工业窑炉废气氟化物治理工艺设计分析

工业窑炉废气氟化物治理工艺设计分析

1毕广旭 ,2陈宗毅

1身份证号：411325198301039011

2身份证号：410482199603211012

摘要：在循环经济背景下，能源化与资源化利用成为我国城市废气处置的有效途径。目前，有机废气主要来自燃料燃烧、交通运输废气排放、工业生产等，比如一些制药行业、煤炭加工行业等。上述所举例子皆为室外产生，室内环境同样也会产生，例如燃煤和天然气等燃烧产物、抽烟、做饭等产生的烟雾，装饰材料、家用电器、汽车内饰生产所产生的有机废气，此外还包括一些清洁剂的使用等。通过这些途径使得大气中有机废气的含量越来越高，也给人类的生产生活带来了严峻的挑战。

关键词：工业窑炉；废气；氟化物；治理工艺

引言

在氟化物中，氟化氢对于人体来说有着很强的毒性，是一种腐蚀剂，在某种角度上来看，氟化氢对人体的毒性远远要比二氧化硫要大得多。由于企业经营成本的问题，很多企业不能够选择天然环保的资源，选择的更多是化学燃料。针对于制砖企业来说，在制砖过程中的温度正处于化学燃料大量释放氟元素的适宜温度，所以该类企业产生的废气当中含氟量是比较高的，对于生产工人身体健康危害以及生态环境的污染也比较大，如何对其治理是当前需要迫切思考的问题。

1工业窑炉废气氟化物治理工艺设计

1.1在生产过程中减少产生

（1）精选原料。在工业窑炉中，除了燃烧化石燃料会产生氟化物之外，生产过程中原料也会释放氟化物。在制砖窑之中，砖的原材料也是一种矿物质，所以也会在高温的条件下析出氟离子。那么对工业窑炉产生的废气中的氟化物进行治理的时候要充分考虑到原材料的因素。所以企业相关管理人员要在采购原料的过程中对原材料中的氟元素严格控制，尽量去选择一些经过脱氟处理的原料，从而减少在生产过程中产生的氟化物。（2）使用优质燃料。由于经营成本因素，在制砖窑炉中使用的燃料基本上都是煤、煤油等，而天然气这种燃料的燃烧热效率更高，相对于煤油来说要提高2~3倍，虽然天然气的单价比煤和煤油要高，但是和其生产的效率相比较的话并不高。如果使用在同样的产量之下燃料成本和煤以及煤油相比相差并不是很大。在工业窑炉中如果燃料以煤为主，平均热效率基本上为18%左右，煤油的效率为30%左右，天然气的效率为50%左右。而在废气排放方面则是相反的，使用煤做燃料废气排放是最多的，其次煤油，排放废气最少的则是天然气燃料，这就充分说明了企业使用优质燃料不但会提升窑炉的热效率，还可以减少废气的排放。在制砖窑产生的废气中，化石燃料燃烧产生的氟化物是直接来源之一，所以对燃料中的氟离子做好控制就可以有效的减少废气中氟化物的含量。正常情况下，固体燃料中含氟是比较多的，在液体当中氟离子存在的比较少，而天然气在出厂之前就已经做了脱氟处理。

1.2干法洗涤塔脱氟工艺设计

干法脱氟除了使用烟道感应器以及沸腾床反应器之外，应用的比较普遍的还有一种干式洗涤塔设备，该种设备是一种填料吸附垂直的装置，含有氟化物的废气在其中从上至下慢速的流动，在塔中氟离子和塔中填料床中的脱氟剂进行充分的接触，从而发生反应，去除其中的氟化物。此种方法的优点是使用方式比较简单，设备组成简单，所以在使用过程中稳定且可靠，除此之外，还可以大幅度的保存烟气中的热量。所以净化后的废气还可以作为烘干热源回收利用。

