新型高效气体洗涤器.pdf

一 匕 1 移 一 研 屯叼 比H I 业译丛 l g 9 2 年第 l期 新 型 高效气体 洗涤器 s 砌 丁 淑 介 绍 了 巴西 复肥 一 采 用美 国Ki mr e 司 单纤 争 唼计 的 卧式 错流 洗 涤 的 操 作 情 X 研 l兄 该 洗涤 器能耗低 效率 高 已成功 地使 用 了二 年半时 间 其设 备 剃造和操 作 费 q低 于 使 用 丈 丘里 的 常 规 系统 传统复 删 厂在 必须 满足严格的微粒物 氰化物 羊 氨 排放要求时 势必会考 虑到文 丘 里系统及 其相关的高能耗 本 文介绍 了美 国Ki e 公司 佛罗 里 达 Pe r r i n e 生产的 K0N TANEn 干 l l B GON州 填 料 成功 地 用于 低能 耗错 流冼涤器的情况 在 7 0 年 代 Ma n a h公司用 l i s o n s技 术在 圣保 罗州 的 Cu b a t a o 建造 了 个复肥装置 采用 固体 进 料 低循 环工艺 复 肥厂 的设 计能 力 为9 0 t h 根据不 同原 料组成 产量在2 4 4 5 t a 范围 内变化 两 个装 置均配置 了符 合当时标准 的 气 体净化设 备 例如干燥器 冷 却器 和除尘 系统 以及其后喷淋 空塔 用的 中效旋风除尘 器 还 备有径 向柒叶 雾沫 消除器 出 自造粒 机的气体 通过 自然 抽风烟道直接 放空 8 0 年 代初 期 由 y Cu b a t a o 地 区的空气 和水污染 问题 日趋严重 圣保 罗州 对Ma n a h 的生产装置首次制订了一系列的排放限制规 定 就 目前标 准来看 这些规定并 非 很 严 格 但 确有 必要 改造老设备 和安装 新 型 设 备 以满 足环保要 求 初期改造 作为生产 型公司 当时 我们 尚不 具有足 够 的技术人 员进行设 计和加工此粪设 备 为 此 我们 与一些工程和设备 公司的 专家进行 了台 作 造粒装 置的改造于 u 设 置如下所 述 用 6 个高教旋风 除尘器更 换了设在 干燥器 和冷却 器气流 中的4 4 中效旋 风 除尘 器 为 了 补偿 由此增大的气 流阻力 有必 要 将4 个 风机 的 通风量从 6 0 0 0 m h 提高到7 0 0 0 ms h 并 将 压降从2 9 4 k P a 提 高到 3 9 2 k Pa 电机 规格 亦 相 应 提 高 造 粒机设置三级文 丘里洗涤器 用磷酸 或者水 作为洗涤介质 这就 需要 配备高 压降 风机 约1 1 8 k Pa 普钙装 置也设 了文 丘里系统 除旋 风除尘器外 所 有其 他设备 均 面临 一 系列 的工艺 和机械 问题 高 压降风机 出现 的 问题最严重 其转子为衬 以橡胶 的 低 碳 钢 橡胶 与钢 材之间的粘台 尚不尽如人意 第 阶 段改造 1 9 8 4 年 Cu b a t a o 地区的环 保 要求更趋 严 格 新颁的 排放规定 如下所 列 微尘 7 5 mg Nm 总氟量0 1 k g t 进料 磷酸 氨0 0 2 k g NH t 产 品 该 期间 公盈聘 请 了巴西化 肥行业 中最 负盛名的环保顾问 圣保罗州的环保部门拟 将Ma n a h 地 区的普钙装 置列 为重 点 普 钙 厂设 有相同的并行双系列装 置 使 用 自行设 计的混合器 可将废料排入带Zao两个装置 共用一个排放 和洗涤系统 环保顾 问对 问题的解 决办法是 使 传统 的系统 中包括第一段文 丘里和分 离器 第二 段 喷淋 塔以及第三段填料塔 公 司进行 该改 维普资讯 j 9 鸵 年第 l l f 化肥工业译丛 5 l 造项 目的 为难 之处魁环保部 门的最后期 限和 缺 乏可信的 比较方 案 该系统 于l 9 8 5 年末 期 投入 运行 术 现过 大的事故 但亦 不能 满 足排 放标准并屡受设 备故障 尤其是风机 和 循 环 泵 的 困 扰 在此 阶段 公 司 止 了污染 控制系统 的 改造 工作 决 定将所有术 付诸 实施 的项 目设 计 