燃煤陶瓷隧道窑的烟气净化技术
李彩亭1, 王丽平1, 曾光明1, 魏先勋1, 谭娅1, 张明瑜2
(1. 湖南大学环境科学与工程系, 长沙 410082; 2. 中南大学粉末冶金研究所, 长沙 410083)
摘 要:主要论述了某陶瓷厂新建成的燃煤隧道窑的除尘脱硫设施。采用湿式除尘脱硫与陶瓷微孔过滤除尘技术相结合, 同时通过在循环水中加生石灰的方法进行脱硫, 净化后的烟气通过35米烟囱排放。经当地环保部门监测, 净化后的烟气完全达标排放。该套设备除尘效率不低于94. 94%, 平均达到95. 87%; 脱硫效率不低于56. 25%, 平均达到63. 69%。关键词:燃煤陶瓷隧道窑; 除尘脱硫; 湿式除尘脱硫; 陶瓷微孔过滤除尘中图分类号:X701. 3 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004) 0620089204
我国是陶瓷生产大国, 有大小陶瓷窑炉几千座, 年耗标准煤300多百万吨[1]。中小企业居多, 如果都燃烧洁净燃料, 这是不现实的。虽然燃煤会产生烟尘污染, 劳动强度大, 但由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低, 并且我国煤炭资源丰富, 分布广泛, 可以就地取材, 所以对广大中小陶瓷企业, 特别是乡镇企业, 今后很长时间内, 仍将使用燃煤窑炉, 这也符合我国当前的能源政策[2]。由此看来, 燃煤窑炉燃烧产生的烟尘污染在以后很长时间内仍是困扰我们的难题。从燃煤窑炉排出的烟气烟尘浓度和林格曼黑度大多不能达到国家排放标准。大量排入大气的烟尘和S O 2已经严重影响人群的健康, 并制约着社会经济的可持续发展[3]。为此, 采取有效的燃煤陶瓷窑炉的烟气净化技术, 是当前环保方面令人关注的研究课题。
某陶瓷厂于1986年经主管部门批准, 建成一条油烧隧道窑生产线, 由于技术不成熟一直未验收。现由于重油价格大幅增长, 使得生产成本增加, 经工厂领导研究并报主管部门批准, 于2001年6月立项将原燃油隧道窑改为燃煤隧道窑, 并且配套了相应的烟气净化设备。1 设计方案
1. 1 燃煤隧道窑产生烟气污染的机理
制工程的研究。
1. 2 设计方案
燃煤隧道窑炉产生的烟气温度高, 其中的碳黑, 粒
度细, 密度小, 并且表面有一层焦油状物质, 是疏水性的。一般技术如:静电除尘器、筛网过滤器、干式或湿式洗涤器、以及各种挡板过滤器均不能满足净化黑烟的要求[6]。针对燃煤隧道窑炉所产生烟气中的主要污染物质及其烟气高温的特点, 设计一套净化设备, 工艺流程如图1所示
。
图1 治理工艺流程图
所设计的方案是采用湿、干二级净化, 即湿式除尘
脱硫与陶瓷微孔过滤除尘相结合。从烟道出来的烟气从除尘器下部进入湿式除尘脱硫段的外筒, 与雾化的喷淋液进行碰撞接触, 然后气流通过各强化通道进入内筒泡沫层, 气、液、固三相的接触得到进一步强化, 这样完成了一级净化, 属于湿式除尘。其中采用的喷淋液为石灰水, 可除去烟气中大部分的S O 2、尘粒和碳黑; 然后经一级除尘后的烟气经过脱水板脱水, 进入陶瓷管微孔过滤段进行二级净化, 可除去剩余污染物质中的部分尘粒和碳黑。净化后的烟气经引风机引入35m 高的烟囱排出。湿式净化后的废水排入循环沉淀池沉淀, 往沉淀池中投加石灰, 再补给自来水, 经水泵送入湿式除尘段作为喷淋液。除尘脱硫废水经沉淀处理后全部循环利用, 无废水外排。循环沉淀池中的沉淀物定期挖出。2 设备结构与分离机理
燃煤隧道窑产生的烟气中的主要污染物质有碳黑、尘、S O 2等。燃煤隧道窑使用挥发分较高的烟煤, 由于间歇加煤, 投煤后, 煤层阻力大, 抽力小, 进风小, 恰在此时挥发分大量逸出, 助燃空气不足, 产生大量黑烟进入高温燃烧室和窑内
[4]
。窑炉在燃烧过程中产生黑
烟的同时也会产生大量的烟尘, 其中主要物质组成为SiO 2等物质[5]。由于煤中都含有一定组分的硫, 所以
在燃烧过程中就有S O 2的产生。
作者简介:李彩亭(1964-) , 男, 副教授, 副系主任, 主要从事大气污染控
・89・
2. 1 设备结构
湿式除尘脱硫结合陶瓷微孔过滤除尘的设备装置主要包括湿式除尘段、陶瓷微孔过滤段、灰斗三大部分。其中湿式除尘段是套筒式结构, 主要结构包括:内筒、外筒、喷嘴、脱水板、进气口等; 陶瓷微孔过滤段类似袋式除尘器, 主要结构包括:陶瓷管、反吹气体入口、出气口等。除尘脱硫装置结构示意图如图2所示
。
最后, 湿式除尘和陶瓷微孔过滤收集的粉尘一并落入装置下面的灰斗中, 经引水沟排入循环沉淀池, 经沉淀后定期挖出。2. 3 装置的防腐防磨
