中密度板生產線干燥旋風分離器排放尾氣水幕噴淋除塵芻議

摘要：介紹了淄博泰鑫和廚衛商行工貿有限公司中密度板生產線設備配置和尾氣除塵改造要求達到的目標、設計采用的水幕噴淋除塵 系統工藝流程及其特點，以及改造后的系統能耗指標及大氣污染物綜合排放指標，以供業內企業參考借鑒。

在中密度纖維板干燥工序生產過程中產生的廢氣， 含有顆粒物、細纖維、粉塵（含甲醛），雖然干燥旋風 分離器分離除塵效果理論上能達到99.5%左右，但受旋風 分離器制作精度、原料結構和纖維質量要求的粗細等級 限制，仍有一定數量細短纖維和粉塵未能分離去除，使 得排放的尾氣達不到國家規定的大氣污染物綜合排放標 準。排放尾氣中的粉塵四處飄逸，空氣中彌漫著濃重的 甲醛氣味，嚴重影響工廠周邊環境，造成工廠與周邊居 民的矛盾，影響企業正常生產經營，干燥旋風分離器排放尾氣的治理已成為企業迫在眉睫急需解決的問題。

旋風分離器對于捕集粒徑小于5μm的細微纖維和 塵粒密度小的粉塵，效率較低，很難達到理想的除塵效 果；干燥旋風分離器排放尾氣的主要成分是濕熱水蒸氣 和帶膠質的細微纖維和粉塵，很易使干式布袋除塵器因 濾袋粘糊、透氣孔堵塞而失效，同時廢氣中含有甲醛等 有害物質，選用干式布袋除塵器達不到降低游離甲醛濃 度的目的，所以選用水幕噴淋除塵來處理排放尾氣成為 優選方案。鑒于現在環境污染的嚴重事實，為治理排放尾氣，漳州中福木業有限公司引入一套水幕噴淋除塵裝 置將干燥旋風分離器排放的尾氣經水幕噴淋凈化后再排 放到大氣中；噴淋水集中匯集到多級沉淀池，經分級沉 淀，纖維粉塵殘渣過濾脫水后作為燃料，廢水加藥處理 后循環使用。

1 生產線設備配置和改造后達到的目標

1.1 生產線設備配置與干燥旋風分離器尾氣排放檢測指標

生產線產能為年產16萬m3中/高端家具板、鏤銑板， 纖維質量要求高。原料為80%速生桉木，20%雜木、果 木。熱能中心的生物質燃料為樹皮、生產廢料、砂光 粉、邊角料等。生產線主要設備為鎮江中福馬機械有 限公司的54″熱磨機；上海人造板機器廠有限公司連續 平壓法生產線，壓機寬4′，長38.5 m；常州聯合鍋爐有 限公司的32 MW熱能中心。干燥管道現場自制，采用寧 波風機廠干燥風機， 風量370 000 m³/h，風壓4 700 Pa； 干燥風機入口風門開度80%；干燥旋風分離器入口風速 17.5 m/s；干燥旋風分離器出口風速11.2 m/s；干燥旋風分 離器排氣口實測尾氣風量150 000×2= 300 000 m³/h。改 造前干燥旋風分離器尾氣排放檢測結果，見表1所示。

1.2 改造后要求達到的目標

1）利用現有的干燥風機和電機，在不改變現有風機 的風量和風壓的前提下，保證改造后不影響生產線干燥 能力和生產量。

2）改造后排放尾氣應低于國家規定的大氣污染物綜 合排放標準。

3）投資少，運行費用低，操作安全，管理方便。

4）建筑物占地面積小，布局合理、美觀；盡可能利 用現有的干燥機鋼支架，鋼支架結構牢固，管道及設備 防腐性能好。

5）基礎土建施工、鋼支架、排氣管道、噴淋系統管道制作和設備安裝均無需停產，僅在排氣管道與旋風分 離器排氣風帽對接時短時間停機，盡量減少停機時間。

6）廢水做到零排放，廢纖維殘渣回收焚燒供熱，無 二次污染。

2 水幕噴淋除塵系統工藝流程及其特點 改造方案設計范圍為高效旋風分離器出風口風管 到凈化排氣通道出口，包括排氣管的管道及鋼支架、平 臺，水幕噴淋系統裝置，分級過濾沉淀池，纖維粉塵殘 渣過濾脫水分離以及系統的電控、運行工藝等。