封存 而 由技术部 门另行建 立一个新改 造 项 小 组 此 间 恰逢Kj mr e 公 司的填料在 化肥厂 洗涤器 中得 以应 H 我们遂 首 家 与 Ki mr e 公司 签订 了台同 新项 目小 组 为 公 司尚不具备充分 的 有芡 含杂质 气流组成和 粒度 分析的 基 础 资 料 难 以计 算文 丘里洗涤器 的参数 以前的 顾 问 中无人 提及到此 方 面的细节 我 们只能 假设 出他们 曾使 用了粒 度分布的典型数 值 而并 非实 际值 然而 测定 值证 实 了旋风分 离器的高 效性 它可 以脱 除 1 0 p m 以上的所 有颗粒 随着造 粒机 的干燥器和冷 却器废气净 化 项 目的开展 公 司愈发对传统文丘 里系统所 需的风机规格 和功率需 求感到不安 由此我 们详 细地 评价了Ki mr e 技术及其填 料 并就 此实地考 察 了茭 网和 法国的错流洗 涤系统 收集到 的资料有 助于我们 决然停 止了文 丘里 的改造项 目 而开始用Ki mr e 填料进行错流 系统 的设计 一 建 单纤条 填料 KO i l t a n e 和B Go n 填 料 用 单 纤条 材 料 以独特方 法交错 编 织而成 其特殊结构 的组合排列示 于圈 1 通过填料 图2 的流 动方 式决定其收 集尘 粒和灰 雾的 内在效率 并可 作为传热利 传质介质 这 种结构 的其 他 两 种主要特性是高 的液体输 送能 力和极 易于 清洗 的机械 回弹性 当气 流直接通 过 填 料 时 可产生 几种效果 包括很 容 易预测的压 降和液 体输 送能力 以及 气体流动分布非 常 均匀 高的 液体输 送能力 极大 地有助于使该 结构 免遭 堵塞 上述特点将在下文提 及Ma 一 田1 单纤条 古 鞠 圈2气流 通 过 B一 6ON 结 构 的亩 I 动 方式 a a h 造粒装置 中干 燥器和冷 却器的 设 计原 理 时另行叙 述 Ki mr e 填料可用大 量具有不 同直径的热 鲴 纤条制成 所 进行 的改造项 目与大多数 化 肥厂 的项 目一样 只使 用了 以普通聚丙烯 制 成的垫片 并 只用两 种规格 的纤条 直 径 3 7 1 9 7 和 1 6 9 6 上 述数值 中 斜线前 的数字 表示单纤条直 径 以密耳计 1 密 尔 2 5 4 m 而 斜线后的数字 则表 示 为垫片 中 自 由空 间的百分数 用公制时 3 7 密耳纤 条为 直径9 4 0 r a 1 6 密耳为4 6 6 r a 市售 的Ki m r e 垫 片尺寸范 围 为2 9 6 4 9 6 8 9 6 1 6 1 9 6 1 6 9 7 3 2 1 9 4 3 a 1 9 7 3 7 9 4 3 7 9 7 和6 2 1 9 7 大多数垫片可用 下列 热 塑 材料 制 成 聚丙烯 高温 聚丙烯 Ky n a r Te f z e I TM FEP Te f l o n PFA Te f l o n l 维普资讯 化肥工业译丛 1 9 9 2 年弟 l期 洗 涤器设计 在着手 设计 用于造粒 机 的干燥 和冷却洗 涤器 以及制订其 技术 规格 时 我们开发洗涤 器 的 目的是不仅 能满 足前述排 放规定且花 钱 最少 同时 还具有充分 的操作 弹性 以便能 以 最 少 的追 加投资满 足 日后任何 的严 格排 放标 准 在 精 打细算总费用时 所 考虑 的因素是 初 期 投资 费用 操作费用 生产 效率 维修 费 用 以及有 关工艺 进 口或 出口变化的操作 弹 性 我们 与Ki mr e 公 司讨 论 了 基 础 工 艺要 求 例如 垫片类型和数量 层 数和防止堵塞 所需 的冲 洗液 一 气 比 用 其他主要 工 艺参数 气体 速度 测定洗涤器 的主要截 面积 填料垫 片的宽幅为1 g 3 m 为避 免截 割 造 成 浪费 该宽幅 与洗涤器的宽度 一致 高 度也是 固定的 巳 达到期望气 体流速范 围中 最佳 气体速度 实 际上千 燥器 和冷 却器 在分 隔的洗涤器主体 中运转 各级 间距根 据循 环 