燃料所产生的原始烟气中既含有粉尘, 又含有腐蚀性气体, 因而净化装置的材料是否耐腐蚀耐磨损将直接影响净化装置的使用寿命[2]。本装置湿式除尘脱硫段均采用麻石, 陶瓷管微孔过滤段外筒采用麻石。麻石具有造价低, 耐腐性能、耐磨性能好, 有较长的使用寿命的特点。陶瓷管微孔过滤段内部结构为陶瓷管, 它具有高强、高硬、耐温、耐腐等性能[9]。总之, 本装置主要结构采用麻石和陶瓷, 保证了装置具有耐腐耐磨性, 有较长的使用寿命。
图2 除尘脱硫装置结构示意图
3 监测结果
2. 2 分离机理
湿式脱硫除尘段的分离机理是, 从隧道窑出来的含尘含硫烟气, 经烟道首先进入外筒与雾化成一定粒度的净化液滴在紊流状态下进行良好的接触, 使烟尘颗粒初步润湿, 粗颗粒烟尘在此过程中被收集下来, 硫氧化物与碱雾进行了一定的传质, 并得到初步净化。经过初净化的烟气, 通过气流各强化通道进入内筒泡沫层的过程中, 强化气、液、固三相的进一步接触, 将表面积较大的细微尘粒与还未能参加反应的硫化物收集下来。同时也使聚积在内筒的吸收液在强大气流力的作用下, 自动激化成液雾, 形成具有高效捕集与吸收的泡沫液雾层。在泡沫液雾层内, 气、液、固三相的传质得到了优化, 使湿式净化的液体粘附、滞留、碰撞、吸收S O 2气体等机理得到了更好的发挥, 进一步强化除尘
当地环境监测部门对该陶瓷厂燃煤隧道窑的除尘
脱硫设施进、出口各进行3次监测, 监测时设施正常运行。监测内容按照《建设项目环境保护设施竣工验收监测办法》中的要求, 监测方法遵循《环境监测技术规范》中的规定。烟气处理设施排放烟气适用标准为《工
(G 业炉窑大气污染物排放标准》B9078-1996) 中二级标准, 适用标准及监测结果见表1、表2。
表1 监测仪器及国家排放标准
项目
采样仪器
国家排放标准
G B9078-1996《工业
标准限值
烟尘浓度
微电脑自动平衡采样仪
炉窑大气污染物排放标准》中二级标准
200/(mg ・Nm -3)
和脱硫功能。在上述过程中, 采用碱性吸收液脱硫。吸收液由水泵打入除尘脱硫装置, 吸收液与烟气中的S O 2充分接触, 发生化学和物理吸收作用。物理吸收
S O 2
微电脑自动平衡采样仪
G B9078-1996《工业
炉窑大气污染物排放标准》中二级标准
850/(mg ・Nm -3)
林格曼黑度测烟望远镜1级
的S O 2部分与除尘脱硫废水都流入沉淀循环池内, 继续与吸收液中的碱性物质发生化学中和反应, 从而就实现烟气脱硫过程。
为防止烟气带水, 防止进而腐蚀管道、风机, 甚至影响正常运行, 本设备采用脱水板对净化气体进行脱水, 使气液在内筒得到良好地分离。
陶瓷管微孔过滤段的尘粒分离机理与袋式除尘器的分离机理类似。含尘气体从下部进入, 粉尘在截留、惯性碰撞、扩散等作用下被陶瓷滤料捕集, 净化后的气体从上部排气口排出, 分离出来的尘粒落入灰斗[7]。陶瓷管微孔过滤式除尘器优于其他滤料的袋式除尘器的特点是:它具有耐高温、膨胀系数小、过滤精度高、价格低廉等[8]。・90・
从表1、表2可看出, 在净化装置前, 各类污染物
的排放浓度为:3次监测的烟尘排放浓度各为2927. 87mg/Nm 3、3214. 02mg/Nm 3、2952. 80mg/Nm 3, 平均值为3031. 56mg/Nm 3, 均远远超过了《工业炉窑大气污染物(G 排放标准》B9078-1996) 中二级标准限值200mg/Nm 3;3次监测的S O 2排放浓度各为1009. 8mg/Nm 3、1053. 7mg/Nm 3、931. 8mg/Nm 3, 平均值为998. 3mg/Nm 3, 均远远超过了G B9078-1996《工业炉窑大气污染
物排放标准》中二级标准限值850mg/Nm 3。在净化装置后, 各类污染物的排放浓度为:3次监测的烟尘排放浓度各为132. 95mg/Nm 3、187. 27mg/Nm 3、128. 58mg/Nm 3, 平均值为149. 61mg/Nm 3, 均低于国
测试项目
1次
2次4236. 518089840. 593214. 0215. 21/275. 61053. 74. 98//
表2 烟气监测结果
净化装置前
3次4236. 517714772. 272952. 8013. 68/243. 7931. 84. 32//
净化装置后
平均值
4236. 518020792. 873031. 5614. 29/261. 1998. 34. 71//
1. 5268. 461级
65. 661级
56. 251级
63. 691级
37. 67132. 950. 4996. 49116. 5
53. 06187. 270. 7794. 94118. 6
