设为首页 - 加入收藏

你好!欢迎光临山东昌远窑炉工程有限公司官方网站!

山东昌远窑炉工程有限公司

山东昌远窑炉工程有限公司 砖瓦窑炉设计、施工、调试为一体

全国咨询热线0530-5680060

热门关键词:
内页banner
当前位置: 首页 > 新闻动态 > 正文

烧结砖窑烟气减排及净化技术

/ 作者: 来源: 日期:2018/7/26 21:27:23【

在砖瓦生产中烟气污染物质排量大小、浓度高低既和窑炉设计、燃料性质、焙烧技术等有关,又和烟气净化装置有关。因此,要想控制好烟尘污染物排放,就要从多方面综合考虑,既要减少砖窑本身烟气的排放量又要控制好排放烟气的净化过程,多管齐下,才能有好的效果。
1 、烟气减排
    1.1 选择低硫、低挥发性煤或煤矸石
    煤、煤矸石、粉煤灰等燃料的性质与烟气成分、浓度的关系密切。从煤的特性分析,挥发分高、黏结性小、灰分多的煤产生的烟尘多,反之烟尘就少。含硫等有害物质量高的煤产生的二氧化硫等有害物质的浓度高且量大,反之则少。煤、煤矸石中的硫一般以化合物状态存在,如二硫化铁、硫酸钙等。二硫化铁俗称黄铁矿,黄铁矿和碳在同样的温度下分解和氧化,并且由于碳和水蒸气的存在对黄铁矿的氧化起到促进作用。页岩等原料中也会含有黄铁矿、石膏、可溶性硫酸镁、硫酸钠和硫酸钾等硫化物,经高温煅烧同样会有SO2等有害气体溢出。煤、煤矸石、页岩中的硫化物等有害物质经过焙烧,会分解释放出二氧化硫、三氧化硫等有害气体,烧结砖瓦厂在建厂时就要对原材料进行全面的物理化学分析,包括矿物分析,尽量选择含硫化物等有害物质低的原料产地建厂,在选购煤、煤矸石时也要特别注意含硫量等指标,尽量选购低硫煤和煤矸石,这对减少二氧化硫、三氧化硫等有害气体的排放至关重要。
    1.2 通过工艺控制降低烟尘排放
    燃烧方式、内掺外投量、原燃料细度、通风给氧量、烧结温度等都对烟尘量、烟尘浓度影响很大,烧砖瓦厂可通过工艺调整作为手段之一来实现减少烟尘排放的目的。在目前焙烧技术水平条件下,工艺调整的核心是节能,节约燃料消耗是最好的减排。
    1.3 通过添加石灰质材料降低烟气排放
    制成砖坯。在坯体焙烧过程中,石灰材料中的CaO和在制砖原料中加入一定量的石灰石粉或石灰粉,二氧化硫、氟化氢等产品发生化学反应生成硫酸钙、氟化钙等盐类,这些盐类成为砖的组分,被烧结固化在砖内,这样减少了酸性气体的排放。在向制砖原料中掺入石灰类固化剂之前,应对制砖原料进行化学分析确定SO3的含量,然后计算出加入石灰类固化剂的比例。另外这里特别强调的是石灰类固化剂的细度要控制恰当,如果太粗,必然会产生砖的石灰爆裂现象。一般来讲应小于0.09 mm,对于大部分制砖原料来讲,掺入石灰类固化剂大约在2%~6%之间,细度要求在0.09 mm以下,烧后烟气中的二氧化硫含量可下降60%左右。
2 、烟气净化技术
    2.1 烟气脱硫技术
    烟气脱硫技术按工艺特点分为湿法、半干法和干法三大类。
    2.1.1 湿法烟气脱硫工艺
    湿法烟气脱硫技术是烟气脱硫技术中最为成熟的一种技术,湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的85%左右,主要有以下几种。
    a.石灰石/石灰烟气脱硫技术
    该技术是利用成本低廉的石灰石或石灰作为吸收剂吸收烟气中SO2,是一种低成本、高效率的脱硫方法。但石灰(石灰石)难溶于水,与SO2反应过程较慢,在脱硫中需要极大的持液量,当要求达到90%以上的脱硫效率时,其液气比至少需达到8以上,导致增加设备成本和消耗大量的能源。由于常规的石灰(石灰石)法投资及设备维护费一般厂家无法接收,故我国的中小型锅炉及窑炉采用的都是简易石灰法,即省去了常规石灰法中的很大一部分设备。这样的石灰法脱硫效率会下降,一般在70%左右,另外更易出现设备结垢、堵塞现象,影响了设备的正常运行。
