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渦輪增壓技術在玻纖池窯廢氣治理中的應用

文檔作者：杜紅彩付良恩孫振海文檔來源：中材科技股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月11日
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杜紅彩，等：渦輪增壓技術在玻纖池窯廢氣治理中的應用
中圖分類號：TQ171．77 6．33 文獻標志碼：A
F{ber 8 工藝研究
渦輪增壓技術在玻纖池窖廢氣治氌中的應用
杜紅彩。付良恩。孫振海
(中材科技股份有限公司，南京210012)
摘要：通過對現(xiàn)有玻纖池窯廢氣處理工藝進行研究總結并適當優(yōu)化，開發(fā)適應國內(nèi)玻纖池窯煙氣治理的渦輪增壓脫硫技
術，通過實際工程應用驗證，渦輪增壓脫硫除塵一體塔除有較好的脫硫能力外，特別適用于玻纖熔窯煙氣高含塵、含氟化物煙
氣特性的協(xié)同治理，塔內(nèi)部結構簡單，避免了常規(guī)旋流板塔系統(tǒng)不穩(wěn)定、易堵塞等問題。
關鍵詞：渦輪增壓；玻纖池窯；廢氣治理；二氧化硫
Application of Turbo Boost Technology
in the Treatment of Flue Gas From Fiberglass Furnaces
Du Hongcai，F(xiàn)u Liangen，Sun Zhenhai
(Smoma Science&amp;amp;Technology Co．Ltd．，Nanjing 210012)
Abstract：Based on the study and appropriate optimization of the existing fiberglass furnace flue gas treatment teeh—
nology，a turbocharged desulfurization technology suitable to the treatment of domestic fiberglass furnace flue gas
has been developed．The actual application has verified that beside the better desulfurizing ability，the turbo—
charged desulfuriztion and dedusting integrated tower is especially suitable to the synergistic treatment of fiberglass
furnace flue gas containing fluoride and high—load dust．With simple internal structure，this tower avoids the problems
of conventional cyclone plate tower，such as unstability and ease to block up．
Key words：turbo boost technology ；fiberglass furnace；flue gas treatment；sulfur dioxide
O 前言
隨著我國玻纖工業(yè)的飛速發(fā)展，玻纖年產(chǎn)量已
收稿日期：2018—01—03
修回日期：2018—01—18
作者簡介：杜紅彩(1982一)，女，工程師。主要從事環(huán)保工藝設計
等研究。
接近400萬t，穩(wěn)居世界第一。然而，環(huán)保問題一直