36. 43128. 580. 5396. 13129. 4
42. 39149. 610. 5995. 87121. 5
1次3186. 0
2次3186. 0
3次3186. 0
平均值
318
排烟温度/K
过剩空气系数
烟气流量/(Nm ・h ) 排尘浓度/(mg ・Nm -3) 折算排尘浓度/(mg ・Nm -3) 烟尘排放量/(kg ・h -1) 除尘效率/%
S O 2排放浓度/(mg ・Nm -3) 折算S O 2浓度/(mg ・Nm -3) S O 2排放量/(kg ・h -1) 脱硫效率/%
烟尘黑度/林格曼黑度
3
-1
4236. 518259765. 752927. 8713. 98/264. 11009. 84. 82//
家排放标准限值200mg/Nm 3;3次监测的S O 2排放浓度各为411. 2mg/Nm 3、418. 6mg/Nm 3、456. 7mg/Nm 3, 平均值为428. 8mg/Nm 3, 均低于国家排放标准限值850mg/Nm 3。林格曼黑度3次监测结果均为1级, 达到国家排放标准。
4 经济效益和社会效益分析
少成果, 但距商业化应用还有一段距离[10]。随着我国
工业的飞速发展, 研究能够耐高温高压的除尘器将是必然的。因此从陶瓷管微孔过滤式除尘器的优点来看, 它将有很高的研究价值。
(4) 陶瓷管微孔过滤式除尘器的除尘效果很大程度上取决于陶瓷材料的选择。目前, 主要选用的材料有多孔陶瓷、泡沫陶瓷等。随着新型陶瓷材料的出现以及陶瓷产业的发展, 陶瓷过滤式除尘器的除尘效果会更好。
[参考文献]
[1] 黄浪欢, 曾令可, 任雪潭, 等. 陶瓷窑炉NOx 的污染与防
采用湿式脱硫除尘和陶瓷微孔过滤除尘相结合的
净化措施后, 每年可减少排放粉尘为98640kg , S O 221600kg , 每年可减缴排污费35460元。扣除运行费
用12560元, 与未采取脱硫除尘措施相比较, 每年可节省费用22900元。采用此脱硫除尘装置后, 烟尘、S O 2的排放浓度达到了国家排放标准, 大大减轻厂区及周边地区的环境污染状况, 从而产生良好的环境效益和社会效益。5 结论
(1) 根据监测结果, 比较适用标准限值, 得出:a、燃
治[J].中国陶瓷,2000,36(6) ,23225.
[2] 夏清, 曾光明, 李彩亭, 等. 陶瓷工业窑炉一体化治理研
究[J].陶瓷,2000,146(4) :18221.
[3] 张信士, 刘艳萍, 诸葛福乐. 消烟反烧燃煤机在日用陶瓷
隧道窑炉上的应用[J].山东陶瓷,2000,23(2) ,12214.
[4] 张长海. 燃煤隧道窑的烟尘治理[J].陶瓷,2000,144(2) :
40244.
[5] 华仁清. 工业窑炉的烟尘治理[J].金属制品,2001,27
(3) :52253.
[6] 戢绪国, 王乃计. 高温陶瓷管过滤除尘器[J].洁净煤技
煤隧道窑烟气中烟尘、S O 2浓度和林格曼黑度的3次监测结果全部达到国家标准。b 、该套设施除尘效率不低于94. 94%, 平均达到95. 87%; 脱硫效率不低于56. 25%, 平均达到63. 69%。
(2) 如果仅用干式或湿式净化达不到排放标准时, 可考虑用二级净化装置, 即干、湿两级净化装置, 它同时吸收了干式和湿式净化装置的优点, 这样就可以得到比仅用干式或湿式净化装置更好的效果。
(3) 此外, 所用的陶瓷管微孔过滤式除尘器吸收布袋过滤式除尘器效率高的优点, 克服布袋过滤式除尘器耐温低和不耐腐蚀的缺点, 它特别适用于处理高温高压的烟气。自20世纪70年代以来, 国外对利用陶瓷管进行高温过滤除尘作了大量的实验研究, 取得不
术,1997(3) :52255.
[7] 郝吉明, 马广大. 大气污染控制工程[M].北京:高等教
育出版社, 1989,4:264.
[8] 何其翔, 刘隽人, 时铭显. 高温陶瓷过滤器的冷态实验
研究[J].石油大学学报,1998,22(5) :64267.
[9] 钦征骑, 钱杏南, 贺盘发, 等. 新型陶瓷材料手册[M].
南京:江苏科学技术出版社, 1995,322.
[10]Seville J P K, Ivatt S , Burnard G K. Recent Advances in Partic 2
ulate Rem oval From H ot Process G ases[A].In :Proc of 3rd In 2ternational Symposium and Exhibition on G as Cleaning at High T emperature , G ermany[C].1996,3225.