2.1 水幕噴淋除塵系統工藝流程

1）水幕除塵。旋風分離器出口尾氣經風管擴容進入 水幕噴淋除塵系統（見圖1），在噴淋除塵管5內的不同 高度安裝4套噴淋裝置，前兩套噴淋裝置由16個扁嘴噴嘴 4組成，每套8個在管內同一高度水平均布；后兩套噴淋 裝置由8個螺旋噴嘴7組成，每套4個在管內同一高度垂直 朝下均布。每套噴淋裝置由一臺揚程80 m，流量30 m3/h的 不銹鋼耐腐蝕化工離心泵17提供大流量高壓水。16個水 平均布扁嘴噴嘴4噴出水柱打在噴淋除塵管5中間的反彈 管3上，水柱反彈后形成均勻的水滴與尾氣充分接觸，充 分吸附尾氣中的顆粒物，并隨水沉降下來，去除部分大 顆粒粉塵。尾氣通過噴淋管道進入水霧除塵區域，流速進一步降低，水霧除塵區域安裝的噴淋裝置為兩道螺旋 噴嘴7，能形成均勻分布的水霧，尾氣通過大量的噴淋水 霧發生接觸、碰撞、氣液傳質等一系列復雜效應，細小 輕微粉塵得到進一步凈化，煙氣溫度進一步下降。

2）擴容沉淀。除塵后的含濕尾氣拐彎減速后進入磚 混結構擴容方箱9，擴容方箱長18 m、寬5 m、高10多米， 容積1 200多立方米。含濕尾氣在大容積的擴容方箱里進 一步減速，未被噴淋水霧捕捉的粉塵顆粒物因氣流急劇 減速而沉降堆積在箱底。隨后含濕尾氣進入排氣通道水 霧分離腔6，雖然含塵尾氣得到了良好地凈化，但有水滴 和水霧帶入尾氣中，成為了含水煙氣（煙氣帶水），必 須將含在煙氣中的水盡量分離出來，這是現有水幕噴淋 除塵系統的主要技術難點。為此，我們結合實際情況， 設計一層不銹鋼孔板篩網8水氣分離裝置，使氣水得到良 好地分離，除去大部分水霧，保證出口煙氣濕度。分離 后的煙氣經引高排氣煙囪19達標排放。在孔板篩網8的上 下方安裝高壓反沖洗噴槍12，用于定期沖洗堆積在孔板 篩網8上的廢纖維，以保證孔板篩網8的網孔不堵塞。高 壓反沖洗管道與旋風分離器的高空滅火增壓系統連接。

3）噴淋水的循環利用。噴淋除塵管道5內除塵后排 出的污水匯集到擴容方箱9底部地面，擴容方箱底部地面 為中間高四周低結構，四周為水渠，水渠與過濾沉淀池 15連通。污水匯集后，進入4級過濾沉淀池15，每級沉淀 池都有一臺可移動的潛污泵13來回移動，用于把沉淀在 池底部的廢纖維抽到濃縮離心機18脫水分離，分離出來 的廢纖維直接送熱能中心做為燃料；脫離出來的水流回 沉淀池，進行再次沉淀分離。為了提高沉淀分離效率可 加入適量的PAM絮凝劑；運行中根據沉淀池的pH值可適 量加入片堿，以中和沉淀池污水的酸性。較后一級沉淀 池上方安裝有4臺耐腐蝕化工離心泵17，抽吸噴淋水進行 循環使用。由于運行過程中會蒸發部分水分，故需要定 期補充部分清水。結合生產線設備定期維修，將沉淀池 的污水定期抽出摻入熱能中心燃料燃燒，減少對周圍環 境的污染，從而達到污水零排放的環保要求。

2.2 水幕噴淋除塵系統設計參數

1）水幕噴淋除塵系統設計參數。每條噴淋除塵管 處理能力150 000 m3/h，噴淋除塵管道直徑φ3.2m，管道 長度48 m，噴淋除塵管出口風速4.65 m/s，阻力損失約 100 Pa。材質為SUS304 不銹鋼。 噴淋裝置4套，材質為SUS304不銹鋼。 孔板篩網裝置1套，材質為SUS304不銹鋼。

2）噴淋裝置循環水系統設計參數。設計總噴淋量 為120 m3/h，配用噴淋泵型式耐腐蝕化工離心泵，4臺（3 用1備）流量Q=30 m3/h、揚程H=80 m、功率N=18.5 kW。 全不銹鋼潛污泵4臺，流量Q =15m3/h、揚程H = 35 m、功率N= 4 kW。 加藥裝置1套，規格尺寸φ1 200 mm×1 200 mm，材 質為SUS304不銹鋼。 加藥裝置內含攪拌機1臺，功率N =1.1 kW；給料機 1臺，功率N= 0.37 kW；加藥泵1臺，功率N= 2.2 kW。 過濾（濃縮）離心機2臺，每臺廢纖維較大處理量 20～30 m3/h，功率N=7.5 kW。

