一)立式噴淋塔作為一種噴淋吸收設(shè)備已在廢氣凈化中得到廣泛應(yīng)用。噴淋凈化塔:屬兩相逆向流填料吸收塔。
廢氣體從廢氣處理塔體下方進(jìn)氣口進(jìn)入凈化塔,在通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力作用下,迅速充滿進(jìn)氣段空間,然后均勻地通過(guò)均流段上升到級(jí)填料吸收段。在填料的表面上,氣相中酸性(或堿性)物質(zhì)與液相中堿性(或酸性)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)生成物質(zhì)(多為可溶性鹽類)隨吸收液流入下部貯液槽。未吸收的酸性(或堿性)氣體繼續(xù)上升進(jìn)入級(jí)噴淋段。在噴淋段中吸收液從均布的噴嘴高速噴出,形成無(wú)數(shù)細(xì)小霧滴,與氣體充分混合接觸,繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),然后酸性(堿性)氣體上升到二級(jí)填料段、噴淋段進(jìn)行與級(jí)類似的吸收過(guò)程。第二級(jí)與級(jí)噴嘴密度不同,噴液壓力不同,吸收酸性(堿性)氣體濃度范圍也有所不同。在噴淋段及填料段兩相接觸的過(guò)程也是傳熱與傳質(zhì)的過(guò)程。通過(guò)控制空塔流速與滯留時(shí)間保證這一過(guò)程的充分與穩(wěn)定。廢氣處理塔體的最上部是除霧段,氣體中所夾的吸收液霧滴在這里被清除下來(lái),經(jīng)過(guò)處理后的潔凈空氣從廢氣凈化塔上端排氣管排入大氣,達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)的排放標(biāo)準(zhǔn),且能達(dá)到新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-2012)的二級(jí)排放要求。
凈化塔的性能特點(diǎn):
1、凈化塔適用范圍廣:化工、輕工、印染、醫(yī)藥、鋼鐵、機(jī)械、電子、儀表、電鍍等工業(yè)部門生產(chǎn)過(guò)程中排放的有機(jī)廢氣、硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸等尾氣及硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、碳氧化化物(CO、CO2)、(HCN)等酸性氣體,采用工業(yè)廢氣凈化設(shè)備,都可得到滿意的效果。
2、凈化塔凈化效率高:酸(堿)霧廢氣凈化塔采用二級(jí)逆向噴淋,填料比表面積大,由試驗(yàn)研究確定的氣比保證了性能穩(wěn)定,對(duì)各種濃度的酸性(或堿性)廢氣凈化效率均可達(dá)85%~95%。
3、凈化塔阻力低:在保證足夠氣液接觸面積基礎(chǔ)上,工業(yè)廢氣凈化塔選用空氣動(dòng)力特性較佳的填料品種及結(jié)構(gòu)形式,使設(shè)備阻力在額定風(fēng)量下不超過(guò)40毫米水柱,是國(guó)內(nèi)各種填料吸收塔中阻力很低的一種。這對(duì)于配用耐腐蝕低壓通風(fēng)機(jī)極為有利。
4、凈化塔占地面積小:工業(yè)廢氣凈化處理塔采用PP、FRP等材質(zhì),將塔體、吸收液槽、循環(huán)泵、吸收液管道系統(tǒng)組合成一套完整的工業(yè)廢氣處理設(shè)備,結(jié)構(gòu)緊湊,便于現(xiàn)場(chǎng)安裝及操作管理,占地面積小,無(wú)論對(duì)新建工程還是技改項(xiàng)目都可適應(yīng)。
凈化塔試用的填料:聚丙烯鮑爾環(huán)、不銹鋼鮑爾環(huán)、多面空心球、階梯環(huán)、花環(huán)填料等。
它的特點(diǎn)是:氣速高,處理能力大,塔的重量輕,汽液分布比較均勻,不易被固體及黏性物料堵塞。該塔處理風(fēng)量較大,空塔氣速1.5~10m/s,噴淋密度20~110m3/(m2?h),壓力損失300~600Pa,噴淋塔的除霧裝置采用多面空心球,其除霧效率可達(dá)98%-99%,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單壓降較小。
