广东欧文莱陶瓷有限公司
摘要：针对陶瓷行业传统的麻石水膜除尘器分离性能较差，无法有效脱硫，且排气带水严重，危及引风机运行安全的问题。本文针对这些缺陷，论述一种低阻力旋流湍球烟气净化塔脱硫技术工艺，达到湍球塔和旋流板塔优势互补，性能可靠、适应性好、脱硫效率高的旋流湍球烟气净化塔，提升陶瓷行业烟气治理效果。
关键词：陶瓷生产；烟气治理；脱硫；旋流塔；湍球净化
前言
能源是人类赖以生存和发展的基础，随着人们环境保护和保证企业最终产品质量意识的提高，人们对能源的洁净利用开始日趋重视。相对于石油和天然气，煤是一种重污染的能源，对煤的清洁利用，已成为我国环保整治的重点，利用发生炉制备水煤气或制水煤浆，是煤洁净利用的一种比较方便的方式，在我国的陶瓷、玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用。将煤转制水煤气或制水煤浆，虽然能大大减少焦油等污染，但在SO2污染及粉尘方面，部分企业仍难以达到相关政策要求，所以对脱硫除尘是当前迫切要解决的。
一、目前陶瓷行业大气污染物来源
在目前陶瓷生产企业，为减低窑炉燃料成本，全国绝大部分企业需要建设煤气发生炉，供给窑炉燃烧使用。另外粉料干燥需要配备喷雾干燥塔，主要以水煤浆（用酚水和粉煤制造水煤浆）为燃料。窑炉和喷雾塔在生产过程中产生一定粉尘和二氧化硫，为避免该粉尘和废气影响影响环境，企业需配套净化设施进行处理，把影响降到最低。
（一）窑炉含尘含硫废气的来源
目前，陶瓷行业采用的煤气发生炉为常规为两段式发生炉工艺，气化用合格煤由提升机提升到主厂房的储煤层，分别运到每个发生炉的储煤仓，再经自动加煤机加入炉内，煤受到来自气化段煤气的加热而干馏。干馏后的半焦煤炭下移到气化段与气化剂反应生成煤气（气化剂由空气、蒸汽组成）。气化段生成的煤气分为两部分：一部分从两段炉下段煤气出口出炉，进入旋风除尘器后再进入I、II级风冷器降温除尘，另一部分向上与干馏气混合从上段煤气出口出炉。上段出口的煤气先进入旋风除焦油器进一步降温、除尘后再经II级电滤器对煤气进一步净化，然后进入加压机加压脱水后供到车间使用。发生炉内主要的化学反应是：C+O2=CO2，C+H2O=CO+H2，S+H2=H2S。
按照￠3.1m两段式煤气发生炉规格核算，每天每套煤气发生炉需要耗煤量约为40吨，煤含硫量按照0.5%计，仅一套煤气发生炉企业每天需要处理0.2吨二氧化硫。煤气主要供窑炉使用，除了煤气发生炉产生的二氧化硫之外需要处理之外，燃烧后的烟气含有SO2需进行综合处理。
（二）喷雾塔含尘含硫废气来源
目前陶瓷行业由于粉料需要干燥，因此需配备喷雾塔对粉料进行干燥。水煤浆燃烧后的热源通过引风机的引力进入塔内，对雾状浆料进行干燥，浆料干燥后形成颗粒状下落入仓，而产生的扬尘和来不及下落的细粉会被引风机带入旋风除尘器、布袋除尘器，随烟进入外排烟道。喷雾塔主要以水煤浆为燃料，在生产过程中会产生一定的粉尘和二氧化硫。
二、一种低阻力旋流湍球烟气净化塔设计思路
