萬可可　卓宇軒　袁儒正　吳東江　杜超陽

【摘 要】卷煙廠對高溫高濕廢氣進行處理時，廢氣在輸送過程中，發(fā)生冷凝現(xiàn)象，粉塵黏附沉積在管道中，易造成管道堵塞問題。為解決此問題，運用噴淋冷卻加節(jié)流式氣液交換器相結(jié)合的就地除塵方法對原除塵系統(tǒng)進行改造，除塵效率達到99%，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，有效解決了管道堵塞問題，為高溫高濕廢氣的除塵提供了一種有效方法。

【關(guān)鍵詞】高溫高濕廢氣；除塵；卷煙廠；節(jié)流式氣液交換器

0 引言

近年來隨著環(huán)保要求的不斷提高，對工礦企業(yè)粉塵排放的限制越來越嚴格。工業(yè)生產(chǎn)過程中許多環(huán)節(jié)需排放高溫高濕的含塵廢氣，由于廢氣溫度高、濕度大的特性，對除塵設(shè)備材料、保溫工藝、清灰方式等要求較高，一旦除塵設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，就會出現(xiàn)設(shè)備損壞、系統(tǒng)癱瘓的問題。近年來針對高溫廢氣除塵的研究較多，主要集中在高溫過濾介質(zhì)的研制方面，包括金屬或陶瓷過濾材料、耐高溫的過濾布袋的研制等。這些方法可以應(yīng)對高溫對材料的要求，但對于高濕廢氣卻有著先天的弱點，即容易造成濾料結(jié)塊[1]，過濾孔隙堵塞，造成清灰困難，最終導(dǎo)致除塵系統(tǒng)癱瘓的問題。針對這種情況一般采用加強保溫等方法，但實際效果一般。適用高溫高濕廢氣的處理的除塵方式目前有旋風(fēng)除塵、電除塵、濕法除塵等，旋風(fēng)除塵由于除塵效率較低，一般用作第一級除塵；電除塵以及濕式電除塵具有較高的除塵效率，是目前電廠等較大處理風(fēng)量場合的主要選擇；但其設(shè)備占地面積較大、投資較高，在小風(fēng)量，空間、投資有限的情況下，并不適用；近年來濕法除塵有了較大的發(fā)展，特別是高效濕式除塵器的研究發(fā)展，使得濕法除塵占地小、投資低、效率高等優(yōu)點更加突出。本文正是基于一種高效的濕法除塵，研究其在高溫高濕廢氣除塵領(lǐng)域的應(yīng)用。

卷煙廠在制絲加工生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量高溫高濕的含塵廢氣。卷煙廠一般采用集中處理的模式，即各產(chǎn)塵點廢氣通過管道輸送匯集到除塵排潮間統(tǒng)一處理排放；廢氣需長距離輸送，為了減少冷凝除塵器和管道需要做保溫處理。即便如此，大部分煙廠的管道都會出現(xiàn)灰塵黏附在管道內(nèi)壁，造成不同程度的管道堵塞現(xiàn)象，長期運行會造成能耗的增大，設(shè)備故障，甚至存在火災(zāi)等安全隱患。某卷煙廠制絲車間氣流烘絲機排出含塵廢氣，風(fēng)量約1500m3/h，溫度約120℃，相對濕度100%，每天生產(chǎn)一個班次6小時；廢氣通過管道輸送約100米至排潮間處理，除塵器選用旋風(fēng)除塵器，處理后廢氣排入排潮井內(nèi)；正常生產(chǎn)過程中旋風(fēng)除塵器卸料器無粉塵卸出，生產(chǎn)一段時間檢測到管道阻力增大，拆卸管道發(fā)現(xiàn)，大量粉塵由于冷凝，黏附沉積在管道內(nèi)，經(jīng)加強管道保溫后效果不明顯。為了保證正常生產(chǎn)，必須每月拆卸管道，清理積灰。為徹底解決問題，需對系統(tǒng)進行了改造。

1 方案與原理

1.1 改造方案

在原有管道系統(tǒng)基礎(chǔ)上，拆除旋風(fēng)除塵器，在氣流烘絲機廢氣排出點附近就近配置一臺節(jié)流式氣液交換器，利用原有風(fēng)機，處理后的廢氣通過原有管道排入排潮井。如圖1所示，系統(tǒng)由噴淋冷凝段、節(jié)流式氣液交換器、廢水過濾污泥處理段、風(fēng)機幾個部分組成。