2以工业铝电解为例分析氟化物风险防控措施

2.1优化铝电解槽出口排烟管道技术

由于铝电解过程中的氟化物气体主要通过排烟管道吸收输送至净化系统，不同的电解槽出口排烟管道技术都会对电解槽排烟量以及槽内负压状态产生影响，因此优化电解槽出口排烟管道技术是十分必要的。例如副烟管带小风机双烟管技术，在铝电解生产过程中电解槽处于正常运行的状态，烟气排放量增大时，将副烟管带小风机打开，使烟气可以通过主烟管以及副烟管共同作用排出，有效提高电解槽烟气排放量；脉冲管道技术也较为实用，在车间排烟管道结构的基础上连接 10~20 个电解槽支烟管，各支烟管间的距离为槽间距(6~7 m)，由于远离汇总烟管的支烟管受系统负压影响最敏感，其沿程阻力损失最大，所以将最远端的几台槽设置为矩形脉冲管道，可以最大限度提高远端电解槽的集气效率，支烟管中的气流速度比主烟管大，支烟管与主烟管汇合，支烟管中的烟气对主烟管的气流产生了一个脉冲力，在气流汇合处进行动量交换，使得主烟管的动量增加，降低了局部阻力损失；也可采用引射式双管道技术，采用压缩空气的方式增加管道引射烟气量，管路上设置有控制阀门及喷嘴，这种方式比带小风机的双烟管技术更加经济，初始投资成本较小，但是只能增加约 40%的烟气量。

2.2加强对含氟危险废弃物的管控

根据电解铝行业产生危险废物的种类、危险特性，对照 GB 18597—2001 《危险废物贮存污染控制标准》中相关要求，建议优化调整危险废物的贮存场所，减少对贮存设施的改造，对必须要整改的贮存设施进行改造。此外，综合考虑转运距离、处理利用便利性和运输风险等因素，合理布局和建设危险废物贮存设施，制定危险废物贮存管理制度。对未开展环境影响评价的贮存设施，若要继续使用则应向地方生态环境局相关部门备案，并补办环评。对于退出不用的贮存设施，应对贮存设施进行清理，开展场地调查评估，消除污染后关闭、移交或者转换用途。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》提出“任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废物的产生量，促进固体废物的综合利用，降低固体废物的危害性”，因此鼓励电解铝行业持续开发并应用先进的技术工艺和设备，实现固体废物特别是危险废物无害化、减量化和资源化，提高资源利用率，减轻固体废物的污染和危害。特别是国有企业应当扛起国有企业所应承担的责任，为行业树立榜样和标杆。在大修渣无害化处理和综合利用上，建议分类利用。大修渣中的废阴极碳块，碳含量高，可以固氟破氰后作为增碳剂应用于钢铁行业炼铁、炼钢生产，或作为燃料应用于燃煤电厂。大修渣中的废耐火砖则可以在固氟破氰后用于生产混凝土实心砖、混凝土路面砖和蒸压粉煤灰砖等，或无害化处理后达到相关标准要求，进行充填或回填利用。

3有机废气治理前景

我国是世界第二大经济体，也是能源结构以煤炭为主的发展中大国，随着社会经济的高速发展，也使得各行各工业也进入高速发展时期，使得煤炭消费量逐年提升。我国对大气污染防治工作，从20世纪70年代开始就已经展开了，在治理过程中经历了“控制酸雨”、“蓝天保卫战”等治理任务，治理措施也从脱硫、脱硝、除尘；到其行业生产减排、利用清洁能源等等，污染物防治工作也从原来的单方面扩展到多个方面污染物控制。从上文可知，有机废气对人类生存发展、环境农作物影响危害程度非常大，因此需要格外重视并加大处理力度，在处理过程中必须要结合实际情况与需求进行因地因时制宜处理。从七十年代至今，我国治理手段也渐为丰富，技术层面也越来越先进，覆盖范围也越来越全面，形成了大气污染防治四十年间的高速发展，也使得我国在环境治理方面有了新的建树。

结语

综上所述，工业窑炉中因为燃料及原料问题，在生产过程中会产生大量含有氟化物的废气，该种废气不但对人体具有一定毒性，还会对生态环境造成很大污染。所以对其进行脱氟治理十分必要，在治理工艺上，根据多次项目经验总结，建议在氟化物治理的工艺上选择干法脱氟，可以使用烟道反应器加沸腾床反应器的组合，也可以使用干式洗涤塔的工艺进行废气净化。希望能够用以上两种净化方式来减少工业生产对于生态环境的损害。

参考文献

[1]付良恩,唐秀凤,孙振海.玻纤池窑废气处理技术发展[J].玻璃纤维,2012(03):36-40.

[2]梁世灿,王志华.双碱法脱硫工艺结垢问题的分析和处理[J].科技创新与应用,2014(20):34-34.