麻石塔+湿电组合在喷雾干燥尾气治理中的应用分析

＊黄 瑞

（中国石油兰州石化公司中油（长汀）催化剂有限公司 福建 364000）

随着政府环保监管部门对废气排放的控制和本地区域空气质量要求的提高，为应对日益严格的环保要求和企业自身发展的需要，同时考虑到政府各级环保监管部门对大气污染物排放监管力度的加大[1]，长汀公司新建5万吨/年微球装置需要配套建设相应的尾气处理设施，使的尾气排放符合国家环保标准。因此设备的选型既要确保外排尾气达标，保证生产连续运行，又要控制建设投资，降低后期使用成本。因此对于外排尾气处理设备和工艺的选择以及安稳长满优的运行提出了更高的要求。

1.喷雾尾气处理工艺流程

喷雾尾气处理系统采用麻石塔和湿式电除尘的组合工艺，用碱液中和尾气中的HCl。喷雾尾气进入麻石塔处理，处理后进入湿式电除尘器进一步除尘，处理合格后的尾气经电除尘排气筒排放至大气。

2.麻石塔除尘、脱酸原理

表1 喷雾尾气参数

(1)麻石塔除尘原理

①含尘烟气进入顺逆气冲麻石塔顺流段，经过第一道雾化器时，由于雾化器喷雾作用，尘粒表面的气膜被冲破，增强了尘粒的亲水性，并在此段烟尘同雾化液滴开始接触、碰撞、反应，开始凝聚成含尘液滴，随后烟气进入微型文丘里混合器，多个微型的文丘里系统使烟气与雾化液滴产生激烈的碰撞，含尘液滴互相融合，由小颗粒变成大颗粒。在第二道雾化器，能对烟尘进行进一步增湿，使粉尘颗粒在重力作用下随着顺流液滴落入底部的液室。

②增湿后的粉尘以一定的流速直接冲击着底部的冲击液室里的水体，并急转弯冲击出水体液面，掀起大量水花和水雾。经气冲液室凝集下来的颗粒团靠惯性分离被水全吸收掉，未被分离出来的细尘再次与被气体冲击带起的大量水花和水雾充分混合接触，气液两相混合后细颗粒粉尘增湿饱和，并冲向上部设置的旋流板装置。旋流板上方设置有一道雾化装置，使旋流板上下两面都产生一层水膜增加气液接触面并延长接触时间，使气水充分接触反应时间更长。冲击液室、旋流板对于去除微米以下的粉尘有显著的效果。

③气体在旋流板上分布接触后继续凝聚变大，此时含尘液滴靠自重又落回水体，粉尘在水体中靠自重从液滴中分离出来随水体流入沉灰池。

④净化后的烟气进入旋流脱水板去除水雾水滴，水雾水滴与旋流板碰撞、凝集而被分离出来。

(2)麻石塔脱酸原理

①喷雾尾气含一定量HCl酸性气体。尾气在引风机的作用下，以一定的速度进入顺逆气冲麻石塔中。碱液由循环水泵送至顺逆反应区的雾化器、雾化器能产生大量的雾化液滴，为HCl与碱液接触、反应创造良好的反应条件。该阶段为顺流反应区域。②经第一道雾化系统后烟气进入微型文丘里系统进行反应，含HCl气体与雾化液滴在各个微型文丘里结构中激烈碰撞、吸附、反应，使大部分HCl被脱酸液吸附下来。该阶段为微型文丘里接触反应区。③初步脱酸后的烟气进入气冲式液室，气冲液室内的液位由水封槽控制，可根据烟气波动调节水位。烟气冲击液面时，烟气潜入水中，经气冲液室“水洗”出来后，烟气中HCl含量大大降低，该阶段为冲击式反应区域。④由气冲液室带出的大量水花和水雾与逆流雾化器喷洒下来的脱酸液，共同使接触板上下两面都产生一层水膜，增加气液接触面并延长接触时间，使未净化的HCl在此得到进一步去除。该阶段为气液混合接触反应区域。⑤接触板至逆流雾化器之间为逆流反应区域，与顺流反应区域相比，该阶段更显优势，因为上升气流与喷洒下来的脱酸液属逆向运动，这更有利于使气液之间、气汽之间增强接触与混合，让烟气中稀淡的HCl得到有效的去除。⑥处理后的烟气进入脱水装置进行脱水，脱水装置采用折叠式脱水板，细液滴经多次碰撞、凝集而被分离出来。脱水后烟气进入后道深度处理设备进行进一步的除尘除水雾（水滴）。经脱酸后的洗涤液与脱水装置收集下的液滴汇集于底部的排污斗，再排出脱酸塔。脱酸后的洗涤液进入外部水循环系统，上清液回流到清水池循环使用。⑦烟气脱酸工艺主要反应为烟气中的HCl先溶解于吸收液中，然后离解成H+和Cl-。

式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。

然后H+与溶液中的OH-中和反应，生成盐和水，促进HCl不断被吸收溶解。具体反应方程式如下：

NaOH+HCl→NaCl+H2O

综上所述，顺逆气冲麻石塔具有良好的除尘脱酸效果的主要原因在于：采用了多级雾化、自激水涟以及顺逆流冲击将气体层流改为紊流等多种物理原理，使被处理的介质与吸收介质经三道雾化装置的充分接触、反应，使设备无“盲区”“死角”，这是该设备除尘脱酸的关键所在[3]。

图1 湿式电除尘器的主要工作原理

(3)湿式电除尘工作原理

采用立式板线式结构，电除尘器壳体壁板采用Q235材质，壁厚应不小于5mm，本体内所有内壁及内部结构件应有防腐措施，内壁防腐为玻璃鳞片。电除尘器的进口配备均流装置以便尾气均匀流过电场。用喷水等方式使平板集尘极表面形成一层流动的水膜，将吸附在集尘极上的粉尘冲走的电除尘装置。

3.麻石塔和湿电运行过程中数据检测

麻石塔和湿电在运行过程中的数据检测列在表中。

表2 喷雾尾气颗粒物检测参数[5]

4.结论

（1）采用顺逆气冲脱酸麻石湿捕塔加WBE高效节能型湿式电除尘器的组合处理微球喷雾焙烧干燥废气排放口的颗粒物、氯化氢的检测结果均符合GB 31573-2015《无机化学工业污染物排放标准》表3的标准限值；（2）采用麻石塔加湿电组合投资费用较低，在处理尾气量为120200m3/h，总的投资费用为669.7万元（包括成套设备采购及施工费用）。（3）麻石塔采用花岗岩作为塔体材质，从目前使用情况来看，可以满足处理含较高温度（最大200℃）HCl的催化剂尾气处理的要求，满足湿式电除尘进气体指标要求。

表3 喷雾尾气氯化氢检测参数[5]