隧道窑烟气脱硫除沥青除尘烟气净化系统

隧道窑烟气脱硫除沥青除尘烟气净化系统

一、设计工况参数及要求

该系统用于接收隧道窑加热区外排的含有沥青烟、炭粉尘及SO2、氮氧化物等有害物质的烟气，烟气经过净化系统处理达标后过烟囱进行外排。隧道窑外排烟气必须符合2.5.3.4中的环保指标。

烟气净化系统受现场位置限制，需布置在距离厂房D轴线约60米的地方，详见图2.5-1，投标人须充分考虑烟管较长距离运输带来的额其他问题。同时投标人应提供外排烟气的烟气量及温度。整套装置仅考虑1个烟气排放口，该烟气净化系统的烟囱必须考虑冷却段烟气余热利用后的烟气的排放要求。

环保指标

表隧道窑烟气排放指标

二 、概述

     隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备，广泛应用于耐火材料等产品的焙烧生产。隧道窑是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有 固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。烧成设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带——烧成带，燃烧产生的高温烟气在隧道窑的前端排烟机的作用下，沿着隧道窑向窑头方向流动，同时逐步地预热浸入窑内的制品，这一带构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段构成了隧道窑的冷却带。

    隧道窑的污染主要是二氧化硫和粉尘。在国家提倡环保节能的高压态势隧道窑的污染治理已刻不容缓。

   烟气脱硫是目前技术最成熟，能大规模商业化应用的脱硫方式。虽然研究开发的烟气脱硫技术已有200多种，但进入实用的只有几十种。 

   烟气脱硫工艺按脱硫剂和脱硫产物是固态还是液态分为干法和湿法，若脱硫剂和脱硫产物分别是液态和固态的脱硫工艺为半干法。 

    湿法脱硫技术采用液体吸收剂，如水或碱性溶液等洗涤除去烟气中的SO2，其特点为脱硫效率较高，设备较干法小，建设费用较低，易于操作；但排烟温度较低，易形成白烟，难以扩散，需加热处理排放。脱硫产物可以作为产品加以回收，综合利用硫资源，避免产生固体废物。 

已商业化或完成中试的湿法脱硫工艺包括石灰法、双碱法、氨吸收法、磷铵复肥法、稀硫酸吸收法、海水脱硫、氧化镁法等10多种。其中，又以湿式钙法占绝对统治地位，其优点是技术成熟、设备小、脱硫率高，Ca∕S比低，操作简单，吸收剂价廉易得，副产物便于利用。 

我公司自行研制的半干法脱硫除尘设备，利用半干法脱硫除尘工艺；不但占地面积小，设备造价低，运行成本低，它克服了传统湿法脱硫技术中的一些弊端，极大地提高了脱硫效率，可达80％以上。设备运行过程中不结垢，不堵塞，控制污染物量大。副产物没有二次污染，可商业化处理。

三、工艺流程

在除尘脱硫工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下，为了最大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便，设计了此工艺流程。

隧道窑产生的混浊高温烟气首先进入脱硫塔，与吸收塔内喷淋层喷出的吸收液充分接触。使得烟气中二氧化硫气体与吸收液充分反应形成硫酸钙，从而用烟气中除去达到脱硫的效果，同时，吸收液的喷淋也能使高温烟气达到冷却的效果。其次从吸收塔内经脱硫降温后的烟气，被引入吸收塔后的袋式除尘器进行尽一步的脱硫与除尘。最后经前后两次除尘脱硫后的达标烟气再通过烟囱排入大气。

四、技术方案

本工程经国内外调研分析，结合老厂技术改造的具体情况，决定采用半干法烟气脱硫技术方案。

本方案以石灰石粉为脱硫剂累计脱硫率为80~88%。半干法烟气脱硫工艺的加湿量严格控制在烟气露点30~50℃,约占饱和含湿量的50~60%;粉尘回收再干状态运行。

烟气脱硫控制原理如下。

第一步：吸收塔内深度深度吸收脱硫与除尘。

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2 + SO2  →  CaSO3 + H2O

CaSO3 + 0.5O2 →CaSO4

第二步：除尘器内深度吸收脱硫与（烟）粉尘回收除尘

4.1脱硫物理化学原理

含硫烟气经机械加压后高压高速进入气粉混合室，同时粉状脱硫剂以定量计量给料方式喂入气粉混合室；高速含硫烟气流和粉状脱硫剂充分分散混合发散喷出，在适当水分气氛下脱硫剂表面产生活性，表面活化后脱硫剂迅速和烟气中的SO 2分子发生表面物理化学反应，生成石膏（CaSO 4 •2H 2 O）Ca（OH）2 +H 2 O+SO 2+O 2 →CaSO 4 •2H 2O（80～120℃）

在高速高压能量的推动下，烟气中的SO 2 与脱硫剂在阻流环的帮助下发生数百次接触反应，其反应率达到90%～95%，脱硫反应结束的气料混合物通过导风分离器进行分离，反应完全的脱硫剂进入袋式除尘器收尘排放，没有反应完全的脱硫剂进入气粉混合室重新参加下一轮脱硫反应。

4.2　脱硫塔内气、液、固相反应过程

①气粉混合采用50m/s的高速螺旋紊流形式，促进烟气和脱硫剂在极短时间内充分分散混合，给烟气中的SO 2 、Ca（OH）2 、H 2 O发生表面物理化学反应创造基本条件。

②使脱硫反应腔内的空气湿度保持稳定从而使脱硫剂表面产生均匀水膜，增大了反应接触面积，给SO 2 气体和水反应生成亚硫酸并进行一步氧化成硫酸提供了更优条件。

③反应腔内阻流圈的设置为脱硫过程的气相、液相、固相反应过程提供了充分的时间和物质交换机率，使脱硫反应完全率达到90%～95%。

④导向调风装置可有效控制脱硫反应腔内的气流速度，保持脱硫反应过程流畅稳定；同时部分脱硫剂可以循环参加反应，提高了脱硫剂利用率。

⑤使用改进型袋式除尘器，使脱硫后的含尘气体得到净化处理，脱硫石膏以粉状固体形式被收集，净化后含尘浓度小于10mg/m 3 ，气体达标排放。

⑥该套干法脱硫工艺装置改变了过去湿法脱硫环节多、曝气时间长、反应腔管路腐蚀严重、使用寿命短的缺点，它是以干态、气态、中性形式存在，环节少，腐蚀少，使用寿命长，实现定量自动操作，运行成本低。

4.3焦油吸附装置净化工艺特点：

采用文丘里反应器完成干料对烟气的吸附过程，该法采用文丘里反应器，粉料进入VRI空心椎体，经锥形壳体上的沿辐射线布置的孔均匀的，成溢流状态流入烟气管道内，并很快布满管道截面，烟气连续流过，吸附剂料仓实现可控下料。反应过的氢氧化钙粉进入布袋除尘器，被过滤下来的含油氢氧化钙粉进入配料仓。

在日常生产中，含油氢氧化钙粉满足生产要求，通常直接配料使用。通过文丘里反应器的氢氧化钙粉量可通过料仓下的调速回转下料阀控制，人员可通过除尘器收集的料粉干湿情况调整下料阀开度，以将吸附粉的下料量调整到适当的范围内，以保证焦油烟气被充分吸收。