3）引高排氣煙囪排放口設計參數。引高排氣煙囪2 個，高度56 m，排放口尺寸4.6 m×2.6 m，材質為SUS304 不繡鋼壓型板。煙囪排放口高度越高, 擴容方箱和水霧分 離區內部負壓越大。

4）過濾（濃縮）離心機特點。

（1）采用雙轉鼓分離，工作過程自動連續，處理量 大，效率高。

（2）小轉鼓進料，大轉鼓采用布料器布料，防止了 物料分布不均造成的震動，工作平穩可靠，噪音小，無 磨擦與磨損，無發熱現象，可實現免維護運行。

（3）操作簡便，脫水效率高，使用壽命長。

（4）全機均采用不銹鋼制作，防腐性能好。

2.3 水幕噴淋除塵系統的技術特點

干燥旋風分離器排出的尾氣通過排氣管道引入水幕 噴淋除塵處理系統，通過水幕噴淋與含塵尾氣充分相互 接觸捕集粉塵微粒后，經排氣通道引高排氣煙囪達標排 放。與其他除塵器相比具有以下特點和優點。

1）水幕噴淋除塵系統的除塵效率比干式除塵器的除塵效率高, 對捕集粒徑小于5μm的細微粉塵和塵粒密度 小的粉塵，效果更好。

2）水幕噴淋除塵系統的除塵效率不僅能與布袋除塵 器和電除塵器媲美，而且還適用于布袋除塵器和電除塵 器不能勝任的除塵條件。水幕噴淋除塵器對凈化高溫、 高濕、易堵塞、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的除塵 效率。

3）水幕噴淋除塵系統在去除含塵氣體中粉塵粒子的 同時，還可以去除氣體中的某些有毒有害氣態污染物， 其既可以達到除塵的目的，又可以對氣體起到冷卻、凈 化的作用。

4）水幕噴淋除塵系統的投資費用、消耗的能源和運 行維護成本比電除塵器等要低。

5）淄博泰鑫和廚衛商行工貿有限公司設計的水幕噴淋除塵系 統煙氣流場均勻，粉塵吸收效率高，排氣管道阻力小。 噴淋系統上部兩層采用了不銹鋼管壓制扁嘴噴嘴，輸送 含大顆粒物的污水而不堵塞噴嘴；下部兩層采用了不銹 鋼螺旋噴嘴能均勻地噴霧，霧化顆粒較細，吸收效率較 高。在擴容方箱與排氣通道交界處上方開設4個開度可調 節的風門，可用來調節擴容方箱內部的負壓。

6）噴淋噴霧裝置使用活接式，配有操作平臺，便 于維護和清洗噴頭。噴淋水輸送管道每隔6 m都設置法 蘭聯接，方便管道堵塞時拆卸疏通。噴淋除塵管道采用4 mm厚的SUS304不銹鋼板制作，排氣通道水霧分離區采 用0.5 mm厚的SUS304不銹鋼壓型板制作,結構牢固美觀， 耐腐蝕性好，使用壽命長。

7）漳州中福木業有限公司設計的水幕噴淋除塵系統 噴淋水循環利用，采用獨特設計的水泵入口抽吸裝置， 耐腐蝕化工離心泵不用安裝在污水池底部，而是架在水 池上方，這樣可避免因水泵軸封漏水造成電機浸泡水中 燒毀的事故。

3 水幕噴淋除塵系統能耗指標及大氣污染物綜合排放指標 1）水幕噴淋除塵系統能耗指標。水幕噴淋除塵系統 能耗指標見表2。

運行年耗電費用為820 kW•h/天×0.65元/ kW•h×320天= 17.06萬元。

回收廢纖維折合燃料費用。每天分離的干廢纖維 量96 kg/h×24 h =2 304 kg≈2.3 t，年分離的干廢纖維量 2.3 t/天×320天=736 t，折合燃料費用736 t×130元/t =9.57 萬元。

由于該水幕噴淋除塵系統操作簡單安全、管理方 便，可由值班機修、電工等工種人員兼管，無需設專職 人員，不產生人工費用。

2）大氣污染物綜合排放指標。干燥旋風分離器排放 尾氣經水幕噴淋除塵系統處理后大大減少了粉塵、甲醛 的外排，具體數據見表3。

經計算，每年可以大幅度降低對環境的外排污染物 量，其中粉塵顆粒物為736 t，甲醛為64.8 t，明顯降低了 粉塵及有害氣體等對周邊環境的影響，具有明顯的環境 效益。

4 結束語

2015年11月，干燥旋風分離器排出尾氣改造投入運 行，其排出尾氣經環保部門指定的第三方環保檢測機構 檢測，檢測結果的各項數據均低于國家新環保的標準值 （見表3），同時廢水可循環利用，固廢可直接送至熱能 中心作為燃料燃燒，較好地解決了干燥旋風分離器排放 尾氣的污染問題。