陶瓷窑炉烟气处理设备

一、陶瓷制造窑炉烟气污染概况

   建筑陶瓷的生产工艺过程大致是：坯用原料配料、球磨、制浆、泥浆过筛除铁、喷雾制粉、粉料陈腐、砖坯成型、干燥、施釉、烧成、深加工等，在喷雾制粉和烧成阶段均要采用燃气燃烧实现制粉和砖坯烧成效果，燃气燃烧过程中会产生烟气排放，烟气中含有燃料燃烧和制粉及砖坯烧成过程中物理化学反映产生的气相和固相物质，主要有：SO2、NOX;氟离子、氯离子、粉尘(颗粒物)；铅、镉、汞等重金属离子。这些物质如果不经过处理和控制直接排放，则会对大气环境造成污染和危害。

（1）、SO2：SO2的来源一是燃料，如煤、煤气、重油等；二是坯料中的黄铁矿(FeS2)，硫酸盐等。如果燃料为天然气，则烟气排放中只有坯料中黄铁矿、硫酸盐等烧成过程产生的SO2。如果只是烧成窑炉用天然气做燃料，而喷雾制粉用水煤浆或煤气或重油或煤，则烧成窑烟气排放中仍含有由粉料夹带的硫化氢经过烧成过程而析出的SO2，因此单纯的窑炉用天然气而喷雾塔不用天然气，烟气中的SO2仍将不能达标排放。目前烟气脱硫采用的大多都是湿法技术，不同的吸收剂，生成不同的硫酸物质。加入钙基生成硫酸钙，加入钠基生成*。原理是在湿法吸收塔内，烟气和吸收剂浆液相向对流，在接触过程中实现反应。

（2）、氟离子、氯离子：F、CI的来源一是坯料中的含氟、氯矿物在高温下分解为气态的氟离子、氯离子；二是釉料中添加的化工原料在高温下分解以气体的形态排放。目前的处理方法也多为湿法脱硫一并去除。原理是烟气中氟离子、氯离子与吸收剂反应生成氟化物和氯化物而被除去。

（3）、粉尘(颗粒物)：粉尘的来源一是燃料如煤、煤气等；二是坯料表面以及窑炉工况携带；三是烟气脱硫过程中产生的二次微尘。目前的处理方法采用的是过滤或水洗涤的方法除去。过滤的方法通常采用布袋过滤，水洗涤的方法采用水雾对烟尘的喷淋而沉降。

（4）、重金属(铅、镉、汞等)：重金属的主要来源是坯料中的矿物质在高温下分解以离子状态析出。从目前的处理方法采用的是过滤和水洗涤的方法除去，过滤通常采用布袋过滤，水洗涤通常采用水雾喷淋而使重金属离子沉降。

（5）、NOX：NOX的来源一是燃料，如煤、煤气；二是燃烧过程中空气中的氮和氧在高温下生成的NOX。目前的处理方法采用的大都是非催化还原法，原理是在燃烧可供NOX还原的温度区域加入还原剂使其还原为氮和水。正在研究探索的低温催化还原法是在低于200℃以下的温度下采用催化剂对NOX进行还原为氮和水。

二、窑炉烟气处理工艺方案

     烟气收集后切向进入脱硫塔，与脱硫液发生碰撞自激，形成泡沫层，泡沫层内气液得到充分接触，两相界面扩大，传质加剧，实现净化;因废气切向进入脱硫塔，废气围绕塔内经旋转，与顺着塔壁漫流的脱硫液发生接触，塔内布置3 层旋流器和3 层螺旋喷头和1 层高效除雾装置。旋流器使废气旋流与脱硫液发生碰撞、气液传质、酸碱中和、絮凝等一系列复杂反应;净化后的气体继续旋流上升，通过高效旋流脱水装置，气体中所含水滴发生惯性碰撞和离心分离作用，较大的液滴被除去，最终形成干洁气体，烟气集中塔顶烟囱达标排放。

