在以固定床间歇式造气炉为制气设备的氮肥系统中，吹风气锅炉回收制气工艺中的吹风气热量，为生产提供饱和蒸汽，在减少制气工艺废气排放的情况下，吹风气工序还要对燃烧回收热量后的废气进行处理至达到排放标准要求，公司现有2台35 t/h吹风气锅炉均采用传统的水膜除尘工艺对废气中的粉尘进行治理。吹风气锅炉水膜除尘工艺采用造气循环水为工艺水，不产生新鲜水消耗，且80 ℃左右的烟气与造气循环水逆流接触，可以消耗一部分造气循环水，有利于造气循环水系统水平衡。但是随着2015年10月《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB41/1066—2015）的颁布，标准要求现有工业炉窑自2017年1月1日起执行废气中粉尘排放浓度30 mg/m3的标准限值，而现有吹风气锅炉仅通过水膜除尘工艺只能达到粉尘排放浓度100 mg/m3左右的除尘效果。吹风气锅炉亟需进行改造。
1.改造方案
吹风气锅炉除尘技术主要有干式除尘技术和湿式除尘技术。干式除尘技术应用的主要有静电除尘技术和布袋除尘技术；湿式除尘技术主要有水膜除尘技术和近几年兴起的超重力除尘技术。干式除尘技术占地较大，对于心连心公司吹风气现有锅炉系统来说，现场位置紧张，实施难度较大，因此公司决定在原有水膜除尘工艺的基础上串联超重力除尘装置进行二次除尘，以达到达标排放的目的。
2.超重力除尘技术及工艺流程介绍
超重力装置又叫旋转填料床，是20世纪80年代初发展起来的一种强化相间传质和反应的新型设备，通过填料的旋转形成离心力场，将多相间的传质效果和单位设备体积的生产强度提高1～3个数量级，具有体积小、效率高、能耗低、易操作、维修方便的优点。
超重力机主要由转子、液体分布器和外壳组成，转子作为核心部件，主要作用是固定和带动填料旋转。气相经气体进口管从超重力机底部向上与由超重力机上部冲洗水进口管进入的造气循环水逆流接触，造气循环水在高速运转的填料作用下被切割成细小的雾滴，这些细小的雾滴对废气中的细微颗粒物进行捕捉，达到除尘目的，高速旋转的填料增加了雾滴与废气中粉尘的接触面积，相对于水膜除尘大大提高了对细微颗粒的除尘效率；脱除粉尘的废气携带部分液滴通过软连接进入除雾器，废气中的雾滴在除雾器填料的作用下被碰撞捕集，除雾后的气体通过烟囱外排。
超重力机内径2200 mm，外径2430 mm，高3430 mm，电机功率45 kW，磁力驱动器转速300 r/min。设计工艺参数：处理烟气量70000～100000 m3/h，阻力≤2000 Pa，用水量10～50 m3/h，循环水温度≤40 ℃。
除雾器采用平板式，布置为2层，外径2800 mm，高2000 mm，不带自冲洗装置，采用手动冲洗。设计工艺参数：处理烟气量70000～100000 m3/h，阻力≤120 Pa，烟气流量3.15～4.5 m3/h，烟气温度≤80 ℃，捕集雾滴直径＞26 μm，出口雾滴含量≤75 mg/m3。
3.超重力除尘装置的运行情况
超重力装置除尘效率主要与处理气量和造气循环水用水量的比值（即气液比）有关。以1台超重力机为例，运行期间1台超重力机处理烟气量在70000 m3/h左右，通过运行摸索，在气液比为1495～3926之间时，对超重力除尘装置进出口气体粉尘浓度进行检测，通过粉尘检测数据对应气液比控制在2700左右时除尘效果较好，此时造气循环水用量在25.9 m3/h。
经统计，1台超重力机处理气量在75000 m3/h左右时，超重力机运行频率为30 Hz，小时耗电15.74 kW·h；即使在最大运行频率34 Hz时，重力机小时耗电也只有16.02 kW·h。
超重力除尘装置正常运行的情况下，采用国标称重法对废气中的粉尘浓度进行检测，分析方法为称重法，执行标准为GB/T 16157—1996。
采用崂应3012H粉尘检测仪对超重力机进出口气体中的粉尘浓度进行检测，在水膜除尘器出口气体即超重力机除尘装置进口气体粉尘浓度均大于30 mg/m3的情况下，通过超重力机除尘后，气体粉尘浓度降至15 mg/m3以下，完全可满足《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB41/1066—2015）中对现有工业炉窑粉尘排放限值的要求。
4.小结
实践证明，采用在原有水膜除尘工艺的基础上串联超重力除尘装置进行二次除尘，以造气循环水为冲洗水，不消耗新鲜水，可有效吸附气体中的粉尘，使锅炉粉尘排放浓度满足《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB41/1066—2015）中对现有工业炉窑粉尘排放限值的要求，且装置运行电耗低、占地面积小，适合老系统改造。但对于湿式除尘技术，由于采用循环水对气体中的粉尘进行捕捉，外排烟气温度低，在大气环境温度低、湿度大的情况下，排烟效果不好，需要采用合适的方式对气体中的雾滴进行去除。
（河南心连心 刘欣 段艳慧 张洋洋）