圖1 工藝流程圖

1.2 噴淋冷凝段

含塵氣流首先進入噴淋冷凝段，由高壓噴頭噴霧對廢氣進行冷卻；氣體溫度降低，形成過飽和環(huán)境，水蒸汽發(fā)生相變在微細顆粒物表面凝結(jié)[2]，不斷長大形成液滴；部分粘附于壁面上被水流除去，其余隨氣流進入除塵器中被除去。噴淋冷凝不僅可以通過碰撞機理直接去除粒徑較大粉塵，還可以通過相變冷凝作用增大微細顆粒物的粒徑，提高微細粉塵去除率。

1.3 節(jié)流式氣液交換器

節(jié)流式氣液交換器是一種基于兩相對流節(jié)流交換原理[3]研制的新型高效濕式除塵器。它以水為除塵介質(zhì)，含塵氣體在通過節(jié)流板與液面形成的節(jié)流區(qū)域時，速度急劇升高，氣流劇烈沖擊液面，形成水幕；在此過程中氣液間發(fā)生強烈碰撞、凝聚作用，完成兩相間熱質(zhì)交換。節(jié)流式氣液交換器具有除塵效率高、占地面積小、結(jié)構(gòu)簡潔易維護等特點。

1.4 廢水過濾污泥脫水段

除塵廢水進入螺旋壓濾機，進行廢水過濾及污泥脫水過程，處理后的廢水不含有較大固體顆粒，可直接排入排污管道，進入廠區(qū)的污水處理系統(tǒng)進行后續(xù)處理。污泥脫水后，出料含水率小于60%[4]，作為固體廢棄物進行后續(xù)無害化處理。

2 運行參數(shù)及效果

2.1 運行參數(shù)檢測

系統(tǒng)設(shè)計處理能力為1500m3/h，設(shè)備正常開啟，運行穩(wěn)定后，除塵動力風(fēng)機頻率設(shè)定為46Hz，風(fēng)量滿足氣流烘絲機生產(chǎn)要求。使用風(fēng)速儀測量管道風(fēng)速，計算得實際風(fēng)量為1350m3/h。在進、排管道測量口分別安裝溫度儀，測量進風(fēng)和排風(fēng)溫度；在節(jié)流式氣液交換器進出口之間安裝壓差計，測量節(jié)流式氣液交換器單機壓力損失；在總進水管路裝有電磁流量計，讀取瞬時流量值。在一個生產(chǎn)班次，設(shè)備運行6小時，每隔1小時采集一次數(shù)據(jù)，如表1所示。

由檢測數(shù)據(jù)可知，除塵器單機壓損約為1800Pa，耗水量約為1.5m3/h，廢氣溫度降低約40℃，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

2.2 除塵效率

使用煙氣粉塵采樣儀檢測進、出風(fēng)粉塵（總塵）濃度，數(shù)據(jù)見表2。

3 結(jié)論

（1）通過對原系統(tǒng)進行改造，運用噴淋冷卻加節(jié)流式氣液交換器相結(jié)合的就地除塵方法處理高溫高濕廢氣，除塵效率達到99%，高效地去除了廢氣中的粉塵，避免了廢氣輸送過程中粉塵沉積黏附在管道中，解決了管道堵塞的問題。

（2）煙草塵是一種潤濕性較好的粉塵，在其他工業(yè)場合處理類似性質(zhì)粉塵時可進行實驗推廣，為高溫高濕尾氣除塵提供了一種有效方法。

【參考文獻】

[1]陳杰瑢，等.環(huán)境工程技術(shù)手冊[M]北京：科學(xué)出版社，2008：732-733.

[2]熊英瑩，譚厚章.濕式毛細相變凝聚技術(shù)對微細顆粒物的脫出機理研究[J].潔凈煤技術(shù)，2015，21（2）：21-22.

[3]卓衛(wèi)民.一種氣液交換裝置及氣液交換方法.中國專利CN102631817A，2012-08-15.

[4]武浩，等.一種新型螺旋污泥脫水機的設(shè)計及其應(yīng)用前景[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2011，21（25）：220.