液喷嘴的喷淋角度而定 根据Ki m r e 公 司建 议 我们 改变 了级数 在必 要时设置 了能适 合于下 一级 的空级 尽 可能增加系统的操作 性能 以符合环保法规方面的变更 或应付 由于装 置操作 波动和变化 f 起 的负 载增 大 由于在造 粒机 中无文丘里段 的旋风 除尘 器和错 流系统之 间首 次 以Ki mr e 垫片 用于错 流洗涤器 技术人 员唯恐在第一级 堆积过量 固体 第 一级使用 了单 层垫片 使液体 以并 流和逆 流方式高速 晴淋 冼涤器 由普 通壁 面制成的二个矩形 箱蒸 成 其主要 尺寸 如下t 高 宽 有 效 自d j 区 长 它们 共分成9 级 的 排列方 式 4 5 00 ra m 2 O O0m m l 8 2 0 ram 1 1 l 0O m m 图 3 图 l示 出 它 们 第一 级和第二级 为单 层填 料 可用 来 自 密 闭槽的循环液在其两 侧充分 坤洗 对Ki 圈5 Ma n a i 卧式镭流洗涤器 毫1 Ma n a h W涟洗涤嚣系统EI mr e 用设计 的改 进工作进 展非常顺利 在 两年半 的操 作 期间 没有 发生过堵塞 问题 第 三级 作为备用 但 它可提供一个 空 间 由 第一级 垫片吸出的液滴在该 空间凝聚并增 大 到 易于捕集 的粒度 最后 的除 沫级 只用 清水 进行 间歇冲洗 而 非用密 闭槽 中的液体 泵和密 闭稽 与洗 涤器 主体分开而设 并 为冷却和干燥 洗涤 器所 共有 它们通过水 封 与洗涤器 连接 然而 每个 洗涤器都 有 自 己 的风机 但排放 物均进入共用烟道 撮作厦问题 出第一级 排出的洗涤器废 液 喷 入 进气 管 使 气体达 到预 饱和并在干燥器 排放时 降 低其温度 以保护填料和 洗涤器壳体 垫 片 置于可抽式 框架 中 以便在 操作期 间移 出清 洗 这 样可 大大提高装 置的操作性能 吊车 维普资讯 1 9 9 2 年 第 l l 化肥工业译丛 5 3 一 般安装在 洗涤器上 方 便 吊出垫 片 l H于洗 涤器 的液 体通过废液 处理装 置 回 收水 通常液体 送入 进 度 为1 0 1 1 1 2 1 h 只有 5 ms h 取决 于产 物 等级 的水返 回处 理装 置 其 余经蒸发进入气 流 水是 引起洗 强器 主要 问艇 的根 源之一 废水处 理装 置主 要 培 j 脱 除氰 化物和磷峨盐 用传统的 一段 t 和并用 氢氧 化钙 沉淀 经处 理的 水 的p H 伉为8 9 通过酸化 处理使该 值降 低 到 约 4 5 不然在 洗涤器 的束 段台存在氨逸 出的 趋势 密 闭槽 中的水与 洗涤器 申的气体呈逆 向流 动 如上所述 两个洗强器共 用一个密 闭褙 密 闭槽 实际上不是洗涤器 主体的一部 分 最初由于密闭槽不能达到完全的密封效 果 致使气体 沿着 垫片框架 的底 部绕行 该 问题通 过装设 良好的密封材 料得 到解 决 在 今后装置 中 该 问题 的解 决办法是 可 将密 闭槽 结合到洗涤器 主体 中 以使垫片底 部能浸 入液体 Ki mr e 公司 认为该法属首创 错流洗 涤器 问题 中的绝大多数 8 0 9 0 是 由于气体旁路 通过垫片两 侧或底部 所致 表2 列 出了由该 系统 操作 所 得 的一些结 果 如前 所述 大 量氨 逸 出的原 因取决 于洗 涤器 中所 用的经处理 的水的p H值 经 济效 益 从操 作 费用 角度看 一个 非常重要的 因 采2 Ma n a h 告流洗涤署 的操作鼓据 素是 除了在开 车阶段干燥 器风机 尽管 是低 速 中压风 机 转子橡胶衬 垫部 分脱 落致使转 动失衡外 洗涤器系统未造成任何生产损失 总装 机额 定功率约 为7 0 0 k W 但实耗 约 3 7 0 4 0 0 k W 以上 与 1 4 0 0 N 1 6 0 0 k W 的装 机功率和传统2 一 3 段系 统的9 6 o 1 o 0 0 k W 额定 实耗功率相 比颇具优势 以装 置每年操 作5 5 o 0 小 时 巴西平 均操作时