水泥廠回轉窯作為水泥生產中的核心設備,其煙氣排放中的二氧化硫(SO?)和氮氧化物(NOx)是主要污染源。為了實現超低排放和煙氣消白,現代水泥廠普遍采用了一系列有效的脫硫和消白處理工藝。
回轉窯煙氣首先通過窯尾的懸浮預熱器進行預熱,并在此過程中實現氣體粉塵與固體顆粒的分離。預熱后的煙氣進入窯內,完成分解和燒成過程,最終形成熟料。這一過程中,窯尾排出的煙氣不僅含有飛灰,還包含大量經過物理化學反應形成的煙塵氣體,具有煙氣量大、溫度高、粉塵濃度高且細粘的特點,并含有酸堿氧化物等腐蝕性成分。
針對這種復雜煙氣,水泥廠常采用濕式靜電除塵器進行除塵處理。濕式靜電除塵器利用靜電場使氣體電離,使煙塵帶電后被吸附到電極上。當含塵氣體經過高壓靜電場時,塵粒與負離子結合帶上負電,隨后趨向陽極并沉積。強電場中,空氣分子被電離為正離子和電子,電子在奔向正極的過程中遇到塵粒,使塵粒帶電后被吸附到正極。最后,通過噴淋系統沖刷將收集的塵粒沖刷到底部。這種除塵器對粒徑1~2微米的粉塵顆粒效率可達98%~99%,尤其適用于大型工程,并且能處理高溫(低于400℃)氣體。此外,濕電除塵器阻力低,僅為100~200Pa,且設備簡便、運行可靠,能有效避免煙氣在煙囪上升階段冷凝液的形成,從而消除“煙囪雨”。
在脫硫方面,水泥廠采用SDS小蘇打脫硫技術。該技術通過將煙氣與粉末狀的碳酸氫鈉(小蘇打)同時注入脫硫反應器,利用高溫煙氣激活碳酸氫鈉,使其體積膨脹裂解,分解成反應活性強的碳酸鈉等化合物。碳酸鈉與煙氣中的SO?、SO?、HCl等酸性氣體發生反應,生成硫酸鈉等鈉鹽,從而實現高效脫硫。脫硫效率可達95%以上,確保煙氣中的SO?濃度大幅度降低。這種干法脫硫不僅操作簡便、運行穩定,且不存在煙囪拖尾現象,維護方便。
為了同時脫除煙氣中的NOx,水泥廠采用中低溫SCR脫硝技術。該技術利用催化劑使煙氣中的NOx在較低溫度下選擇性地與還原劑(如氨氣、尿素等)發生反應,生成無毒無害的氮氣和水。中低溫SCR技術特別適用于回轉窯煙氣溫度較低的特點,脫硝效率高,可達90%以上,NOx排放濃度可控制在50mg/Nm³以下。此外,該技術適用溫度范圍廣(180~430℃),催化劑壽命長,抗中毒性能強,耐磨性能好,系統布置靈活,可布置在脫硫、除塵器后,減少灰堵問題。
為了實現煙氣消白,水泥廠還采用了一種煙氣脫白工藝。該工藝通過調節脫硫旁路閥門和脫硫進、出口閥門的開度,控制煙囪排放煙氣的溫度始終高于露點溫度5~10℃。這一工藝流程簡單、結構簡便、投資及運行成本低,且無堵塞和腐蝕問題,不增加占地面積,維修管理工作量少,特別適用于水泥廠濕法脫硫的煙氣脫白處理。
綜上所述,水泥廠回轉窯爐的脫硫消白處理工藝涉及濕式靜電除塵、SDS小蘇打脫硫、中低溫SCR脫硝以及煙氣脫白技術等多個環節。這些技術相互配合,共同實現了煙氣的高效凈化與超低排放,不僅提升了水泥廠的環保水平,也為水泥行業的可持續發展提供了有力保障。
來源:東莞市中仁環境科技有限公司
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