隧道窑大气污染物排放难以达标的原因及其解决措施

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隧道窑大气污染物排放难以达标的原因及其解决措施


一、隧道窑在砖瓦行业大气污染物的排放标准往往受到很多因素的影响，分为以下两点：1、烟气中氧含量对检测结果的影响：环境监测部门在砖厂检测时，需要检测烟气中的氧含量。氧含量的检测，是为了防止稀释排放的一种监测手段。氧含量的检测及折算系数的确定，对由燃料煤燃烧所产生的污染物，会排除稀释空气的影响，得到一个准确的污染物数值。砖瓦隧道窑的烟气中含氧量很高，一般达19%到20%，甚至更高，而基准氧含量仅为8.65%，折算系数很大，可达8-10倍以上。折算系数对由燃料煤燃烧形成的原始污染物（SO2,NOx,）的检测值基本无影响，折算系数对二次污染物检测值有放大作用。在砖瓦生产中，因为颗粒物和氟化物不仅是由燃料煤燃烧形成的，其它原因也会形成颗粒物和氟化物，折算系数会放大这些污染物数值。所以，氧含量高对颗粒物和氟化物检测结果有较大影响。2、隧道窑所排烟气中为什么颗粒物难以达标：1）、砖厂的脱硫除尘设备简陋，大多为一级单塔喷淋，不能达到升级后的标准要求。2）、砖瓦企业中颗粒物污染源不仅是由燃料煤燃烧后产生的，砖坯在烧成红砖的过程中也会产生颗粒物污染。3）、因烧砖隧道窑所排烟气的氧含量高，过量系数大，导致折算系数大。生产工艺过程中的二次污染物经折算系数放大而形成超标现象。 二、下面就针对几种砖厂适用的烟气净化设备的性能特点  投资及运行成本分析：1、布袋除尘器：是目前国内各行业中应用最广泛的除尘设备。效率高，效果好。可过滤掉烟气中的较大颗粒物，有些材质的布袋还兼有吸附细微颗粒物的功能。通常作为烟气从锅炉中出来后的首道除尘设备。设备投资相对较小，处理每万风量的设备投资约为5万元左右。系统风阻约为1500Pa，略大于砖瓦隧道窑的全部系统风阻。每万风量的风机电耗大约为11-15kw。每万风量约需布袋160平方，如果使用常用的D130×2450的布袋，每万风量约需配置160个布袋。缺点是对潮湿气体的适应性差，如烟气潮湿会造成布袋糊袋，影响使用效果。目前已有一些厂家研制出了不糊袋的湿式除尘布袋，但效果还有侍长期运行的验证。2、高压静电除尘器，特点是吸附性除尘，有利于去除烟气中的细微颗粒。但对烟气温度及所含烟尘的荷电能力有一定的要求，除尘能力在一定程度上受到限制。系统阻力较小，风阻约为300-500Pa,仅为布袋除尘的三分之一到五分之一。风机电耗相比于布袋除尘要小的多。但高压放电要消耗一部分电能。常规的高压静电除尘器投资成本约每万风量为7-8万元左右，略高于布袋除尘。运行成本每万风量的风机电耗大约为3-5kw.放电消耗大约为5-10kw。每万风量的运行成本总电耗基本与布袋除尘器相当。3、电袋除尘器：上面两种除尘器的结合，作用互补。烟气经过高压静电和布袋除尘两级处理，既用静电吸附了细微的颗粒物，又用布袋过滤了较大颗粒的烟尘。是一种具有双重作用的高效除尘设备。每万风量的运行成本大约相当于1.5倍的布袋除尘器，总风阻约为1600Pa。但其作用却相当于布袋与高压静电两种除尘器的总和。4、水膜除尘器：目前在砖厂应用的基本是脱硫除尘一体机，一个湿法脱硫除尘器可达到脱硫除尘双重效果。对较大的颗粒物有较好的除尘效率，去除率可达80%-90%，但对烟尘颗粒物的去除效率大约是50%，对微米级的细微颗粒物去除率仅为20%左右。由于在脱硫液中有石膏等碱性物质的结晶会随未脱尽水分的烟气排出，会造成石膏雨的二次污染。所以仅用湿法脱硫除尘一体机虽可完成除尘和脱硫双重功效，可达到标准中表1的标准。但在砖瓦隧道窑中，因二次污染物在检测时会被折算系数放大，难以达到表2的标准。设备的总风阻依据各厂生产的内部结构不同，相差很大，一般在800到1600Pa之间，按平均800来计算的话，每万风量约需增加风机电耗6KW左右。脱硫液循环因各厂的液气比不同，相差也很大。如果按液气比按1来算，每万风量，约需10立方的水，水循环的动力消耗约为每万风量2KW。5、湿式高压静电除尘器，是一种高效的超净化设备，可适用于高湿度，高酸度的烟气除尘，对砖瓦企业的由烘干洞排出的湿烟气尤其适合。是目前电力行业超净排放的首选设备。它来源于硫酸生产行业中的硫酸气液分离器。现较广泛应用于电厂及大型取暖锅炉的超净排放。但投资较大，每万风量的的设备投资达10-12万元，系统风阻小，仅为300Pa左右。