噴淋塔對(duì)于各種腐蝕性氣體凈化處理效果明顯,能有效去除氣體(HCl)、氟化氫氣體(HF)、氨氣(NH3)、硫酸霧(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3)、氰氫酸氣體(HCN)、堿蒸氣(NaOH)、硫化氫氣體(H2S)、福爾馬林(HCHO)等水溶性氣體。我公司自主研發(fā)的噴淋塔凈化效率高、操作管理簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)凈化效率高。
本設(shè)備采用圓形立式塔體,用焊接法分段聯(lián)接而成。具體由貯液箱、塔體、進(jìn)風(fēng)段、噴淋層、填料層、除霧層、觀檢窗、出風(fēng)口等組成。
1、空塔流速設(shè)計(jì)需根據(jù)廢氣性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)計(jì),一般設(shè)計(jì)規(guī)律如下:
?、俸鑿U氣,V取0.3-0.6m/s,停留時(shí)間取8-10s;
?、诤t廢氣,V取0.3-0.6m/s,停留時(shí)間取9-12s;
?、酆睆U氣,V取0.3-0.6m/s,停留時(shí)間取7-12s;
?、芩嵝詮U氣(HCl、硫酸霧),V取1m/s,停留時(shí)間取5-6s;
?、莺?span style="box-sizing: inherit;max-width: 100%">NOX廢氣,V取0.3-0.6m/s,停留時(shí)間取8-10s;
?、藓?span style="box-sizing: inherit;max-width: 100%">HF廢氣,V取0.3-0.6m/s,停留時(shí)間取9-12s(不宜采用填料塔,氟化物多為難溶或不溶物質(zhì),易造成堵塞,通常采取旋流板塔或者空塔);
⑦含塵氣體(以除塵為主要目的),采用臥式噴淋塔,V取0.8-1.0m/s,停留時(shí)間取3-4s;
⑧有機(jī)廢氣(溶于水、酸或堿的以及可加強(qiáng)化劑【如次氯酸鈉等】去除的),V取0.4-0.6m/s,停留時(shí)間取8-12s;
2、噴淋塔的液氣比一般按2.0-2.5L/m3設(shè)計(jì);
3、各類型廢氣的處理方法:
?、俸t廢氣
需采用過(guò)濾回收預(yù)處理和濕式噴淋深度處理相結(jié)合的方式。利用網(wǎng)格式鉻酸霧回收裝置可初步回收員廢氣中60%-80%的鉻酸,考慮到達(dá)標(biāo)排放,后續(xù)還需配合噴淋吸收凈化。通過(guò)亞硫酸溶液可使劇毒性六價(jià)鉻還原為毒性較低的三價(jià)鉻: H2CrO7+3Na2SO3+3H2SO4→Cr2(SO4)3+3NaSO4+4H2O
?、诘趸?span style="box-sizing: inherit;max-width: 100%">(NOX)
硝酸溶液具有強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性,其氧化物形態(tài)多樣,對(duì)其凈化需結(jié)合其還原劑的作用,將其反應(yīng)生成穩(wěn)定的N2。
2NO+O2→2NO2
2Na2S2O3+NO2+2 NaOH→2N2↑+4 Na2SO4+2H2O
③酸堿性廢氣的處理 由于此類廢氣水溶性,極易被水吸收,所以此類廢氣采用吸收法可以達(dá)到很好的去除效果。酸性廢氣采用堿液吸收,堿性氣體采用酸液吸收。例如:硫酸廢氣可用氫氧化鈉溶液或氨水進(jìn)行中和吸收處理,含氨廢氣可用水直接吸收生成氨水。反應(yīng)式如下:
H2SO4 +2NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
NH3+H2O→ NH3?H2O
④含氰廢氣的處理
有加入抑霧劑或采用吸收法處理兩種方法。但由于抑霧劑的使用,可能影響水洗性以及影響后續(xù)工藝導(dǎo)致電鍍效果不好而使用不多。由于可被多種物質(zhì)吸收,故目前的做法是采用濕法吸收含氰廢氣。廢氣可用1.5%氫氧化鈉和次氯酸鈉溶液吸收。采用次氯酸鈉水溶液作吸收液時(shí),應(yīng)用氫氧化鈉調(diào)節(jié)吸收液PH保持在弱堿性狀態(tài),用一般噴淋塔吸收,凈化效率可達(dá)90%以上,處理后生成產(chǎn)物為氮?dú)?、二氧化碳和氯化鈉。其反應(yīng)方程式如下:
