化工产业在生产过程中不可避免地会出现有毒有害的危险废料,并且其中潜存易燃易爆物质以及腐蚀性和传染放射性等物质,不仅对人体有巨大伤害,同时对于自然环境也有较大影响,因此减轻这些有害物质的危险性进行无公害化处理是化学工程当中最需要解决的问题。
随着工业领域对化学技术的应用逐渐增多,组合形式的复杂性逐渐提升,越来越多的新材料制造所产生的的废料需要更为有效的处理措施,焚烧一直是采用频率最高的处理方式,但是对于焚烧后烟气的处理技术,一直处于研究和优化当中。
「烟气净化工艺」
烟气净化工艺的目的就是保证烟气达标排放,通常情况下烟气净化工艺需要用到7种净化系统,包括:烟气再加热及排放、湿式除酸系统、低温SCR、布袋除尘器、干式反应塔、半干急冷塔、余热利用系统(内置 SCNR)。此技术可以确保各种污染因子的排放值达标,包括烟尘、酸性气体、重金属和二噁英,从而实现满足国家相关标准的污染控制指标。
以下是对该工艺的分步描述:
余热利用系统:内置 SCNR:选择性非催化还原脱硝技术,通过向烟气中喷入氨气等还原剂,将氮氧化物(NOx)还原为氮气和水,脱硝效果可达 40%左右。
余热锅炉:利用焚烧产生的高温烟气加热水,产生蒸汽,可用于发电或供热,降低运行成本和能耗。
附属设备:包括过热器、省煤器等,用于提高蒸汽的温度和压力,提高能源利用效率。
半干式急冷吸收塔:目的是降温和吸收酸性成份的作用,通过喷碱液直接冷却烟气,将温度迅速降到 200℃左右,有效控制二噁英的再次生成。
吸收酸性成份:碱液与酸性气体(如 HCl、SO2 等)发生化学反应,将其吸收去除,对 HCl 的处理率高达 70%以上。
布袋除尘器:处理固体颗粒,利用布袋过滤烟气中的固体颗粒,处理效率高达 99.9%以上。
控制烟气温度:为保证除尘效果,烟气温度需控制在 200℃左右,且除尘器布袋需采用高温型材料,如 ePTFE 材质。
低温 SCR 反应器:消除 NOx,在催化剂的作用下,将烟气中的 NOx 转化为水和氮气,实现脱硝目的。
催化剂选择:根据实际情况选择合适的催化剂,以确保脱硝效果和催化剂的使用寿命。
湿式除酸系统:去除重金属和有机污染物,在低温 SCR 反应器后面增加湿式除酸系统,通过喷淋碱液等方式,将重金属和有机污染物去除。
提高除酸效果:可采用多级喷淋、增加接触时间等方式,提高除酸效果。
烟气再加热和排放系统:
水汽处理:对湿式除酸后的烟气进行加热,减少水汽含量,防止引风机积水和腐蚀。
排放:处理后的烟气达到排放标准后,通过烟囱排放到大气中。
为了更好地说明化工危险废物焚烧后烟气处理工艺的效果,以下是一个案例和数据:
某化工企业采用上述烟气处理工艺,对危险废物进行焚烧处理。经过处理后,烟气中的各项污染物排放浓度均低于国家排放标准,其中二噁英的排放浓度低于 0.1 ng TEQ/m³,NOx 的排放浓度低于 100 mg/m³,SO2 的排放浓度低于 50 mg/m³,烟尘的排放浓度低于 10 mg/m³。
根据相关研究和实际运行数据,采用该工艺处理化工危险废物焚烧后烟气,可实现以下效果:
二噁英去除率:高达 99%以上。
NOx 去除率:可达 80%以上。
SO2 去除率:可达 90%以上。
烟尘去除率:可达 99.9%以上。
「烟气处理中热交换器的作用」
余热利用系统中的内置 SCNR(选择性非催化还原脱硝)、余热锅炉以及附属设备都涉及到热交换过程。
内置 SCNR 中,热交换器用于将焚烧产生的高温烟气与喷入的氨气进行热交换,提高脱硝反应的效率。
余热锅炉则是将高温烟气的热量传递给锅炉中的水,产生蒸汽。
附属设备如过热器、省煤器等也通过热交换器进一步提高蒸汽的温度和压力,提高能源利用效率。
在以上这些过程中,热交换器的设计和运行参数对于整个系统的性能和效率至关重要。
它需要能够承受高温、高压和腐蚀性环境,同时具有良好的传热性能和稳定性。
通过合理设计和选择热交换器,可以有效地回收焚烧烟气中的热能,降低运行成本,同时减少对环境的热污染。
具体的应用会因工厂的具体情况和需求而有所不同,需要根据实际情况进行详细的工程设计和实施。