焦化行業中使用袋除塵器超凈排放機理分析
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關鍵詞：煙氣超凈技術 | 煙氣脫硫系統 | 煙氣脫硝系統
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焦化行業中使用袋除塵器超凈排放機理分析
粉塵常用粒徑有微米和納米。1 微米=1000 納米。
霧霾，大部分指的是 2.5-10 微米粒徑的漂浮在空中的顆粒物。
煙塵的粒徑范圍為 0.01μm~200μm，而一般重力沉降適用于粒徑 100μm 以上的固體顆粒。
粉塵，是指懸浮在空氣中的固體微粒。現在正常叫顆粒物。習慣上對粉塵有許多名稱，如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等，這些名詞沒有明顯的界限。
國際標準化組織規定，粒徑小于 75μm 的固體懸浮物定義為粉塵。
工業環境下的粉塵，其中 5%的是超微粉塵，粒徑低于 5 微米。
焦化行業中粉塵超凈的要求為≤10mg/Nm3(8%的含氧量)，為了使排放的數據能夠達到超潔凈排放要求，首先必須了解焦爐煙氣中粉塵的特性。焦化爐中的煙氣主要含有焦化粉塵、氮氧化物、SO2、煤焦油、少量重金屬。采用袋除塵器時，煤焦油的存在對袋除塵器的正常運行使用和除塵效率帶來很大的影響。
煤焦油由以下化學成份組成：
1、主要是芳香族化合物，而且大多數是兩個環以上的稠環芳族化合物;其中萘熔點 80.5℃，常溫下為固體.含氧化合物如呈弱酸性的酚類，以及中性的古馬隆、氧芴等;
2、含氮化合物，主要是包括弱堿性的吡吩、喹啉及他們的衍生物;
3、含硫化合物是噻吩、硫酚、硫雜茚等;
4、還有雜環的含氧、含氮、含硫化合物;
5、煤焦油中各種烴的烷基化合物數量甚少，而且它們的含量隨著分子中環數增加而減少;
綜上化學成份分析，煤焦油屬于高分子有機物，環數越多，分子類越大的有機物越不易燃燒。當經過燃燒后的煤焦油氣仍有少量的煤焦油沒有燃盡，這少量的沒有燃盡的煤焦油的固體，也就是后期粉塵的主要成份，并且這些沒有燃盡的煤焦油都是些易燃性差的煤焦油組份。這些組份會在 90℃~220℃之間冷凝，并且大多數會在 130℃~160℃之間冷凝，這樣我們只要在 130℃~160℃該溫度區間內把它們吸收下來，我們的粉塵指標就會很容易超潔凈合格。
實踐證明，袋除塵器最初在溫度為 180°—200°的情況下運行，煙 氣 中 的 原 始 濃 度 為 300mg/Nm3 時 , 除 塵 器 出 口 濃 度 為33mg/Nm3 和 28mg/Nm3，除塵器阻力在 900-1100Pa.達不到超凈排放的要求，并且在有些情況下，會導致除塵器阻力急劇加大到 5000Pa 以上而堵塞，使除塵器不能正常運轉，而且在袋除塵器停止使用后，除塵器出口煙道有大量的稀油粘接在內表面。后采用消石灰噴粉裝置，在除塵器 180°—200°運行，除塵效果不明顯。最后通過降低除塵器進口煙氣溫度至 160°以下，消石灰在煙道及除塵器內循環使用，除塵效率大幅度提高，顆粒物出口濃度保持在 2.6-9.5mg/Nm3(8%含氧量)以下，完全達到超凈排放的要求。
首先是降低溫度對除塵效率的影響。實踐證明將煙氣溫度降到 160 度以下，對除塵效率有明顯的影響，溫度越低，除塵效率越高，說明除塵袋阻止了顆粒物的通過。煙氣降溫至 160°以下，焦油開始生成，會將粉塵粘接在一起，大量的超細粉塵通過焦油粘接成較大粒徑粉塵，除塵袋阻止了大粉塵的通過。其次消石灰的加入，使得粘上焦油的粉塵被消石灰所包裹，一方面消石灰將冷凝下來的水汽吸收，自身粒徑變大，可與 SO2 反應生成亞硫酸鈣固體;另一方面含油粉塵與消石灰結合形成更大的顆粒物，使得粉塵易沉降。同時除塵袋表面形成穩定的濾層，除塵效率更高。在余熱鍋爐開一臺的情況下，除塵器煙氣溫度降到 130°左右，除塵粉塵濃度更低，除塵效率更高。增加消石灰在除塵系統中的循環量，除塵效率會提高。降到 120°以下，除塵效率變化不大。由于 SO2 的存在，煙氣的凝固點升高，因此煙氣溫度控制在 120°以上。
綜上所述，在有焦油的煙氣中采用袋除塵器，必須采用噴粉循環使用工藝，同時控制煙氣溫度在 120°至 160°之間，既確保系統穩定運行，又能確保顆粒物的超凈排放。(2023-10-23)
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