电力消耗主要是高压放电消耗，每万风量的放电消耗大约为7-8kw.可用于湿式脱硫后的再净化处理。6、湍流式管束除尘器，也是目前电力行业应用的一种高效除尘超净排放设备。它的工作原理是湿式净化器的一种累加及延伸应用，据报道其除尘效果较好，但必须是在已经初步净化后的烟气中应用。有除尘除雾双重功能。目前在电力行业已有初步应用，但使用效果有一定的争议。业内专家对它的实际应用有不同看法。7、组合式湿式脱硫除尘器，一种新开发的新型湿式除尘脱硫装置，兼有除尘及脱硫功能，其中的除尘效果得到了加强。根据目前测定，对烟尘脱除率达到了80%以上。在满足进口烟尘浓度的条件下，完全可以达到超净排放的效果。是目前几种除尘装置中造价最低，性价比最高的脱硫除尘设备。但目前使用范围还待进一步确定。三、针对以上出现的问题，我们推荐了适合于砖厂可以达到目前标准的烟气净化方案：1、窑炉结构及工艺不变，对所排烟气进行超净排放处理。其工艺路线为：从烘干洞尾部排出的烟气与余热烟气的混合气体，由风机送入湿式脱硫除尘器，经脱硫及水膜除尘后的，产生的湿烟气，再进入湿式高压静电除尘器，经进一步的除进入湿电后，最大的特点就是可以吸附烟气中的微米级的细微颗粒物和经过湿式脱硫除尘器后的二次污染物。可以最大化的净化烟气，达到超净放。因为烘干洞出来的废烟气本身就是高湿气体，而高湿气体有较好的荷电能力，可以提高湿电的除尘效率。这个工艺路线，可以把烟气中的颗粒物的工况含量降到3mg/m3以下，完全可以在窑炉工艺不变的情况下达到现行标准的要求。缺点是投资和运行成本均较高。对于一个日产30万块砖的3.8米左右断面的两烘两烧隧道窑来说，需处理的风量为28-32万立方米/小时。湿式除尘脱硫的设备投资约需56万，湿式电收尘器的设备投资约需280万左右。烟气净化设备的总投资约为350万左右。运行成本：设备的总风阻大约在1200Pa。风机消耗约需增加160kw.。脱硫成本因和燃料煤的含硫量有关，这里就不作估算了。2、窑炉改造：烟气分离。对所排的烟气进行超净排放处理。因砖瓦隧道窑大多采用了利用烟气的残余热量和窑尾的余热来烘干砖坯。使窑尾余热这一本不需要进行净化处理的气体掺入烟气去进行处理，无形中增加了烟气的处理投资和烟气处理成本。在对烟气净化处理没有要求和要求不高时，因其热量利用和节能的原因而得到了广泛的应用。而现在环保政策高压的情况下，为了达到超净排放的要求，需对所排烟气进行净化处理。这一作法不再是节能的举措，而是增加了运行成本及投资成本。成为了一笔不划算的买卖。关于烟气分离，就是在隧道窑上不再使用烟气去烘干砖坯，而是只用余热去烘干砖坯，而烟气则直接送入烟气净化系统去进行净化处理。这样作的好处主要有2点，一是烟气处理量可以减小一倍，以上节举例的3.8米断面，二烘二烧的隧道窑为例，需进入烟气净化系统的烟气量由28-32万减少到14-16万。那么同时应用高档的超净处理工艺，脱硫除尘系统的设备投资可以减少一半，即由原需350万左右降到160万左右。风机消耗的增加也由160kw下降到80kw左右。第二个好处是，烟气分离以后，所处理的烟气中没有掺入余热空气，这部分烟气的含氧量将大大下降。折算系数就会变小。同时烘干过程不再有SO3与NOx与砖坯水分形成的气溶胶颗粒物，同时脱硫液除雾不净的二次污染的放大系数也将大大缩小。3、窑炉改造，烟气分离，对所排烟气用组合式脱硫除尘器进行净化处理。由于烟气分离后，烟气的处理量大大降低，氧含量也会大大降低，折算系数变小，对烟气处理的要求也就变得比较相对简单一点了。对一些地区由非煤产生的颗粒物较少的砖瓦企业，窑炉结构上采用了烟气分离的方法之后，对烟气的处理也就要求不那么高了。使用较低造价的组合式脱硫除尘器，也可以作到达标排放。具体工艺是，从窑里焙烧后的烟气，不再进入烘干洞去烘干砖坯，烘干过程完全交给余热空气去完成。焙烧后的纯烟气，直接进入到组合式湿法脱硫除尘器中去完成除尘和脱硫过程。因窑炉改造后，烟气中的含氧量大幅降低，折算系数较小，二次污染物的折算影响也变小了，完全可以做到达标排放。这个方法烟气净化系统的造价略高于普通的湿式脱硫除尘器，远低于湿式电收尘器，对于上面所述的3.8米断面的两烘两烧隧道窑来说，其烟气净化系统的造价仅为60万元左右，比使用湿电减少一半还多。其系统风阻略高于湿式脱硫除尘器和湿式电收尘器的组合，但低于布袋除尘器和湿式脱硫除尘器的组合。上述隧道窑的增加风机消耗约为100-120kw。内容来源于百度