蔣衛(wèi)剛+許騫+鄔堅(jiān)平

摘 要：本文通過實(shí)際工程案例，詳細(xì)說明了干法脫氟余熱回用技術(shù)在陶瓷行業(yè)煙氣治理中具有高效、穩(wěn)定、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煙氣；脫氟；余熱回用；陶瓷節(jié)能

1 氟的簡介

氟是自然界中廣泛分布的元素之一。氟在地殼的存量為6.5×10-2%[1] ，在鹵素中，僅次于氯[2] 自然界中氟主要以螢石（CaF2），冰晶石（Na3[AlF6]）及以氟磷灰石（Ca10（PO4）6F2）存在[3] 。

氟的毒性是SO2的20倍以上，對人體的呼吸道、消化道、神經(jīng)系統(tǒng)等均產(chǎn)生危害；會導(dǎo)致動物的慢性中毒，如：家畜的氟骨病，影響蠶和奶牛的養(yǎng)殖；同時(shí)，也會導(dǎo)致農(nóng)作物的絕收。

在陶瓷行業(yè)中，氟是典型的主要污染排放物之一，由于制陶原料中含有氟，在陶瓷燒制過程中會產(chǎn)生氟化氫和氟化物。同時(shí)，因不同生產(chǎn)原料中含氟濃度的差異，窯爐煙氣中氟的濃度從20mg/m3～200mg/m3不等。

2 脫氟工藝

常見的脫氟原理是酸堿中和，其原理通?？梢杂孟旅娣磻?yīng)過程表示：

酸堿中和的方法可以采用濕法，也可以采用干法。

2.1濕法

濕法工藝是利用水或堿性溶液作吸收劑吸收煙氣中的氟。吸收過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相的傳質(zhì)過程，遵循亨利定律。

濕法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 當(dāng)采用堿性溶液作為吸附劑時(shí)，去除效率比較高；

（2） 工藝簡單，但是容易結(jié)垢、腐蝕，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高；

（3） 存在二次污染問題。

2.2 干法

干法工藝是利用固體吸附劑來吸附煙氣中的氟，從而使煙氣中的氟得以去除。

干法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 凈化效率高；

（2） 無二次污染；

（3） 煙氣熱量可利用。

3 干式洗滌塔技術(shù)

干法脫氟技術(shù)中主要設(shè)備一種是干式洗滌塔，即一種垂直流填料床吸附裝置，含氟廢氣由上往下慢速流動，含氟爐窯煙氣在填料床與吸附劑充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將煙氣中的氟得以去除，而煙氣熱量得到保留。

當(dāng)采用石灰石作為吸附劑時(shí)，其脫氟的原理是：

同時(shí)，該吸附劑對酸性廢氣均有一定的吸附性能，反應(yīng)的活性順序?yàn)镾O3>HF>HCl>SO2。

干式洗滌塔技術(shù)成熟、穩(wěn)定、可靠，在德國已經(jīng)有50多年的應(yīng)用歷史，是歐盟推薦的"最佳可獲得技術(shù)“（Best Available Technique），也是美國環(huán)保署推薦的”最大可行控制技術(shù)"（Maximum Achievable Control Technique），其對氟化物的去除率達(dá)90%～99%，氟化氫的排放濃度可低至1mg/m3，同時(shí)，對氯化氫的去除率達(dá)50%以上。

干式洗滌塔技術(shù)與常規(guī)干法、濕法脫氟工藝相比，具有表1所示的優(yōu)點(diǎn)。

4 典型應(yīng)用案例

4.1項(xiàng)目概況

上海某陶瓷企業(yè)，對其兩條爐窯煙氣進(jìn)行處理，凈化處理后的煙氣再接入臥干器進(jìn)行余熱回用。該企業(yè)采用天然氣作為燃料，生產(chǎn)原料基本不含硫，因此，煙氣中二氧化硫的濃度已經(jīng)達(dá)標(biāo)排放，不需要考慮。兩條爐窯煙氣數(shù)據(jù)如表2所示。

4.2工藝流程

該項(xiàng)目采用干式洗滌塔技術(shù)，其工藝流程如圖1所示。將兩條窯爐排放的煙氣先Y型合并后再接入干式洗滌塔，凈化之后的煙氣進(jìn)行熱量回用或通過煙囪直接排放；排放風(fēng)機(jī)設(shè)置在煙囪和干式洗滌塔之間，風(fēng)機(jī)采用變頻控制，確保任何一條爐窯停產(chǎn)時(shí)，不會影響另外一條爐窯的正常運(yùn)行；吸附劑從干式洗滌塔頂部的料倉加入，由上而下垂直流動；在干式洗滌塔底部設(shè)有吸附劑"表面再生"系統(tǒng)，未反應(yīng)的的吸附劑重新回到干式洗滌塔頂部料倉，失效的吸附劑直接排出。

