化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中不可避免地會出現(xiàn)有毒有害的危險廢料,并且其中潛存易燃易爆物質(zhì)以及腐蝕性和傳染放射性等物質(zhì),不僅對人體有巨大傷害,同時對于自然環(huán)境也有較大影響,因此減輕這些有害物質(zhì)的危險性進行無公害化處理是化學工程當中最需要解決的問題。
隨著工業(yè)領域對化學技術的應用逐漸增多,組合形式的復雜性逐漸提升,越來越多的新材料制造所產(chǎn)生的的廢料需要更為有效的處理措施,焚燒一直是采用頻率最高的處理方式,但是對于焚燒后煙氣的處理技術,一直處于研究和優(yōu)化當中。
「煙氣凈化工藝」
煙氣凈化工藝的目的就是保證煙氣達標排放,通常情況下煙氣凈化工藝需要用到7種凈化系統(tǒng),包括:煙氣再加熱及排放、濕式除酸系統(tǒng)、低溫SCR、布袋除塵器、干式反應塔、半干急冷塔、余熱利用系統(tǒng)(內(nèi)置 SCNR)。此技術可以確保各種污染因子的排放值達標,包括煙塵、酸性氣體、重金屬和二噁英,從而實現(xiàn)滿足國家相關標準的污染控制指標。
以下是對該工藝的分步描述:
余熱利用系統(tǒng):內(nèi)置 SCNR:選擇性非催化還原脫硝技術,通過向煙氣中噴入氨氣等還原劑,將氮氧化物(NOx)還原為氮氣和水,脫硝效果可達 40%左右。
余熱鍋爐:利用焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣加熱水,產(chǎn)生蒸汽,可用于發(fā)電或供熱,降低運行成本和能耗。
附屬設備:包括過熱器、省煤器等,用于提高蒸汽的溫度和壓力,提高能源利用效率。
半干式急冷吸收塔:目的是降溫和吸收酸性成份的作用,通過噴堿液直接冷卻煙氣,將溫度迅速降到 200℃左右,有效控制二噁英的再次生成。
吸收酸性成份:堿液與酸性氣體(如 HCl、SO2 等)發(fā)生化學反應,將其吸收去除,對 HCl 的處理率高達 70%以上。
布袋除塵器:處理固體顆粒,利用布袋過濾煙氣中的固體顆粒,處理效率高達 99.9%以上。
控制煙氣溫度:為保證除塵效果,煙氣溫度需控制在 200℃左右,且除塵器布袋需采用高溫型材料,如 ePTFE 材質(zhì)。
低溫 SCR 反應器:消除 NOx,在催化劑的作用下,將煙氣中的 NOx 轉化為水和氮氣,實現(xiàn)脫硝目的。
催化劑選擇:根據(jù)實際情況選擇合適的催化劑,以確保脫硝效果和催化劑的使用壽命。
濕式除酸系統(tǒng):去除重金屬和有機污染物,在低溫 SCR 反應器后面增加濕式除酸系統(tǒng),通過噴淋堿液等方式,將重金屬和有機污染物去除。
提高除酸效果:可采用多級噴淋、增加接觸時間等方式,提高除酸效果。
煙氣再加熱和排放系統(tǒng):
水汽處理:對濕式除酸后的煙氣進行加熱,減少水汽含量,防止引風機積水和腐蝕。
排放:處理后的煙氣達到排放標準后,通過煙囪排放到大氣中。
為了更好地說明化工危險廢物焚燒后煙氣處理工藝的效果,以下是一個案例和數(shù)據(jù):
某化工企業(yè)采用上述煙氣處理工藝,對危險廢物進行焚燒處理。經(jīng)過處理后,煙氣中的各項污染物排放濃度均低于國家排放標準,其中二噁英的排放濃度低于 0.1 ng TEQ/m³,NOx 的排放濃度低于 100 mg/m³,SO2 的排放濃度低于 50 mg/m³,煙塵的排放濃度低于 10 mg/m³。
根據(jù)相關研究和實際運行數(shù)據(jù),采用該工藝處理化工危險廢物焚燒后煙氣,可實現(xiàn)以下效果:
二噁英去除率:高達 99%以上。
NOx 去除率:可達 80%以上。
SO2 去除率:可達 90%以上。
煙塵去除率:可達 99.9%以上。
「煙氣處理中熱交換器的作用」
余熱利用系統(tǒng)中的內(nèi)置 SCNR(選擇性非催化還原脫硝)、余熱鍋爐以及附屬設備都涉及到熱交換過程。
內(nèi)置 SCNR 中,熱交換器用于將焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣與噴入的氨氣進行熱交換,提高脫硝反應的效率。
余熱鍋爐則是將高溫煙氣的熱量傳遞給鍋爐中的水,產(chǎn)生蒸汽。
附屬設備如過熱器、省煤器等也通過熱交換器進一步提高蒸汽的溫度和壓力,提高能源利用效率。
在以上這些過程中,熱交換器的設計和運行參數(shù)對于整個系統(tǒng)的性能和效率至關重要。
它需要能夠承受高溫、高壓和腐蝕性環(huán)境,同時具有良好的傳熱性能和穩(wěn)定性。
通過合理設計和選擇熱交換器,可以有效地回收焚燒煙氣中的熱能,降低運行成本,同時減少對環(huán)境的熱污染。
具體的應用會因工廠的具體情況和需求而有所不同,需要根據(jù)實際情況進行詳細的工程設計和實施。