(收稿:2003210228; 修回:2003212208)
・91・
Environmental Science and T echnology
V ol. 27,N o. 6 N ov. 2004
Abstract
MI AO Y ing 2qi 1, NI G uo 1
(1. Department o f Biological and Environmental Engineering ,
Jiangsu Univer sity , Zhenjiang 212013;
E nvironmental H ormone in W ater Samples
of W aste w ater T reatment Plant
LI N X ing 2tao ,CHE N Ming , W ANG X iao 2yi ,
ZH ANG Shu 2fen , W U Shao 2hua , CHE N Sha , W ANG G ui 2hua , RE N Ren
(College o f Environmental and Energy Engineering , Beijing Univer sity o f Technology , Beijing 100022)
2. SuTai Environmental Conservation Company ,
Zhenjiang 212013)
Abstract :The pilot 2scale study on processing wastewater of rubber 2aid by improved UAS B reactor showed that the reactor can effectively treat wastewater. In the process of the experiment , in fluent C OD was 5000
Abstract :Method for analyzing the residual of phthalate esters of envi 2ronmental horm one in urban wastewater by using s olid phase extraction (H LB 2cartridge ) and high performance liquid chromatography was es 2tablished. And the residual levels of phthalate esters in in fluents and effluents of the four wastewater treatment plants in Beijing were investi 2gated. There were five kinds of phthalate esters (DEP , BBP , DBP , DCHP and DEHP ) were checked out and the results between 0. 72and
μ59. 17g/L were obtained. It was indicated that the treatment taken by wastewater treatment plants could rem ove m ost of phthalate esters of en 2vironmental horm one.
K ey w ords :s olid 2phase extraction ; high performance liquid chromatog 2raphy ; phthalate esters ; environmental horm one ; urban wastewater
～12000mg/L , and in fluent pH over 8. 0. A fter sludge taming and
culturing , about 80%C OD rem oval rate was achieved , with organic loading 6. 0kg C OD/(m 3・d ) , and effluent pH about 7. 3. The reactor can meet the demand of expectation and ensure the sequent aerobic treatment.
K ey w ords :wastewater ; anaerobic ; UAS B ; rubber 2aid
Purification T echnology of Flue G as from
Coal 2fired Ceramic K iln LI Cai 2ting 1, W ANGLi 2ping 1, ZE NG G uang 2ming 1, WEI X ian 2xun 1,
T AN Y a 1, ZH ANG Ming 2yu 2
(1. Department o f Environmental Science and Engineering ,
Hunan Univer sity , Changsha 410082;
An Experimental Study of Plasm a Pyrolysis of W aste Tyres
T ANGLan , H UANG Hai 2tao , W U Chuang 2zhi
(Guangzhou Institute o f Energy Conver sion , Chinese Academy o f Sciences , Guangzhou 510070)
2. Powder Metallurgy Institute , Central South Univer sity , Changsha 410083)
Abstract :A new built dust 2rem over and desulfurization equipment of coal 2fired kiln in a ceramic factory is discussed. Wetting desulfurization and dust 2rem over and ceramic micro pore are used to filtrate dust while limestone is added to recycling water for desulfurization. Purified flue gas is discharged by a 30meter 2high chimney. Flue gas and dust meet the emission standards by local environmental protection department su 2pervising. Dust 2rem oved efficiency of the equipment is no less than 94. 94%, with average of 95. 87%and its desulfurization efficiency is no less than 56. 25%, with average of 63. 69%.
K ey w ords :coal 2fired ceramic kiln ; wetting desulfurization ; dust 2re 2m over ; ceramic micro 2pore filter
Abstract :Thermal plasma pyrolysis of waste tyres for recovering energy and useful chemicals was performed in a nitrogen plasma reactor. Un 2der the experimental conditions , total content of gas product can reach up to 40%; the content of s olid residue is 60%.The main gaseous products are H 2, C O , CH 4, C 2H 2and s o on. The pyrolytic carbon
black (C B p ) has properties of those of various grades carbon black added during tires manu facture.
K ey w ords :thermal plasma ; waste tyres ; pyrolysis ; carbon black ; waste recycling.
Study on Synthetic R eaction and
Application of N on 2phosphorite Builder VS LI Y an 2wen , Y ANG Ren 2bin , G UO Zheng 2yuan
(College o f Environment and Resources , Hunan Agricultural Univer sity , Changsha 410128)
Set P air Analysis Method with Multi 2factor Connection Number for Planning of WTP R eform ation
LI Fan 2xiu 1,2, MEI Ping 2, CHE N Wu 2
(1. College o f Environment Science and Engineering , Huazhong Univer sity o f Science and Technology ,
Wuhan 430073;
Abstract :S odium persulfate and s odium hydrosulfite was being reduc 2er , aqueous s olution polymerization of maleic anhydride and acrylic acid was applied to synthesize the copolymer which can be used to sub 2stitute STPP in laundry powder. It was applied in s ome different kinds of laundry powder and s ome valuable data obtained.
