配备高压增压风机。通常除雾器设计“一级折流板+二级屋脊式”、“三级屋脊式”，可以提高除雾效果。

在设计2级除雾器时，需考虑不同层除雾器叶片间距，形成1级+2级，提高除雾效果。吸收塔内除雾器级数对于雾滴含量控制起到关键性作用，雾滴可控制在60mg/m3以下。

3.2.3 吸收塔烟气流速设计

为确保烟尘洗涤效率在较高水平，尘粒与喷淋水滴必须形成一定的相对速度;在逆流吸收塔中，如果烟气上升速度超过液滴的末端沉降速度，液滴将随烟气被带走。运行经验数据表明，在烟气流速低于3m/s时，吸收塔除尘效率随着烟气流速增加而明显增加，烟气流速设计在4m/s时，烟气流速增加与除尘效率增加并不形成显著正比关系。吸收塔烟气流速设计时一般按不超过4.5m/s设计。之前吸收塔设计时考虑到成本因素，吸收塔设计烟气流速一般取上限（3.5～4m/s），因此，建议在新建吸收塔时烟气流速按不超过4.5m/s设计，尽可能避免高流速烟气对烟尘的夹带现象。

3.2.4 喷淋系统

吸收塔除尘效率与喷淋密度存在正比关系。喷淋覆盖率越高，塔截面有液滴通过部分越多，烟尘由于拦截而被捕着的机会也越多。早期脱硫除尘设计时，考虑到喷嘴成本，喷淋密度设置一般偏小，达不到较好的洗尘效果，因此在湿法除尘改造时，可以通过喷淋层改造提高喷淋层喷淋覆盖度（喷淋覆盖度按照不小于300%设计）。

3.2.5 降低喷淋液含固量

考虑到陶瓷企业在废水处理中添加了碱剂等，循环利用的水质难免含有较多杂质，在洗涤烟气中杂质夹在雾滴中，导致雾滴含固量过大;根据佛山陶瓷企業近几年运行情况，雾滴中含固量在很大程度上对颗粒物检测数据影响较大，为此，个别企业最低一级除雾器应选择用清水冲洗喷淋，减少雾滴中的杂质，可进一步净化烟气。

最后一道清水为独立喷淋系统，并且单独收集处理后循环使用，采用高压滤罐进行过滤，对水质进行净化作用，不添加污水处理剂，适当调整pH，保持在中性即可。此部分清水含固量较少，雾化喷淋后烟气夹带的含固量也大大降低，颗粒物检测数据受雾滴含固量影响更小。

4 结束语

（1）从陶瓷行业环保治理设施经验数据来看，除尘系统综合除尘效率在40%-50%左右，高浓度粉尘的除尘系统除尘效率要高于低浓度粉尘。目前大部分烟气排放口雾滴含量较大，雾滴中含固量对粉尘检测数据影响较大，降低了除尘效率，也影响了烟囱排放口粉尘达标排放。

（2）通过降低吸收塔烟气流速（3-4.5m/s）、增加喷淋覆盖度、增加喷嘴布置数量等，确保一定的气液比，可以提高脱硫塔洗尘效率。

（3）通过除雾器结构改进、增加除雾器层级、除雾器组合设计、除雾器冲洗水系统改造、清水冲洗等手段，将喷淋液本身携带的含固量减少，最终有效降低雾滴含固量对出口烟尘的影响，可以达到低浓度排放要求，除尘效率可提高至60%以上。

（4）脱硫改造时，在设计上，需重点考虑协同除尘作用，一方面尽可能提高吸收塔洗尘效率;另一方面要尽可能降低吸收塔喷淋液中夹带的含固量。充分利用脱硫塔自身气液接触时间空间，可以减少常规除尘器改造成本及设施运行成本，带来更好的经济与环保效益。

参考文献：

[1]方平，唐子君，唐志雄，等.陶瓷炉窑烟气污染物排放特性及治理技术现状[J].环境科学与技术，2014，37（12）：68-72+192.

[2]GB/T16157-1996.固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法[S].

[3]HJ75-2017.固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范[S].

[4]岳焕玲，原永涛，宏哲.石灰石-石膏湿法烟气脱硫喷淋塔除尘机理分析[J].电力环境保护，2006（06）：13-15.