4.3處理效果

在系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1個(gè)月后，環(huán)保部門對該項(xiàng)目進(jìn)行了環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測，部分監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。

備注：該項(xiàng)目在2011年實(shí)施時(shí)依據(jù)舊的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，氟化物的排放濃度按照6mg/m3。

4.4節(jié)能效果

經(jīng)過凈化后的煙氣，部分通過管道排入就近臥干器設(shè)備前端，作為烘干熱空氣源，大大減少天然氣的消耗。由于煙氣經(jīng)過凈化處理，里面的酸性氣體濃度很低。因此，其對臥干器設(shè)備的腐蝕影響很小，也不影響產(chǎn)品質(zhì)量。該項(xiàng)目連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)1年后的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益如表4所示。

5 結(jié)論

從該項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，在居民對空氣污染越來越關(guān)注、政府部門對廢氣排放企業(yè)越來越嚴(yán)格的大背景下，干式洗滌塔技術(shù)無疑為陶瓷企業(yè)的煙氣治理提供了一種既環(huán)保，又節(jié)能的高效解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國慶.無機(jī)化學(xué)（第四版）下冊[M].北京 ：高等教育出版社 ，2003.

[2] 鐘興厚，蕭文錦，袁啟華，等 .無機(jī)化學(xué)叢書第六卷[M].北京 ：科學(xué)出版社 ，1995.

[3] 宋天佑.無機(jī)化學(xué)（第二版）下冊 [M].北京 ：高等教育出版社，2010.

摘 要：本文通過實(shí)際工程案例，詳細(xì)說明了干法脫氟余熱回用技術(shù)在陶瓷行業(yè)煙氣治理中具有高效、穩(wěn)定、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煙氣；脫氟；余熱回用；陶瓷節(jié)能

1 氟的簡介

氟是自然界中廣泛分布的元素之一。氟在地殼的存量為6.5×10-2%[1] ，在鹵素中，僅次于氯[2] 自然界中氟主要以螢石（CaF2），冰晶石（Na3[AlF6]）及以氟磷灰石（Ca10（PO4）6F2）存在[3] 。

氟的毒性是SO2的20倍以上，對人體的呼吸道、消化道、神經(jīng)系統(tǒng)等均產(chǎn)生危害；會導(dǎo)致動物的慢性中毒，如：家畜的氟骨病，影響蠶和奶牛的養(yǎng)殖；同時(shí)，也會導(dǎo)致農(nóng)作物的絕收。

在陶瓷行業(yè)中，氟是典型的主要污染排放物之一，由于制陶原料中含有氟，在陶瓷燒制過程中會產(chǎn)生氟化氫和氟化物。同時(shí)，因不同生產(chǎn)原料中含氟濃度的差異，窯爐煙氣中氟的濃度從20mg/m3～200mg/m3不等。

2 脫氟工藝

常見的脫氟原理是酸堿中和，其原理通?？梢杂孟旅娣磻?yīng)過程表示：

酸堿中和的方法可以采用濕法，也可以采用干法。

2.1濕法

濕法工藝是利用水或堿性溶液作吸收劑吸收煙氣中的氟。吸收過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相的傳質(zhì)過程，遵循亨利定律。

濕法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 當(dāng)采用堿性溶液作為吸附劑時(shí)，去除效率比較高；

（2） 工藝簡單，但是容易結(jié)垢、腐蝕，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高；

（3） 存在二次污染問題。

2.2 干法

干法工藝是利用固體吸附劑來吸附煙氣中的氟，從而使煙氣中的氟得以去除。

干法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 凈化效率高；

（2） 無二次污染；

（3） 煙氣熱量可利用。

3 干式洗滌塔技術(shù)

干法脫氟技術(shù)中主要設(shè)備一種是干式洗滌塔，即一種垂直流填料床吸附裝置，含氟廢氣由上往下慢速流動，含氟爐窯煙氣在填料床與吸附劑充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將煙氣中的氟得以去除，而煙氣熱量得到保留。

當(dāng)采用石灰石作為吸附劑時(shí)，其脫氟的原理是：

同時(shí)，該吸附劑對酸性廢氣均有一定的吸附性能，反應(yīng)的活性順序?yàn)镾O3>HF>HCl>SO2。

干式洗滌塔技術(shù)成熟、穩(wěn)定、可靠，在德國已經(jīng)有50多年的應(yīng)用歷史，是歐盟推薦的"最佳可獲得技術(shù)“（Best Available Technique），也是美國環(huán)保署推薦的”最大可行控制技術(shù)"（Maximum Achievable Control Technique），其對氟化物的去除率達(dá)90%～99%，氟化氫的排放濃度可低至1mg/m3，同時(shí)，對氯化氫的去除率達(dá)50%以上。