K ey w ords :maleic anhydride 2acrylic acid copolymer ; non 2phosphorous builder ; applied experiment ;
2. Department o f Chemical Engineering , Changjiang Univer sity , Jingzhou 434023)
Abstract :A new method for assessment m odel on planning of urban wastewater treatment plant (WTP ) reformation was established by using set pair analysis method with multi 2factor and the levels in eleven major wastewater treatment plants are evaluated by this m odel. Result shows that the decision 2making m odel of planning of urban WTP reformation basically con forms to the reality. The evaluating result is m ore reas on 2able and its res olving power is higher. Thus , a simple and effective e 2
Pilot 2scale Study on T reatment of W aste w ater
of Rubber 2aid by Improved UASB R eactor
Z OU X iao 2ling 1, G U Ai 2bing 2,
Ⅵ
燃煤陶瓷隧道窑的烟气净化技术
李彩亭1, 王丽平1, 曾光明1, 魏先勋1, 谭娅1, 张明瑜2
(1. 湖南大学环境科学与工程系, 长沙 410082; 2. 中南大学粉末冶金研究所, 长沙 410083)
摘 要:主要论述了某陶瓷厂新建成的燃煤隧道窑的除尘脱硫设施。采用湿式除尘脱硫与陶瓷微孔过滤除尘技术相结合, 同时通过在循环水中加生石灰的方法进行脱硫, 净化后的烟气通过35米烟囱排放。经当地环保部门监测, 净化后的烟气完全达标排放。该套设备除尘效率不低于94. 94%, 平均达到95. 87%; 脱硫效率不低于56. 25%, 平均达到63. 69%。关键词:燃煤陶瓷隧道窑; 除尘脱硫; 湿式除尘脱硫; 陶瓷微孔过滤除尘中图分类号:X701. 3 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004) 0620089204
我国是陶瓷生产大国, 有大小陶瓷窑炉几千座, 年耗标准煤300多百万吨[1]。中小企业居多, 如果都燃烧洁净燃料, 这是不现实的。虽然燃煤会产生烟尘污染, 劳动强度大, 但由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低, 并且我国煤炭资源丰富, 分布广泛, 可以就地取材, 所以对广大中小陶瓷企业, 特别是乡镇企业, 今后很长时间内, 仍将使用燃煤窑炉, 这也符合我国当前的能源政策[2]。由此看来, 燃煤窑炉燃烧产生的烟尘污染在以后很长时间内仍是困扰我们的难题。从燃煤窑炉排出的烟气烟尘浓度和林格曼黑度大多不能达到国家排放标准。大量排入大气的烟尘和S O 2已经严重影响人群的健康, 并制约着社会经济的可持续发展[3]。为此, 采取有效的燃煤陶瓷窑炉的烟气净化技术, 是当前环保方面令人关注的研究课题。
某陶瓷厂于1986年经主管部门批准, 建成一条油烧隧道窑生产线, 由于技术不成熟一直未验收。现由于重油价格大幅增长, 使得生产成本增加, 经工厂领导研究并报主管部门批准, 于2001年6月立项将原燃油隧道窑改为燃煤隧道窑, 并且配套了相应的烟气净化设备。1 设计方案
1. 1 燃煤隧道窑产生烟气污染的机理
制工程的研究。
1. 2 设计方案
燃煤隧道窑炉产生的烟气温度高, 其中的碳黑, 粒
度细, 密度小, 并且表面有一层焦油状物质, 是疏水性的。一般技术如:静电除尘器、筛网过滤器、干式或湿式洗涤器、以及各种挡板过滤器均不能满足净化黑烟的要求[6]。针对燃煤隧道窑炉所产生烟气中的主要污染物质及其烟气高温的特点, 设计一套净化设备, 工艺流程如图1所示
。
图1 治理工艺流程图
所设计的方案是采用湿、干二级净化, 即湿式除尘
脱硫与陶瓷微孔过滤除尘相结合。从烟道出来的烟气从除尘器下部进入湿式除尘脱硫段的外筒, 与雾化的喷淋液进行碰撞接触, 然后气流通过各强化通道进入内筒泡沫层, 气、液、固三相的接触得到进一步强化, 这样完成了一级净化, 属于湿式除尘。其中采用的喷淋液为石灰水, 可除去烟气中大部分的S O 2、尘粒和碳黑; 然后经一级除尘后的烟气经过脱水板脱水, 进入陶瓷管微孔过滤段进行二级净化, 可除去剩余污染物质中的部分尘粒和碳黑。净化后的烟气经引风机引入35m 高的烟囱排出。湿式净化后的废水排入循环沉淀池沉淀, 往沉淀池中投加石灰, 再补给自来水, 经水泵送入湿式除尘段作为喷淋液。除尘脱硫废水经沉淀处理后全部循环利用, 无废水外排。循环沉淀池中的沉淀物定期挖出。2 设备结构与分离机理