    b.氨法烟气脱硫技术
    该技术采用氨作为SO2的吸收剂,氨与SO2反应生成亚硫酸铵和硫酸铵,随着亚硫酸氢铵比例的增加,需补充氨,而亚硫酸铵会从脱硫系统中结晶出来。在有氧气存在的情况下还可能发生氧化反应生成硫酸铵。该技术的主要优点是脱硫剂利用率高和脱硫效率高,且可以生产副产品。主要缺点是生产成本高、易腐蚀、净化后尾气中含有气溶胶、氨挥发使得吸收剂的消耗量增加,产生二次污染等问题。
    c.钠碱法喷淋脱硫技术
    该处理工艺采用NaOH 作吸收剂,吸收SO2形成Na2SO3,对烟气进行脱硫除尘,使之达标排放。该技术具有高吸收效率、液气比低、其吸收液无结垢堵塞的风险、运行稳定、投资低等优点;其主要缺点是治理过程需用NaOH作吸收剂,生产成本昂贵,仅适用于处理烟气量在6 000 Nm3/h~60 000 Nm3/h,初始烟气中SO2浓度≤1 500 mg/Nm3的工况。一般含硫量大于1%的煤矸石烧结砖厂不宜采用此方式进行烟气脱硫处理。
    d.双碱法(NaOH+Ca(OH)2)脱硫技术
    为了克服石灰/石灰石技术容易结垢和堵塞及氨法、钠碱法生产成本昂贵的缺点,发展了双碱法(NaOH+Ca(OH)2)脱硫技术。该技术直接参与吸收塔内脱硫反应的是溶解度高、反应速度快的NaOH,其生成物Na2SO3 和NaHSO3 又通过苛化反应,再生成NaOH。因此最终消耗的是廉价的石灰。该处理技术具有以下优点:用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养;吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,这样避免了塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用;钠碱吸收液吸收SO2速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般在85%以上;适用性广,对高浓度SO2及大排量的烟气也有较好的治理效果;对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。该法的主要缺点是循环沉淀池占地面积大,投资费用较钠碱法高。
    2.1.2 半干法烟气脱硫工艺
    半干法净化烟气是在过滤床上铺满用石灰乳浸泡过的砖渣块或石灰石细碎块,让烟气穿过过滤床,在穿过过滤床的同时,酸气体被吸收中和,同时砖渣上的石灰乳被蒸发水分变为粉末,落下再回收使用,这种方法对SO3吸收较好。但运行费用高,操作困难,很少采用。
    2.1.3 干法烟气脱硫工艺
    干法净化烟气结构简单,投资相对比较低,最大特点是在干燥无水状况下操作,设备和管道酸腐蚀比较小,设备便于维护。在正常运转情况下运行费用低,设备使用寿命长,大约5~8年。吸收中和酸性气体的材料是石灰石粉或石灰粉,制作比较简单,对操作人员要求不高。缺点是对酸性气体吸收率比湿法低,另一个要求是被净化的烟气温度在160 ℃~270 ℃范围时烟气中酸性气体吸收效率高,若低160 ℃吸收效率会降低。因此在烟气温度低于160 ℃时,要求增加燃烧器提高烟气温度,以便更好净化烟气。这样做会提高运行成本,在砖瓦生产中可以把净化后的烟气余热回收利用(大约120 ℃~190 ℃)可用于砖坯干燥。就目前来讲,砖瓦窑炉烟气脱硫宜采用湿法,脱硫和除尘同时进行。