净化工艺上选取湿式碱液吸收法。为减少本系统日常运行费用，可选用企业污水处理后的清水（成碱性PH9-10）作为循环吸收用水，吸收后的废水自动流回污水站。该处理后的清水来源于抛光生产綫。抛光生产线在处理过程中巳加入生石灰、烧碱、明矾，呈碱性，利于吸收二氧化硫。为了保持吸收液的碱度，采取pH在线控制仪自动控制投药。
三、工艺技术特点
本工艺将湍球和旋流板两种方式结合，研制出的旋流湍球烟气净化塔。具有脱硫除尘效率高，使用成本低廉。性能可靠、适应性好的特点。
旋流湍球烟气净化塔，包括塔身、水驱动装置、湍球层、旋流板层、高压喷枪、一级除尘烟道、冷却烟道以及外围设备，其特征在于，湍球层、旋流板层位于同一塔身内并呈上下分布，湍球层、旋流板层的中部垂直设置有中心管，旋流板作用于使烟气减速旋转，湍球作用于全面接触烟气，球体抛起时，利用高压喷枪喷射，球体上下各有数支，使球体翻滚，将表面的粉末洗净。湍球设计有2层球，抛起的占一部份约（40%），阻尘的占60％，整个过程循环阻、循环洗。
旋流湍球烟气净化工艺采用三级工作，48米烟道初步除、脱，湍球层、旋流板层二次处理，在湍球层上方有50支高压喷枪作第3次烟气清洁，并使排出烟雾冷却至30℃以下，形成白色水蒸气。
此外，湍球层的上方设置有脱水装置，该装置由一层或多层同心的脱水筒及其上设置的挡水板构成，脱水筒的底部设置有脱水板，脱水板上设置有与挡水板相配的斜面。同时，塔身内壁设置有挡水板，多层同心的脱水筒的挡水板高度由内向外逐层递增，挡水板与塔身中心线方向的夹角为30°~90°。脱水装置、湍球层和旋流板层的外围均设置有溢流装置，该溢流装置为溢流管或溢流槽。
塔外外置水箱是为保护湍球而设置的，由于烟气基本上都有一定的温度，为防止突然停电烧坏或者软化湍球，设置高位水箱。利用气动截断阀，断电时打开自动补偿第三层喷淋管。湍球层的上方设置有喷淋管，喷淋管的下方设有过滤网，喷淋管上开有若干个喷孔；湍球层的下方设有叶片，叶片与中心管同步转动连接。
工艺流程说明：废气通过烟道，在风机负压的作用下，沿风管先从喷淋吸收塔下部进入，经分配罩分配，沿喷淋吸收吸收塔截面均匀上升，随气流上升的对SO2、陶瓷粉尘粒子与雾化后下降的碱液液滴发生惯性碰撞、拦截和凝集作用而被捕集，净化后的气流不会夹带液滴溢出塔外。
含硫、及陶瓷粉尘废液领依靠重力流入沉淀池，在沉淀池中加入生石灰对对SO2、陶瓷粉尘等进行沉淀中和，使NaOH再生循环使用。
废碱液在沉淀池中分离沉淀物，上清液进入清液池循环使用。底部沉淀物定期清理，作为陶瓷材料添加使用或外运处置。
（一）工艺的效益分析
1、本工艺将湍球层置于旋流板层上方，并在各层分置多组喷淋管和喷枪以实现控制各层不同的液气比，而且可以借助旋流板层不易堵塞的优点，实现了湍球塔和旋流板塔优势互补，而且性能可靠、适应性好、脱硫效率高、操作简单、造价节约、维护方便，还避免了结垢堵塞。
2、本工艺的塔身的外围还设置有水循环装置，实现污水的循环利用，降低成本原理和作用概述清楚。
3、低阻力型旋流板塔集旋流板与湍球的优点合而为一，又对湍球塔的小球运动形式作了重大改进，使小球借助水冲击翻动，而不是靠气流冲击来翻动，降低了系统阻力。
4、塔身外围设有水循环装置，实现污水循环利用。预计节约自来水200立方/天，处理后的污水则由高位水池自动流向总处理站，年节约电费10多万元。