困擾著企業(yè)的發(fā)展，因環(huán)保問題而遭到停產(chǎn)警告的
生產(chǎn)廠家屢見不鮮，一方面影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)，
另一方面影響了企業(yè)的形象。糾其原因：一是環(huán)保
重視程度不夠，投入不足，再者目前治理工藝及技術
裝備落后，無法滿足玻纖工業(yè)快速發(fā)展及環(huán)保更高、
《玻璃纖維》2018年第1期29
工藝研究 e r gl
ass
杜紅彩，等：渦輪增壓技術在玻纖池窯廢氣治理中的應用
世 的要求
丁、 窯 t廢氣處理，雖然我國很 就頒布了相
火的環(huán)保標準，fⅡ具體實施的廠家不多，能夠嚴格按
jV3,?家標準排放的電很少。目前我困玻纖池窯有
90％以上的采』}J濕法廢氣處理]_藝，吸收介質(zhì)為
Ca(OH)，的水溶液，仉f}1于玻纖熔窯煙氣禽塵較高，
I? 1．央帶彳『熔融物顆粒，致使廢氣治理系統(tǒng)運行并
小 定，經(jīng)常}}I刪系統(tǒng)鋝路和噴嘴堵塞，煙氣含塵超
等問題 、 此 的運行狀況和污染問題，成為
制約行業(yè)進一步發(fā)腱的瓶頸。應該采用更有效、更
合理的丁 藝技術使玻纖煙氣治理技術往更可靠的方
發(fā)展
l 渦輪增壓技術研究
1．1 研發(fā)背景
為解決脫有旋流板塔脫硫系統(tǒng)復雜，運行穩(wěn)定
／f 商的問題，尤 足管道和噴嘴堵塞和磨損較為
嚴 ．鑒于項¨組對玻纖池窯廢氣處理巾積累的使
川旋流板塔的1一藝經(jīng)驗 ，并在此丁藝研究的基礎
I 進行適 優(yōu)化，開發(fā)適應同內(nèi)玻纖及玻璃熔窯煙
臺理的渦輪增 脫硫工藝及脫硫塔結構，并逐漸
取代日前運行的 法處理丁藝。
1．2 研發(fā)過程
根據(jù)陽內(nèi)玻璃纖維成分、池窯狀況、廢氣中各有
。l；= 體成分及濃瞍等實際情況，廢氣中炯塵濃度及
HF濃度高，對脫硫塔協(xié)同除塵能力和脫氟要求高，常
規(guī)啖淋空塔或旋流飯塔無法滿足要求 因此，首
允利川FLUENT軟件進行了渦輪增壓技術的核心反
模擬試驗“’．初步確定出反應器的合適阻力范
? ，以適麻實際運仃的現(xiàn)有生產(chǎn)線煙氣系統(tǒng)阻力工
， 同時模擬不舊葉片數(shù)量和葉片角度下對協(xié)同除塵
及脫氟能 J的研究；其次根據(jù)模擬結果進行核心渦輪
增Jfi反應器的沒¨‘；最后依托實際T程項日，將渦輪
增』 脫硫技術作為核心設備進行丁業(yè)應用，以檢驗渦
輪增 脫硫除 一體塔對池窯廢氣處理效果。
肢．【}萼纖維 _201 8年第1明30
2 FLUENT數(shù)值模擬
2．1 渦輪增壓葉片模擬I
渦輪增門i反應器通過FLUENT數(shù)值模擬 示，
在’L殳計葉片的I_況 進行模擬：
風量：l5 000～200 O0 Nn1 ／h；
葉片：20片；
葉片角度：30度
系統(tǒng)阻力模擬情況如下 1幣¨ 2所示。
?’、J -、-“
X=0截面流場分布
杜紅彩，等：渦輪增壓技術在玻纖池窯廢氣治理中的應用
1 67e椰I
—
contou
—
rs ofVe
?locity 釜 墨燮
圖3 X=O截面流場分布
” 竺 l、I ! 型l
圖4 Y=0截面流場分布
420 Pa，出口部分壓力為一2．1 Pa，整個渦輪增壓部
件的系統(tǒng)阻力約為420 Pa。
2．3 模擬結論
根據(jù)FLUENT軟件對湍流反應器進行的數(shù)值模
擬顯示，整個渦輪增壓部分根據(jù)設計條件可控制阻
力在360～420 Pa內(nèi)，結合噴淋層及除霧器系統(tǒng)阻力
情況，整個脫硫系統(tǒng)的阻力可控制在1 000 Pa以內(nèi)。
3 工程應用案例