    目前采用的高效优质设备如板塔、泡沫塔用于脱硫,菏泽旗杆具有75%~80%的脱硫率和95%~98%的除尘率。烟气脱硫技术应用存在的主要问题:
    ①、运行成本较高;
    ②、我国是硫黄资源缺乏,但天然石膏资源丰富的国家,存在脱硫产出物无出路,    不得不作为固体废物抛弃。同时,干法净化烟气的形式很多,反应的形式也很多,随着人们对环境要求的提高,干吸收袋收尘的方法也将得到更加广泛的应用。
2.2 烟气脱硝技术
    烟气中除硫以外,NOx是形成酸雨的第二重要酸分—硝酸(HNO3)的主要成分,所以脱硝也很必要。随着人们对环境要求的提高,下一步环保部门可能要求烧结砖瓦窑炉烟气脱硝,下面简单介绍一下烟气的脱硝。
   烟气脱硝技术主要由两种,一种是SCR烟气脱硝技术,一种是SNCR烟气脱硝技术[4]。SCR技术即选择性催化还原法(Selecitve Catalyt⁃ic Reductian),是指在催化剂的作用下,有选择性地与烟气中的NOx反应,将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。低温下NOx的简单分解在热力学角度上是可行的,但反应非常缓慢,需要在反应过程中加入还原剂,目前使用最多的还原剂是NH3。其基本反应如下:
        4NO + 4NH3 + O2→4N2 + 6H2O,6NO2 + 4NH3→7N2 +12H2O。
    通过使用催化剂,上述反应可在315 ℃~420 ℃的温度范围内有效进行,排放烟气中的NOx和注入的NH3 几乎是1∶1 的量进行反应,可以得到70%~90%的脱硝率。在反应过程中,NH3可以选择性地和NOx反应生成氮气和水而不被O2氧化,因此反应又被称为“选择性”。
    SNCR 技术即选择性非催化还原法(SelecitvenonCatalytic Reductian),是向燃烧窑中喷氨或尿素等含NH3基的还原剂,在高温(900 ℃~1 100 ℃)和没有催化剂的情况下,通过烟气中的氨和NOx 反应,把NOx还原成二氧化碳和水。其反应式为:
4NO+4NH3+O2→4N2 +6H2O,2NO2 +4NH3 +O2→3N2 +6H2O。
    SNCR技术的脱硝率取决于温度、氧含量、一氧化碳含量、停留时间和烟道中NOx和NH3的含量,当NH3/NOx达到1.5时,NOx排放的净化率可达到50%~70%。在反应中部分还原剂还与烟气中的O2发生氧化反应生成CO2和H2O,因此还原剂消耗较大。但其具有投资和运行成本低的优势。
3 、烟气除尘技术
    对于砖窑中的烟气,需要通过除尘装置把这些颗粒物脱离出来,从而达到净化烟气的作用。除尘装置较多,按除尘过程中所应用的原理不同,可将除尘装置分为机械式除尘器、电除尘器、湿式除尘器和袋式除尘器。其中袋式除尘器能高效地吸收烟尘、粉尘,是治理大气污染的主要手段。袋式除尘器的最大优点就是除尘效率高,速度快,基本上达到零排放,对2.5 μm~10 μm的微细颗粒物都有很高的捕集效率,是处理细而干燥粉尘的理想设备,因而被广泛应用于砖瓦企业粉尘治理工艺中。
    袋式除尘器在砖厂主要用于原料破碎、配料、干燥等生产场所的除尘。一个性能优良的袋式除尘器系统,对提高粉尘净化工艺水平和改善生产环境十分必要。而合理使用与维护是保持袋式除尘器性能优良的基础,如果维护使用不当,质量再好的设备,也很难发挥其应有的作用。因此,必须熟悉袋式除尘器的使用、操作、故障诊断和维修方法。下面介绍一些袋式除尘器使用与维护等方面的知识,以供砖厂袋式除尘器用户借鉴和参考。
    3.1 滤袋材料的合理选择