     各主要系统的描述及特点

脱硫剂制备系统

脱硫剂制备系统主要包括制浆池、制浆罐搅拌器和送浆泵等。该工艺以外购CaO 粉和烧碱为脱硫剂，CaO 和烧碱的基本理化指标如下：

纯度：CaO 含量≥80%，NaOH 含量≥90%。粒度：石灰，180 目筛90%通过;烧碱，300 目片状。

脱硫吸收系统

脱硫塔结构

     烟气湿润、降温与初净化：含尘含硫烟气，首入预处理室内与雾化的净化液体在紊流状态下进行良好接触，使粉尘进行初步的浸润，硫化物与碱雾进行传质，大的烟尘颗粒被收集下来，细的烟尘颗粒则增大粘结凝聚力，凝聚而落入吸收液中。一般在此过程中，对硫化物净化可达20～30%，对烟尘净化效率可达30～40%。同时该过程还有降温冷却功效，有助后续酸碱中和反应。

     烟气的自激强化：经过润湿与初净化的烟气流，在气流作用下，冲破细微尘粒表面气膜，使细微尘粒得到进一步浸润，同时也强化了气液传质过程，使气流中的硫化物得到较好吸收，将表面较大细微尘粒与还未能参与反应的硫化物收集下来。同时也使聚积在塔内的吸收液在*气流力的作用下，自动激化液雾，形成具有高效捕集与吸收的泡沫液雾层。在此过程中，一般除尘效率可达40%以上，脱硫效率可达40%左右。

     泡沫层吸收、除尘：由于气体在预处理室内气流力*作用下，把积聚在塔内的吸收液激起雾滴泡沫，使气、固、液三项的传质得到优化，为经过两次净化后的烟气流进一步净化创造了良好的条件，对硫化物的脱除与烟尘的净化都有良好的效果。

     级旋流效应：废气自击脱硫液形成泡沫反应后切向围绕塔内径旋转上升，与顺着塔壁漫流的脱硫液发生接触，同时，塔内布置了旋流器和雾化喷头，旋流器使废气旋流上升，同时使雾化的脱硫液均匀布满塔内，旋流而下的脱硫液和旋流而上的废气发生碰撞、气液传质、酸碱中和、絮凝等一系列复杂效应，粉尘和硫化物得到有效净化，实现三级净化;一般除尘效率可达60%，脱硫效率可达60%以上。

     以上4 级作用总效率计算可得：U=1-(1-u1)(1-u2)(1-u3)(1-u4)，脱硫总效率：U>90%;除尘总效率：U>90%

吸收液循环喷淋系统

     在塔内经气液充分接触、传质反应后，脱硫浆液中含CaSO3、Ca(OH)2 及未反应的CaO 等物质，这些未反应的脱硫浆液经循环泵再次循环喷淋，与烟气多次反应，使整个反应的当量比接近于1。经多次循环吸收，CaSO3 逐渐增加，脱硫浆液pH 值下降，当pH 值低于设计数值时，脱硫循环泵电动阀将自动打开，补充脱硫剂。

循环泵

脱硫循环泵采用脱硫专用泵，其耐腐性耐磨能优良，耐冲击性能强。

脱水除雾系统

烟气中的粉尘、二氧化硫得到良好的净化，但也有液滴和气雾带入烟气中，成为含液烟气，亦称烟气带水，会对排烟系统和风机带来严重影响。因此，必须将烟气中的液体尽可能分离出来。为此，结合脱硫塔实际情况，选用分离能力的离心分离机理，布置高效除雾器，使气、液得到良好的分离，除去大部分气雾后由烟囱排走;分离出来的含尘、含硫液体沿分离器筒壁流入塔底与积聚液一起回流。

循环水系统

循环水量

本工程采用湿法脱硫工艺，脱硫液循环使用，2 套SCX-V5.0 型湿式脱硫除尘装置循环供水量为600m3/h，实际运行时，循环水量根据烟气特性可适当调整。

循环沉淀池

在湿法脱硫工艺中的渣浆主要是脱硫渣，循环水系统中的固液分离可采用循环沉淀池结构。脱硫污水由导流槽溢流入沉淀区，亚硫酸钙氧化成硫酸钙后易于沉淀，沉淀后的渣浆由渣浆泵加压输往高位沉淀池。沉淀后的上清液溢流入清液池，调节pH 值，由循环泵加压输往脱硫除尘装置。沉淀浓缩后泥浆用渣浆泵输送至压滤机脱水后交有资质单位回收。