3．1 工程概況
某2#池窯為5萬t無硼無氟純氧窯爐，窯爐外排
廢氣含s0 、氮氧化物和粉塵等有害氣體，窯爐廢氣量
約為12 500 In ／h，廢氣溫度<250 oC，SO，濃度<
1 000 mg／Nm ，粉塵濃度約為700～1 000 mg／Nm 。
窯爐已配置脫硝系統(tǒng)，本次新建脫硫除塵系統(tǒng)
由脫硝系統(tǒng)廢氣出口接入，由引風機送至廢氣處理
系統(tǒng)，進行廢氣的脫硫塵處理。脫硫系統(tǒng)采用濕式
堿法吸收處理，吸收介質(zhì)為ca(OH) 溶液，凈化吸
收廢氣中的主要有害物質(zhì)S0，和粉塵。系統(tǒng)主要配
置渦輪增壓一體塔，處理后的凈化氣體經(jīng)排氣煙囪
F．ber 垡墮
排入大氣。
本次改造增加渦輪增壓一體塔后，煙囪排放凈
化后廢氣中各種污染物排放濃度如表l所示：
表1 各類污染物排放濃度
3．2 運行效果
根據(jù)現(xiàn)場實際運行記錄數(shù)據(jù)進行整理分析，不
同pH值下，渦輪增壓一體化裝置除具備較高的脫
硫效果外，其協(xié)同除塵、除氟也有較高達到效率，實
際運行的多污染物綜合脫除效率如下圖5所示。
圖5 多污染物綜合脫除效率
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，脫硫和除氟效率隨pH值增高
而增高，除塵效率隨pH值運行影響較小，除塵效率
主要受噴淋漿液量影響。
不同運行控制pH值下脫硫出口濃度如下圖6
所示。
圖6 不同pH值下脫硫排放濃度
根據(jù)運行數(shù)據(jù)顯示，脫硫出口濃度隨pH值增高
而降低，正常運行pH值低于6．5，脫硫效率將不滿足
《玻璃纖維》201 8年第1期31
警∥ 簟
莖 塞 e $ 杜紅彩。等：渦輪增壓技術在玻纖池窯廢氣治理中的應用
9o％的要求，無法達到原設計值要求；運行pH值控制
在7．5—8．0出口二氧化硫濃度能滿足運行要求，高于
8．5后脫硫效率增加較快，但運行pH值越高，系統(tǒng)結
垢風險越高，因此，根據(jù)實際結果，脫硫系統(tǒng)運行建議
控制最佳運行pH值在7．5—8之間，既能夠保證脫硫
效率，達標排放，又能夠保證脫硫系統(tǒng)運行可靠。
不同運行控制pH值下除塵出口濃度如下圖7
所示
圖7 不同pH值下煙塵排放濃度
根據(jù)運行數(shù)據(jù)顯示，脫硫塔出口煙塵濃度隨pH
值無較大變化，不受其影響，本裝置運行后基本能夠
保證煙塵濃度達到排放標準要求，若排放濃度超標，
需要增大液氣比，提高除塵能力。
不同運行控制pH值下除氟出口濃度如下圖8
所示。
圖8 不同pH值下氟化物排放濃度
根據(jù)試驗數(shù)據(jù)顯示，脫硫出口氟化物濃度隨pH
值增高而降低，正常運行pH值6．5～8．5之間，出口
氟化物濃度能滿足運行要求。
不同運行控制pH值下系統(tǒng)阻力如下圖9所示。
根據(jù)運行測試數(shù)據(jù)顯示，整個脫硫系統(tǒng)的阻力
變化基本穩(wěn)定，脫硫系統(tǒng)的阻力變化在850—950 Pa
《玻璃纖維》2018年第1期32
圖9 不同運行漿液pH值下脫硫系統(tǒng)阻力
之間?；緷M足原設計要求脫硫系統(tǒng)阻力控制在
1 000 Pa以內(nèi)的要求。
4 結論
根據(jù)對渦流增壓脫硫技術的設計及實際運行，
系統(tǒng)正常運行時，渦輪增壓脫硫除塵一體塔阻力約
為850—950 Pa，且阻力變化基本穩(wěn)定。
經(jīng)運行調(diào)整試驗，脫硫系統(tǒng)運行最佳運行pH
值在7．5～8之間，既能夠保證脫硫效率，達標排放，
又能夠保證脫硫系統(tǒng)運行可靠。脫硫塔出口煙塵濃
度隨pH值無較大變化，不受其影響。除塵效率主
要受液氣比影響，正常運行時的液氣比能夠保證煙