干式洗滌塔技術(shù)與常規(guī)干法、濕法脫氟工藝相比，具有表1所示的優(yōu)點(diǎn)。

4 典型應(yīng)用案例

4.1項(xiàng)目概況

上海某陶瓷企業(yè)，對其兩條爐窯煙氣進(jìn)行處理，凈化處理后的煙氣再接入臥干器進(jìn)行余熱回用。該企業(yè)采用天然氣作為燃料，生產(chǎn)原料基本不含硫，因此，煙氣中二氧化硫的濃度已經(jīng)達(dá)標(biāo)排放，不需要考慮。兩條爐窯煙氣數(shù)據(jù)如表2所示。

4.2工藝流程

該項(xiàng)目采用干式洗滌塔技術(shù)，其工藝流程如圖1所示。將兩條窯爐排放的煙氣先Y型合并后再接入干式洗滌塔，凈化之后的煙氣進(jìn)行熱量回用或通過煙囪直接排放；排放風(fēng)機(jī)設(shè)置在煙囪和干式洗滌塔之間，風(fēng)機(jī)采用變頻控制，確保任何一條爐窯停產(chǎn)時(shí)，不會影響另外一條爐窯的正常運(yùn)行；吸附劑從干式洗滌塔頂部的料倉加入，由上而下垂直流動；在干式洗滌塔底部設(shè)有吸附劑"表面再生"系統(tǒng)，未反應(yīng)的的吸附劑重新回到干式洗滌塔頂部料倉，失效的吸附劑直接排出。

4.3處理效果

在系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1個(gè)月后，環(huán)保部門對該項(xiàng)目進(jìn)行了環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測，部分監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。

備注：該項(xiàng)目在2011年實(shí)施時(shí)依據(jù)舊的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，氟化物的排放濃度按照6mg/m3。

4.4節(jié)能效果

經(jīng)過凈化后的煙氣，部分通過管道排入就近臥干器設(shè)備前端，作為烘干熱空氣源，大大減少天然氣的消耗。由于煙氣經(jīng)過凈化處理，里面的酸性氣體濃度很低。因此，其對臥干器設(shè)備的腐蝕影響很小，也不影響產(chǎn)品質(zhì)量。該項(xiàng)目連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)1年后的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益如表4所示。

5 結(jié)論

從該項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，在居民對空氣污染越來越關(guān)注、政府部門對廢氣排放企業(yè)越來越嚴(yán)格的大背景下，干式洗滌塔技術(shù)無疑為陶瓷企業(yè)的煙氣治理提供了一種既環(huán)保，又節(jié)能的高效解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國慶.無機(jī)化學(xué)（第四版）下冊[M].北京 ：高等教育出版社 ，2003.

[2] 鐘興厚，蕭文錦，袁啟華，等 .無機(jī)化學(xué)叢書第六卷[M].北京 ：科學(xué)出版社 ，1995.

[3] 宋天佑.無機(jī)化學(xué)（第二版）下冊 [M].北京 ：高等教育出版社，2010.

摘 要：本文通過實(shí)際工程案例，詳細(xì)說明了干法脫氟余熱回用技術(shù)在陶瓷行業(yè)煙氣治理中具有高效、穩(wěn)定、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煙氣；脫氟；余熱回用；陶瓷節(jié)能

1 氟的簡介

氟是自然界中廣泛分布的元素之一。氟在地殼的存量為6.5×10-2%[1] ，在鹵素中，僅次于氯[2] 自然界中氟主要以螢石（CaF2），冰晶石（Na3[AlF6]）及以氟磷灰石（Ca10（PO4）6F2）存在[3] 。

氟的毒性是SO2的20倍以上，對人體的呼吸道、消化道、神經(jīng)系統(tǒng)等均產(chǎn)生危害；會導(dǎo)致動物的慢性中毒，如：家畜的氟骨病，影響蠶和奶牛的養(yǎng)殖；同時(shí)，也會導(dǎo)致農(nóng)作物的絕收。

在陶瓷行業(yè)中，氟是典型的主要污染排放物之一，由于制陶原料中含有氟，在陶瓷燒制過程中會產(chǎn)生氟化氫和氟化物。同時(shí)，因不同生產(chǎn)原料中含氟濃度的差異，窯爐煙氣中氟的濃度從20mg/m3～200mg/m3不等。

2 脫氟工藝

常見的脫氟原理是酸堿中和，其原理通常可以用下面反應(yīng)過程表示：

酸堿中和的方法可以采用濕法，也可以采用干法。

2.1濕法

濕法工藝是利用水或堿性溶液作吸收劑吸收煙氣中的氟。吸收過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相的傳質(zhì)過程，遵循亨利定律。