燃煤隧道窑产生的烟气中的主要污染物质有碳黑、尘、S O 2等。燃煤隧道窑使用挥发分较高的烟煤, 由于间歇加煤, 投煤后, 煤层阻力大, 抽力小, 进风小, 恰在此时挥发分大量逸出, 助燃空气不足, 产生大量黑烟进入高温燃烧室和窑内
[4]
。窑炉在燃烧过程中产生黑
烟的同时也会产生大量的烟尘, 其中主要物质组成为SiO 2等物质[5]。由于煤中都含有一定组分的硫, 所以
在燃烧过程中就有S O 2的产生。
作者简介:李彩亭(1964-) , 男, 副教授, 副系主任, 主要从事大气污染控
・89・
2. 1 设备结构
湿式除尘脱硫结合陶瓷微孔过滤除尘的设备装置主要包括湿式除尘段、陶瓷微孔过滤段、灰斗三大部分。其中湿式除尘段是套筒式结构, 主要结构包括:内筒、外筒、喷嘴、脱水板、进气口等; 陶瓷微孔过滤段类似袋式除尘器, 主要结构包括:陶瓷管、反吹气体入口、出气口等。除尘脱硫装置结构示意图如图2所示
。
最后, 湿式除尘和陶瓷微孔过滤收集的粉尘一并落入装置下面的灰斗中, 经引水沟排入循环沉淀池, 经沉淀后定期挖出。2. 3 装置的防腐防磨
燃料所产生的原始烟气中既含有粉尘, 又含有腐蚀性气体, 因而净化装置的材料是否耐腐蚀耐磨损将直接影响净化装置的使用寿命[2]。本装置湿式除尘脱硫段均采用麻石, 陶瓷管微孔过滤段外筒采用麻石。麻石具有造价低, 耐腐性能、耐磨性能好, 有较长的使用寿命的特点。陶瓷管微孔过滤段内部结构为陶瓷管, 它具有高强、高硬、耐温、耐腐等性能[9]。总之, 本装置主要结构采用麻石和陶瓷, 保证了装置具有耐腐耐磨性, 有较长的使用寿命。
图2 除尘脱硫装置结构示意图
3 监测结果
2. 2 分离机理
湿式脱硫除尘段的分离机理是, 从隧道窑出来的含尘含硫烟气, 经烟道首先进入外筒与雾化成一定粒度的净化液滴在紊流状态下进行良好的接触, 使烟尘颗粒初步润湿, 粗颗粒烟尘在此过程中被收集下来, 硫氧化物与碱雾进行了一定的传质, 并得到初步净化。经过初净化的烟气, 通过气流各强化通道进入内筒泡沫层的过程中, 强化气、液、固三相的进一步接触, 将表面积较大的细微尘粒与还未能参加反应的硫化物收集下来。同时也使聚积在内筒的吸收液在强大气流力的作用下, 自动激化成液雾, 形成具有高效捕集与吸收的泡沫液雾层。在泡沫液雾层内, 气、液、固三相的传质得到了优化, 使湿式净化的液体粘附、滞留、碰撞、吸收S O 2气体等机理得到了更好的发挥, 进一步强化除尘
当地环境监测部门对该陶瓷厂燃煤隧道窑的除尘
脱硫设施进、出口各进行3次监测, 监测时设施正常运行。监测内容按照《建设项目环境保护设施竣工验收监测办法》中的要求, 监测方法遵循《环境监测技术规范》中的规定。烟气处理设施排放烟气适用标准为《工
(G 业炉窑大气污染物排放标准》B9078-1996) 中二级标准, 适用标准及监测结果见表1、表2。
表1 监测仪器及国家排放标准
项目
采样仪器
国家排放标准
G B9078-1996《工业
标准限值
烟尘浓度
微电脑自动平衡采样仪
炉窑大气污染物排放标准》中二级标准
200/(mg ・Nm -3)
和脱硫功能。在上述过程中, 采用碱性吸收液脱硫。吸收液由水泵打入除尘脱硫装置, 吸收液与烟气中的S O 2充分接触, 发生化学和物理吸收作用。物理吸收
S O 2
微电脑自动平衡采样仪
G B9078-1996《工业
炉窑大气污染物排放标准》中二级标准
850/(mg ・Nm -3)
林格曼黑度测烟望远镜1级
的S O 2部分与除尘脱硫废水都流入沉淀循环池内, 继续与吸收液中的碱性物质发生化学中和反应, 从而就实现烟气脱硫过程。
为防止烟气带水, 防止进而腐蚀管道、风机, 甚至影响正常运行, 本设备采用脱水板对净化气体进行脱水, 使气液在内筒得到良好地分离。
陶瓷管微孔过滤段的尘粒分离机理与袋式除尘器的分离机理类似。含尘气体从下部进入, 粉尘在截留、惯性碰撞、扩散等作用下被陶瓷滤料捕集, 净化后的气体从上部排气口排出, 分离出来的尘粒落入灰斗[7]。陶瓷管微孔过滤式除尘器优于其他滤料的袋式除尘器的特点是:它具有耐高温、膨胀系数小、过滤精度高、价格低廉等[8]。・90・
从表1、表2可看出, 在净化装置前, 各类污染物
的排放浓度为:3次监测的烟尘排放浓度各为2927. 87mg/Nm 3、3214. 02mg/Nm 3、2952. 80mg/Nm 3, 平均值为3031. 56mg/Nm 3, 均远远超过了《工业炉窑大气污染物(G 排放标准》B9078-1996) 中二级标准限值200mg/Nm 3;3次监测的S O 2排放浓度各为1009. 8mg/Nm 3、1053. 7mg/Nm 3、931. 8mg/Nm 3, 平均值为998. 3mg/Nm 3, 均远远超过了G B9078-1996《工业炉窑大气污染
物排放标准》中二级标准限值850mg/Nm 3。在净化装置后, 各类污染物的排放浓度为:3次监测的烟尘排放浓度各为132. 95mg/Nm 3、187. 27mg/Nm 3、128. 58mg/Nm 3, 平均值为149. 61mg/Nm 3, 均低于国
测试项目
1次