2NaClO + CN- → CO2 + N2 + 2NaCl
噴淋吸收系統(tǒng)主要由填料、噴淋裝置、除霧裝置、噴淋液循環(huán)泵、吸收塔組成。
(1)填料
填料主要作為布風(fēng)裝置,布置于吸收塔噴淋區(qū)下部,煙氣通過(guò)托盤后,被均勻分布到整個(gè)吸收塔截面。這種布風(fēng)裝置對(duì)于提高吸收效率是必要的,除了使主噴淋區(qū)煙氣分布均勻外,吸收塔托盤還使得煙氣與吸收液或洗滌液在托盤上的液膜區(qū)域得到充分接觸。托盤結(jié)構(gòu)為帶分隔圍堰的多孔板,托盤被分割成便于從吸收塔人孔進(jìn)出的板片,水平擱置在托盤支撐的結(jié)構(gòu)上。
(2)噴淋裝置
吸收塔內(nèi)部噴淋系統(tǒng)是由分配母管和噴嘴組成的網(wǎng)狀系統(tǒng)。每套吸收塔再循環(huán)泵均對(duì)應(yīng)噴淋系統(tǒng),噴淋層上安裝空心錐噴嘴,其作用是將噴淋液霧化。噴淋液由吸收塔再循環(huán)泵輸送到噴嘴,噴入廢氣中。噴淋系統(tǒng)能使?jié){液在吸收塔內(nèi)均勻分布,流經(jīng)每個(gè)噴淋層的流量相等。
(3)除霧裝置
用于分離煙氣攜帶的液滴。吸收塔除霧器布置于吸收塔頂部個(gè)噴淋組件的上部。煙氣穿過(guò)循環(huán)漿液噴淋層后,再連續(xù)流經(jīng)除霧器時(shí),液滴由于慣性作用,留在擋板上。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物,因此存在在擋板結(jié)垢的危險(xiǎn),需定期進(jìn)行清洗,除去所含漿液霧滴。
(4)噴淋液循環(huán)泵
吸收塔再循環(huán)泵安裝在吸收塔旁,用于吸收塔內(nèi)噴淋液的再循環(huán)。采用單流和單級(jí)立式防腐離心泵,包括泵殼、葉輪、軸、導(dǎo)軸承、出口彎頭、底板、進(jìn)口、密封盒、軸封、基礎(chǔ)框架、螺栓、機(jī)械密封和所有的管道、閥門和電機(jī)。工作原理是葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量,即流體通過(guò)葉輪后,壓能和動(dòng)能都能得到提高,從而能夠被輸送到高處或遠(yuǎn)處。同時(shí)在泵的入口形成負(fù)壓,使流體能夠被不斷吸入。
二,除水霧層所用填料:PP多面空心球
1, 概述:
采用聚丙烯(PP)塑料制成球狀,由兩個(gè)半球合成一個(gè)球形,每個(gè)半球上開有12個(gè)半扇形葉片,兩個(gè)半球的扇形葉片相互錯(cuò)開,多面空心球的中部沿整個(gè)周長(zhǎng)有一道加固環(huán),在環(huán)的上下各有十二片球瓣。上下球瓣互相交錯(cuò),沿中心軸呈放射形布置。氣速高,葉片多,阻力?。槐缺砻娣e大,可以充分解決氣液交換;具有阻力小,操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。重量輕、強(qiáng)度高、自由空間大、耐高溫、耐腐蝕、表面親水性能好、風(fēng)阻小、電耗少、比表面積大且適應(yīng)多種溶劑的處理裝置。
2, 除霧原理:
空心球用來(lái)除霧的工作原理是重力和慣性撞擊作用,當(dāng)含有霧沫氣體以一定的速度通過(guò)空心球時(shí),會(huì)與空心球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和葉片相撞,并依附在其表面上.霧沫經(jīng)過(guò)擴(kuò)散和重力的作用會(huì)逐步聚集,當(dāng)霧沫重量達(dá)到一定水平后,就會(huì)形成水滴,受重力影響從空心球內(nèi)部結(jié)構(gòu)上分離下來(lái),回流到底部?jī)?chǔ)液箱,達(dá)到除水霧的效果。
3, 應(yīng)用范圍:
廣泛應(yīng)用于除氯氣、除氧氣、除二氧化碳吸收塔、廢氣凈化塔、酸霧凈化塔等環(huán)保設(shè)備中。