濕法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 當(dāng)采用堿性溶液作為吸附劑時(shí)，去除效率比較高；

（2） 工藝簡單，但是容易結(jié)垢、腐蝕，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高；

（3） 存在二次污染問題。

2.2 干法

干法工藝是利用固體吸附劑來吸附煙氣中的氟，從而使煙氣中的氟得以去除。

干法工藝的主要特點(diǎn)有：

（1） 凈化效率高；

（2） 無二次污染；

（3） 煙氣熱量可利用。

3 干式洗滌塔技術(shù)

干法脫氟技術(shù)中主要設(shè)備一種是干式洗滌塔，即一種垂直流填料床吸附裝置，含氟廢氣由上往下慢速流動，含氟爐窯煙氣在填料床與吸附劑充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將煙氣中的氟得以去除，而煙氣熱量得到保留。

當(dāng)采用石灰石作為吸附劑時(shí)，其脫氟的原理是：

同時(shí)，該吸附劑對酸性廢氣均有一定的吸附性能，反應(yīng)的活性順序?yàn)镾O3>HF>HCl>SO2。

干式洗滌塔技術(shù)成熟、穩(wěn)定、可靠，在德國已經(jīng)有50多年的應(yīng)用歷史，是歐盟推薦的"最佳可獲得技術(shù)“（Best Available Technique），也是美國環(huán)保署推薦的”最大可行控制技術(shù)"（Maximum Achievable Control Technique），其對氟化物的去除率達(dá)90%～99%，氟化氫的排放濃度可低至1mg/m3，同時(shí)，對氯化氫的去除率達(dá)50%以上。

干式洗滌塔技術(shù)與常規(guī)干法、濕法脫氟工藝相比，具有表1所示的優(yōu)點(diǎn)。

4 典型應(yīng)用案例

4.1項(xiàng)目概況

上海某陶瓷企業(yè)，對其兩條爐窯煙氣進(jìn)行處理，凈化處理后的煙氣再接入臥干器進(jìn)行余熱回用。該企業(yè)采用天然氣作為燃料，生產(chǎn)原料基本不含硫，因此，煙氣中二氧化硫的濃度已經(jīng)達(dá)標(biāo)排放，不需要考慮。兩條爐窯煙氣數(shù)據(jù)如表2所示。

4.2工藝流程

該項(xiàng)目采用干式洗滌塔技術(shù)，其工藝流程如圖1所示。將兩條窯爐排放的煙氣先Y型合并后再接入干式洗滌塔，凈化之后的煙氣進(jìn)行熱量回用或通過煙囪直接排放；排放風(fēng)機(jī)設(shè)置在煙囪和干式洗滌塔之間，風(fēng)機(jī)采用變頻控制，確保任何一條爐窯停產(chǎn)時(shí)，不會影響另外一條爐窯的正常運(yùn)行；吸附劑從干式洗滌塔頂部的料倉加入，由上而下垂直流動；在干式洗滌塔底部設(shè)有吸附劑"表面再生"系統(tǒng)，未反應(yīng)的的吸附劑重新回到干式洗滌塔頂部料倉，失效的吸附劑直接排出。

4.3處理效果

在系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1個(gè)月后，環(huán)保部門對該項(xiàng)目進(jìn)行了環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測，部分監(jiān)測數(shù)據(jù)如表3所示。

備注：該項(xiàng)目在2011年實(shí)施時(shí)依據(jù)舊的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，氟化物的排放濃度按照6mg/m3。

4.4節(jié)能效果

經(jīng)過凈化后的煙氣，部分通過管道排入就近臥干器設(shè)備前端，作為烘干熱空氣源，大大減少天然氣的消耗。由于煙氣經(jīng)過凈化處理，里面的酸性氣體濃度很低。因此，其對臥干器設(shè)備的腐蝕影響很小，也不影響產(chǎn)品質(zhì)量。該項(xiàng)目連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)1年后的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益如表4所示。

5 結(jié)論

從該項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，在居民對空氣污染越來越關(guān)注、政府部門對廢氣排放企業(yè)越來越嚴(yán)格的大背景下，干式洗滌塔技術(shù)無疑為陶瓷企業(yè)的煙氣治理提供了一種既環(huán)保，又節(jié)能的高效解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國慶.無機(jī)化學(xué)（第四版）下冊[M].北京 ：高等教育出版社 ，2003.

[2] 鐘興厚，蕭文錦，袁啟華，等 .無機(jī)化學(xué)叢書第六卷[M].北京 ：科學(xué)出版社 ，1995.

[3] 宋天佑.無機(jī)化學(xué)（第二版）下冊 [M].北京 ：高等教育出版社，2010.