    袋式除尘器的捕集粉尘能力主要是依靠滤料上形成的粉尘层。滤布则主要起着形成及支撑粉尘层的作用。一般来说,袋式除尘器滤料应满足以下条件:①过滤性能好,阻力低;②质地均匀,尺寸稳定,机械强度高,使用寿命长;③化学稳定性好,耐酸耐碱,耐高温,抗氧化;④原料来源广泛,价格较便宜。由于这些条件互相矛盾和制约,能满足以上所有条件是很困难的。
    因此,在选择滤料时应考虑主要因素:①根据含尘气体的特性选用,滤料通常是由棉、毛等天然纤维或合成纤维为原料制成的,原材料具有各自不同的理化特性,不可能在温度、湿度及耐化学性等方面都具有完全优良的性能和抵抗性,在选用滤料时必须充分掌握含尘气体的特性(包括含尘气体的温度、湿度、腐蚀性、可燃性及爆炸性等),认真对照各种纤维所具有的性能加以合理选择;②根据粉尘的性状选用,滤料粉尘的性状包括粉尘的化学性和物理性,主要是从粉尘的物理性能角度考虑对滤料的材质、结构以及后处理等方面的选用,主要包括粉尘的形状和粒径分布、粉尘的附着性和凝聚性、粉尘的吸湿性和潮解性、粉尘的磨啄性等;③根据除尘器的清灰方式选用,滤料袋式除尘器的清灰方式是选择滤料结构品种的一个主要因素,不同清灰方式因清灰能量、滤袋形变特性的不同,应选用不同结构品种的滤料;④根据其他特殊要求选用,在高浓度收尘工艺、高标准排放和具有净化要求的场合、具有稳定低阻运行要求的场合,处理含油雾等黏性微尘气体以及特殊结构除尘器等场合,滤袋材料性能应能满足这些特殊场所的要求。
    3.2 防止结露发生
    滤袋结露是多数袋式除尘器的通病,危害甚大。所谓结露是指含湿空气在一定的气压和温度下析出饱和水分的现象。析出水分的温度点称之为露点。滤袋结露受潮后,致使灰尘黏糊地附着在滤袋上,织物孔眼被堵死,造成清灰失效,除尘器因压降过大无法继续运行,甚至产生糊袋无法除尘。引起结露的原因主要是含湿量较大、温度较高的气体在除尘器箱体内突然冷却,致使水分凝结。因此,防止结露可从两个方面采取措施:一是在含尘气体进入除尘器之前进冷却,以降低其含湿量,或者对接近露点的高湿气体混入热空气以降低其相对湿度;二是对除尘器入口管道进行保温隔热,尽量将滤袋的温度保持在含尘空气的露点温度之上。具体措施有:①给物料去湿,即采取干燥工艺减少物料水分,降低粉尘气体的含水量;②对反吹气源加湿,减少其与含湿含尘气体的温度差;③减少漏风,减少除尘器系统中工艺设备的漏风、除尘器下的密闭排灰阀的漏风、管道法兰连接处等的漏风,将除尘器本体部分缝隙的漏风、本体漏风控制在5%以下;④保持含尘气体在除尘器内均匀分布,防止在边角出现涡流,使流经边角的气体量减少,形成局部低温而产生结露问题;⑤加强除尘器、管道等有关各处的保温与防雨,使除尘器进、出口温差减小。
    3.3 袋式除尘器常见故障及解决方法
    a.滤袋压差过高
    除尘器滤袋压差过高是指滤袋内外压力差超出了在线监测压力表的测量范围。滤袋压差的升高易造成以下问题:①导致系统处理粉尘的能力明显下降;②容易造成输灰管道的堵塞;③导致风机长期在高频状态下工作,增加了系统的电能消耗。除尘器滤袋压差升高的主要原因有:①含尘气体温度过高,且系统未采用任何保温绝热措施,使得管道、除尘器中的粉尘与外界环境存在较大温差,发生热交换降温而析出水蒸气出现结露,增加了粉尘的湿度和黏性,应采取保温绝热措施;②清灰的相关参数设置不当,除尘器清灰效果差,如滤袋清灰的时间间隔过长、压缩空气压力过低,造成滤袋张度降低,滤袋上的粉尘也堆积过厚,应重新设置清灰的相关参数;③滤袋材料与粉尘特性不匹配,造成部分气孔被堵塞,对于浓度大、粒径小、湿度大、黏性大的粉尘,应选用覆膜滤布,覆膜滤布是用针刺滤布表面覆以聚四氟乙烯微孔薄膜制成的,滤布表面很薄、光滑、多微孔、孔径小、孔隙率高,摩擦系数极低,具有不黏性;④除尘器的除尘负荷以及滤料的过滤风速过高,若系统处理的粉尘浓度过高,滤料过滤风速值偏高,则都会导致滤袋压差的升高,应适当减小袋式除尘器的除尘负荷以及滤料的过滤风速,即增加过滤面积,使滤料过滤风速降低。
