水泥厂回转窑作为水泥生产中的核心设备,其烟气排放中的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NOx)是主要污染源。为了实现超低排放和烟气消白,现代水泥厂普遍采用了一系列有效的脱硫和消白处理工艺。
回转窑烟气首先通过窑尾的悬浮预热器进行预热,并在此过程中实现气体粉尘与固体颗粒的分离。预热后的烟气进入窑内,完成分解和烧成过程,最终形成熟料。这一过程中,窑尾排出的烟气不仅含有飞灰,还包含大量经过物理化学反应形成的烟尘气体,具有烟气量大、温度高、粉尘浓度高且细粘的特点,并含有酸碱氧化物等腐蚀性成分。
针对这种复杂烟气,水泥厂常采用湿式静电除尘器进行除尘处理。湿式静电除尘器利用静电场使气体电离,使烟尘带电后被吸附到电极上。当含尘气体经过高压静电场时,尘粒与负离子结合带上负电,随后趋向阳极并沉积。强电场中,空气分子被电离为正离子和电子,电子在奔向正极的过程中遇到尘粒,使尘粒带电后被吸附到正极。最后,通过喷淋系统冲刷将收集的尘粒冲刷到底部。这种除尘器对粒径1~2微米的粉尘颗粒效率可达98%~99%,尤其适用于大型工程,并且能处理高温(低于400℃)气体。此外,湿电除尘器阻力低,仅为100~200Pa,且设备简便、运行可靠,能有效避免烟气在烟囱上升阶段冷凝液的形成,从而消除“烟囱雨”。
在脱硫方面,水泥厂采用SDS小苏打脱硫技术。该技术通过将烟气与粉末状的碳酸氢钠(小苏打)同时注入脱硫反应器,利用高温烟气激活碳酸氢钠,使其体积膨胀裂解,分解成反应活性强的碳酸钠等化合物。碳酸钠与烟气中的SO₂、SO₃、HCl等酸性气体发生反应,生成硫酸钠等钠盐,从而实现高效脱硫。脱硫效率可达95%以上,确保烟气中的SO₂浓度大幅度降低。这种干法脱硫不仅操作简便、运行稳定,且不存在烟囱拖尾现象,维护方便。
为了同时脱除烟气中的NOx,水泥厂采用中低温SCR脱硝技术。该技术利用催化剂使烟气中的NOx在较低温度下选择性地与还原剂(如氨气、尿素等)发生反应,生成无毒无害的氮气和水。中低温SCR技术特别适用于回转窑烟气温度较低的特点,脱硝效率高,可达90%以上,NOx排放浓度可控制在50mg/Nm³以下。此外,该技术适用温度范围广(180~430℃),催化剂寿命长,抗中毒性能强,耐磨性能好,系统布置灵活,可布置在脱硫、除尘器后,减少灰堵问题。
为了实现烟气消白,水泥厂还采用了一种烟气脱白工艺。该工艺通过调节脱硫旁路阀门和脱硫进、出口阀门的开度,控制烟囱排放烟气的温度始终高于露点温度5~10℃。这一工艺流程简单、结构简便、投资及运行成本低,且无堵塞和腐蚀问题,不增加占地面积,维修管理工作量少,特别适用于水泥厂湿法脱硫的烟气脱白处理。
综上所述,水泥厂回转窑炉的脱硫消白处理工艺涉及湿式静电除尘、SDS小苏打脱硫、中低温SCR脱硝以及烟气脱白技术等多个环节。这些技术相互配合,共同实现了烟气的高效净化与超低排放,不仅提升了水泥厂的环保水平,也为水泥行业的可持续发展提供了有力保障。
来源:东莞市中仁环境科技有限公司
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