2次4236. 518089840. 593214. 0215. 21/275. 61053. 74. 98//
表2 烟气监测结果
净化装置前
3次4236. 517714772. 272952. 8013. 68/243. 7931. 84. 32//
净化装置后
平均值
4236. 518020792. 873031. 5614. 29/261. 1998. 34. 71//
1. 5268. 461级
65. 661级
56. 251级
63. 691级
37. 67132. 950. 4996. 49116. 5
53. 06187. 270. 7794. 94118. 6
36. 43128. 580. 5396. 13129. 4
42. 39149. 610. 5995. 87121. 5
1次3186. 0
2次3186. 0
3次3186. 0
平均值
318
排烟温度/K
过剩空气系数
烟气流量/(Nm ・h ) 排尘浓度/(mg ・Nm -3) 折算排尘浓度/(mg ・Nm -3) 烟尘排放量/(kg ・h -1) 除尘效率/%
S O 2排放浓度/(mg ・Nm -3) 折算S O 2浓度/(mg ・Nm -3) S O 2排放量/(kg ・h -1) 脱硫效率/%
烟尘黑度/林格曼黑度
3
-1
4236. 518259765. 752927. 8713. 98/264. 11009. 84. 82//
家排放标准限值200mg/Nm 3;3次监测的S O 2排放浓度各为411. 2mg/Nm 3、418. 6mg/Nm 3、456. 7mg/Nm 3, 平均值为428. 8mg/Nm 3, 均低于国家排放标准限值850mg/Nm 3。林格曼黑度3次监测结果均为1级, 达到国家排放标准。
4 经济效益和社会效益分析
少成果, 但距商业化应用还有一段距离[10]。随着我国
工业的飞速发展, 研究能够耐高温高压的除尘器将是必然的。因此从陶瓷管微孔过滤式除尘器的优点来看, 它将有很高的研究价值。
(4) 陶瓷管微孔过滤式除尘器的除尘效果很大程度上取决于陶瓷材料的选择。目前, 主要选用的材料有多孔陶瓷、泡沫陶瓷等。随着新型陶瓷材料的出现以及陶瓷产业的发展, 陶瓷过滤式除尘器的除尘效果会更好。
[参考文献]
[1] 黄浪欢, 曾令可, 任雪潭, 等. 陶瓷窑炉NOx 的污染与防
采用湿式脱硫除尘和陶瓷微孔过滤除尘相结合的
净化措施后, 每年可减少排放粉尘为98640kg , S O 221600kg , 每年可减缴排污费35460元。扣除运行费
用12560元, 与未采取脱硫除尘措施相比较, 每年可节省费用22900元。采用此脱硫除尘装置后, 烟尘、S O 2的排放浓度达到了国家排放标准, 大大减轻厂区及周边地区的环境污染状况, 从而产生良好的环境效益和社会效益。5 结论
(1) 根据监测结果, 比较适用标准限值, 得出:a、燃
治[J].中国陶瓷,2000,36(6) ,23225.
[2] 夏清, 曾光明, 李彩亭, 等. 陶瓷工业窑炉一体化治理研
究[J].陶瓷,2000,146(4) :18221.
[3] 张信士, 刘艳萍, 诸葛福乐. 消烟反烧燃煤机在日用陶瓷
隧道窑炉上的应用[J].山东陶瓷,2000,23(2) ,12214.
[4] 张长海. 燃煤隧道窑的烟尘治理[J].陶瓷,2000,144(2) :
40244.
[5] 华仁清. 工业窑炉的烟尘治理[J].金属制品,2001,27
(3) :52253.
[6] 戢绪国, 王乃计. 高温陶瓷管过滤除尘器[J].洁净煤技
煤隧道窑烟气中烟尘、S O 2浓度和林格曼黑度的3次监测结果全部达到国家标准。b 、该套设施除尘效率不低于94. 94%, 平均达到95. 87%; 脱硫效率不低于56. 25%, 平均达到63. 69%。
(2) 如果仅用干式或湿式净化达不到排放标准时, 可考虑用二级净化装置, 即干、湿两级净化装置, 它同时吸收了干式和湿式净化装置的优点, 这样就可以得到比仅用干式或湿式净化装置更好的效果。
(3) 此外, 所用的陶瓷管微孔过滤式除尘器吸收布袋过滤式除尘器效率高的优点, 克服布袋过滤式除尘器耐温低和不耐腐蚀的缺点, 它特别适用于处理高温高压的烟气。自20世纪70年代以来, 国外对利用陶瓷管进行高温过滤除尘作了大量的实验研究, 取得不
术,1997(3) :52255.
[7] 郝吉明, 马广大. 大气污染控制工程[M].北京:高等教
育出版社, 1989,4:264.
[8] 何其翔, 刘隽人, 时铭显. 高温陶瓷过滤器的冷态实验
研究[J].石油大学学报,1998,22(5) :64267.
[9] 钦征骑, 钱杏南, 贺盘发, 等. 新型陶瓷材料手册[M].
南京:江苏科学技术出版社, 1995,322.
[10]Seville J P K, Ivatt S , Burnard G K. Recent Advances in Partic 2
ulate Rem oval From H ot Process G ases[A].In :Proc of 3rd In 2ternational Symposium and Exhibition on G as Cleaning at High T emperature , G ermany[C].1996,3225.