塵排放達標。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)顯示，脫硫出口氟化物
濃度隨pH值增高而降低，正常運行pH值6．5～8．5
之間，出口氟化物濃度均能滿足排放要求。整個脫
硫系統(tǒng)的阻力變化基本穩(wěn)定，脫硫系統(tǒng)的阻力變化
在850—950 Pa之間。
綜上，渦輪增壓脫硫除塵一體塔脫硫、脫氟及除
塵效果良好，運行穩(wěn)定，且內(nèi)部結構較為簡單，避免
了常規(guī)旋流板塔系統(tǒng)不穩(wěn)定、易堵塞等問題。渦輪
增壓脫硫除塵一體塔的吸收介質(zhì)可使用廉價的石灰
(CaO或Ca(OH) )粉末，降低運行成本，其處理后
的廢氣達到《工業(yè)爐窯大氣污染排放標準》二級標
準，氟化物排放濃度<6 mg／Nm 。除有較好的脫硫
能力外，渦輪增壓一體化技術的應用比較適用于玻
纖熔窯煙氣高含塵、含氟化物的煙氣特性。
(下轉第43頁)
2017年復合材料市場行業(yè)報告
同往年一樣，歐洲生產(chǎn)的GFRP數(shù)量反映了各
細分市場的趨勢。主要用于汽車工業(yè)的熱塑性塑料
仍然比大多數(shù)熱固性材料增長更為強勁。但2017
年，產(chǎn)量增長最強勁的地區(qū)(5％)采用連續(xù)加工，特
別是拉擠成型工藝。大多數(shù)連續(xù)工藝使用熱固性
材料。
在歐洲范圍內(nèi)，德國的GFRP產(chǎn)量最大，增幅最
大。歐洲南部意大利，法國，西班牙和葡萄牙也一直
在保持增長。雖然歐洲任何一個國 地區(qū)的產(chǎn)量
都沒有下降，但每個國家的增長趨勢不盡相同，主要
的制造工藝和材料也不同，相關的增長率相差很大。
整個復合材料行業(yè)和GFRP市場，所使用的機
械和方法極其多樣化，同其他地區(qū)一樣，歐洲市場也
存在大量的小企業(yè)。但許多國家中頭部的10％ 到
20％ 的公司，生產(chǎn)量卻能達到生產(chǎn)總量的80％
到90％ 。
GFRP組件的最大買家仍然是運輸和建筑市
場，占到總產(chǎn)量的約三分之一。這兩個重要市場在
國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的關鍵作用，是GFRP生產(chǎn)能夠
趨于順應國內(nèi)生產(chǎn)總值且長期增長的原因之一。
Fiber gla 8— —
盡管歐洲GFRP產(chǎn)量繼續(xù)增長，但預計將落后
于全球2％的增幅速度。所以，可推論出，歐洲產(chǎn)量
占全球的總產(chǎn)量的份額將繼續(xù)下降。
通常被歸類為主要用于汽車和航空航天工業(yè)
的“未來派”輕質(zhì)材料，在其他市場(其中一些已經(jīng)
使用了幾十年)的應用常常被忽視。這些已經(jīng)包
含了大量汽車系列生產(chǎn)中的許多應用。而且輕量
化設計并不是復合材料比其他建筑材料的唯一優(yōu)
勢。FRP具有包括耐腐蝕性，耐用性和設計靈活等
其他的特性，使其能夠成為許多特定應用的理想
選擇。
但是，許多決策者仍然不熟悉復合材料及其好
處。改善這種狀況是整個行業(yè)面臨的最重要的挑戰(zhàn)
之一。工業(yè)過程的持續(xù)自動化和優(yōu)化，以及“工業(yè)
4．0”趨勢的相關挑戰(zhàn)仍然是重要的主題。
為了繼續(xù)發(fā)展，歐洲復合材料行業(yè)行業(yè)必須接
受和克服所面臨的挑戰(zhàn)，并努力解決工作中遇到的
問題弱點。只有這樣，歐洲復合材料行業(yè)才能繼續(xù)
保持多年以來的成功。
(上接第32頁)
參考文獻
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