    b.滤袋破损
    袋式除尘器是利用除尘布袋的过滤作用将含尘气流净化的,因此布袋的完好情况直接关系到净化效率。在生产中,由于粉尘对布袋表面的磨损,久而久之将使布袋出现“针刺”小孔。有时在清灰过程中,由于在高压风强大气流的冲击下,除尘布袋也会出现较大破损。滤袋破损后导致排出的气体粉尘浓度增大,而且含有较多粉尘的气流高速通过风机时,将造成风机外壳及叶轮的严重磨损。选择耐磨、耐腐蚀的滤袋材料、提高滤袋的使用寿命是解决问题的有效方法。另外,要定期检查除尘布袋磨损情况,发现破袋现象应及时处理,小的破孔可进行黏合和缝补,尺寸大的则要进行更换。
    c.除尘器漏风
    主体设备和管网的密闭效果是影响袋式除尘效果一个不可忽视的因素。袋式除尘器用负压操作,如果主体设备及壳体和管道的连接处密封不严,一是漏出除尘风,将使实际风量减小,影响除尘效果的提高;二是漏入冷空气,将增加含尘气体处理量和使含尘气体温度降低而出现冷凝水,二者都会使含尘气体露点发生变化,导致结露生产。检查除尘器漏风,可在出风口附近箱体上开一个检查孔观察,但凭肉眼检查很难发现漏风点,此时可以开启排风机,同时应关小风门进行检查。若能听到“哧哧”的漏风声,即可确定问题出在此处,然后对漏风处施焊。另外,控制气管、换向阀、提升阀之间连接用的软皮管老化、破损漏气也不容忽视,漏气会导致提升阀因得不到所需的压缩空气,不能及时地提起或关闭,造成整个系统不畅,出现除尘器进、出口负压差波动较大的情况,造成收尘器工作不正常,如发现这类问题,应及时更换皮管。
4、 结 语
    砖窑烟气的有效处理,不仅是现阶段我国新环境保护标准实施下的必然要求,同时也是履行企业社会责任的重要措施。目前,针对节能减排和建设两型社会所面临的严峻形势,建筑节能和墙材革新对我国砖瓦工业的发展提出了更高的要求。为应对烧结砖瓦节能减排与烟气净化繁重的任务,应在下面两个方面下大功夫,以新技术研发和推广应用带动传统产业升级,促进砖瓦产业健康有序发展。
    砖瓦工业属于低附加值产品,需求量大,当前砖瓦企业数量众多,分布广泛,但大部分企业生产规模小,生产工艺、设备、技术相对落后,造成大气污染物总排放量大,对环境质量造成较大的影响。应大力推进砖瓦行业自动化控制水平,对国际先进砖瓦工艺装备和生产技术进行跟踪、研究,全面提升成套装备设计和制造水平,大力推进节能型砖窑的使用,淘汰落后陈旧的砖窑,应尽快组织开展砖瓦企业烟尘净化装置、窑炉干燥及余热利用等方面的技术研究。
    现有企业末端治理水平较低,环境污染问题未引起足够重视,清洁生产程度较低,未对烟气采取有效净化措施,且颗粒物无组织排放量大。与国外排放标准相比较,我国砖瓦工业现执行的大气污染物排放标准较为宽松,落后于当前的治理技术水平,不利于企业加强环保治理措施和减少大气排放物的排放。应大力推进对微细粉尘具有较高的净化效率的袋式除尘器的使用以及烟气脱硝技术的应用,大力发展烟气除尘、脱硫、脱硝一体化解决方案。在为企业节约成本的同时还社会一个碧水蓝天。

联系我们Contact us

山东昌远窑炉工程有限公司

电话:0530-5680060

手机:15153035766

联系人:李经理

地址:菏泽市开发区岳程办事处西南隅

山东昌远窑炉工程有限公司  电话:0530-5680060  手机:15153035766

联系人:李经理   地址:菏泽市开发区岳程办事处西南隅

  技术支持:菏泽网络公司