(收稿:2003210228; 修回:2003212208)
・91・
Environmental Science and T echnology
V ol. 27,N o. 6 N ov. 2004
Abstract
MI AO Y ing 2qi 1, NI G uo 1
(1. Department o f Biological and Environmental Engineering ,
Jiangsu Univer sity , Zhenjiang 212013;
E nvironmental H ormone in W ater Samples
of W aste w ater T reatment Plant
LI N X ing 2tao ,CHE N Ming , W ANG X iao 2yi ,
ZH ANG Shu 2fen , W U Shao 2hua , CHE N Sha , W ANG G ui 2hua , RE N Ren
(College o f Environmental and Energy Engineering , Beijing Univer sity o f Technology , Beijing 100022)
2. SuTai Environmental Conservation Company ,
Zhenjiang 212013)
Abstract :The pilot 2scale study on processing wastewater of rubber 2aid by improved UAS B reactor showed that the reactor can effectively treat wastewater. In the process of the experiment , in fluent C OD was 5000
Abstract :Method for analyzing the residual of phthalate esters of envi 2ronmental horm one in urban wastewater by using s olid phase extraction (H LB 2cartridge ) and high performance liquid chromatography was es 2tablished. And the residual levels of phthalate esters in in fluents and effluents of the four wastewater treatment plants in Beijing were investi 2gated. There were five kinds of phthalate esters (DEP , BBP , DBP , DCHP and DEHP ) were checked out and the results between 0. 72and
μ59. 17g/L were obtained. It was indicated that the treatment taken by wastewater treatment plants could rem ove m ost of phthalate esters of en 2vironmental horm one.
K ey w ords :s olid 2phase extraction ; high performance liquid chromatog 2raphy ; phthalate esters ; environmental horm one ; urban wastewater
～12000mg/L , and in fluent pH over 8. 0. A fter sludge taming and
culturing , about 80%C OD rem oval rate was achieved , with organic loading 6. 0kg C OD/(m 3・d ) , and effluent pH about 7. 3. The reactor can meet the demand of expectation and ensure the sequent aerobic treatment.
K ey w ords :wastewater ; anaerobic ; UAS B ; rubber 2aid
Purification T echnology of Flue G as from
Coal 2fired Ceramic K iln LI Cai 2ting 1, W ANGLi 2ping 1, ZE NG G uang 2ming 1, WEI X ian 2xun 1,
T AN Y a 1, ZH ANG Ming 2yu 2
(1. Department o f Environmental Science and Engineering ,
Hunan Univer sity , Changsha 410082;
An Experimental Study of Plasm a Pyrolysis of W aste Tyres
T ANGLan , H UANG Hai 2tao , W U Chuang 2zhi
(Guangzhou Institute o f Energy Conver sion , Chinese Academy o f Sciences , Guangzhou 510070)
2. Powder Metallurgy Institute , Central South Univer sity , Changsha 410083)
Abstract :A new built dust 2rem over and desulfurization equipment of coal 2fired kiln in a ceramic factory is discussed. Wetting desulfurization and dust 2rem over and ceramic micro pore are used to filtrate dust while limestone is added to recycling water for desulfurization. Purified flue gas is discharged by a 30meter 2high chimney. Flue gas and dust meet the emission standards by local environmental protection department su 2pervising. Dust 2rem oved efficiency of the equipment is no less than 94. 94%, with average of 95. 87%and its desulfurization efficiency is no less than 56. 25%, with average of 63. 69%.
K ey w ords :coal 2fired ceramic kiln ; wetting desulfurization ; dust 2re 2m over ; ceramic micro 2pore filter
Abstract :Thermal plasma pyrolysis of waste tyres for recovering energy and useful chemicals was performed in a nitrogen plasma reactor. Un 2der the experimental conditions , total content of gas product can reach up to 40%; the content of s olid residue is 60%.The main gaseous products are H 2, C O , CH 4, C 2H 2and s o on. The pyrolytic carbon
black (C B p ) has properties of those of various grades carbon black added during tires manu facture.
K ey w ords :thermal plasma ; waste tyres ; pyrolysis ; carbon black ; waste recycling.
Study on Synthetic R eaction and
Application of N on 2phosphorite Builder VS LI Y an 2wen , Y ANG Ren 2bin , G UO Zheng 2yuan
(College o f Environment and Resources , Hunan Agricultural Univer sity , Changsha 410128)
Set P air Analysis Method with Multi 2factor Connection Number for Planning of WTP R eform ation
LI Fan 2xiu 1,2, MEI Ping 2, CHE N Wu 2
(1. College o f Environment Science and Engineering , Huazhong Univer sity o f Science and Technology ,
Wuhan 430073;
Abstract :S odium persulfate and s odium hydrosulfite was being reduc 2er , aqueous s olution polymerization of maleic anhydride and acrylic acid was applied to synthesize the copolymer which can be used to sub 2stitute STPP in laundry powder. It was applied in s ome different kinds of laundry powder and s ome valuable data obtained.
K ey w ords :maleic anhydride 2acrylic acid copolymer ; non 2phosphorous builder ; applied experiment ;
2. Department o f Chemical Engineering , Changjiang Univer sity , Jingzhou 434023)
Abstract :A new method for assessment m odel on planning of urban wastewater treatment plant (WTP ) reformation was established by using set pair analysis method with multi 2factor and the levels in eleven major wastewater treatment plants are evaluated by this m odel. Result shows that the decision 2making m odel of planning of urban WTP reformation basically con forms to the reality. The evaluating result is m ore reas on 2able and its res olving power is higher. Thus , a simple and effective e 2
Pilot 2scale Study on T reatment of W aste w ater
of Rubber 2aid by Improved UASB R eactor
Z OU X iao 2ling 1, G U Ai 2bing 2,
Ⅵ