中密度板生产线干燥旋风分离器排放尾气水幕喷淋除尘刍议

摘要：介绍了淄博泰鑫和厨卫商行工贸有限公司中密度板生产线设备配置和尾气除尘改造要求达到的目标、设计采用的水幕喷淋除尘 系统工艺流程及其特点，以及改造后的系统能耗指标及大气污染物综合排放指标，以供业内企业参考借鉴。

在中密度纤维板干燥工序生产过程中产生的废气， 含有颗粒物、细纤维、粉尘（含甲醛），虽然干燥旋风 分离器分离除尘效果理论上能达到99.5%左右，但受旋风 分离器制作精度、原料结构和纤维质量要求的粗细等级 限制，仍有一定数量细短纤维和粉尘未能分离去除，使 得排放的尾气达不到国家规定的大气污染物综合排放标 准。排放尾气中的粉尘四处飘逸，空气中弥漫着浓重的 甲醛气味，严重影响工厂周边环境，造成工厂与周边居 民的矛盾，影响企业正常生产经营，干燥旋风分离器排放尾气的治理已成为企业迫在眉睫急需解决的问题。

旋风分离器对于捕集粒径小于5μm的细微纤维和 尘粒密度小的粉尘，效率较低，很难达到理想的除尘效 果；干燥旋风分离器排放尾气的主要成分是湿热水蒸气 和带胶质的细微纤维和粉尘，很易使干式布袋除尘器因 滤袋粘糊、透气孔堵塞而失效，同时废气中含有甲醛等 有害物质，选用干式布袋除尘器达不到降低游离甲醛浓 度的目的，所以选用水幕喷淋除尘来处理排放尾气成为 优选方案。鉴于现在环境污染的严重事实，为治理排放尾气，漳州中福木业有限公司引入一套水幕喷淋除尘装 置将干燥旋风分离器排放的尾气经水幕喷淋净化后再排 放到大气中；喷淋水集中汇集到多级沉淀池，经分级沉 淀，纤维粉尘残渣过滤脱水后作为燃料，废水加药处理 后循环使用。

1 生产线设备配置和改造后达到的目标

1.1 生产线设备配置与干燥旋风分离器尾气排放检测指标

生产线产能为年产16万m3中/高端家具板、镂铣板， 纤维质量要求高。原料为80%速生桉木，20%杂木、果 木。热能中心的生物质燃料为树皮、生产废料、砂光 粉、边角料等。生产线主要设备为镇江中福马机械有 限公司的54″热磨机；上海人造板机器厂有限公司连续 平压法生产线，压机宽4′，长38.5 m；常州联合锅炉有 限公司的32 MW热能中心。干燥管道现场自制，采用宁 波风机厂干燥风机， 风量370 000 m³/h，风压4 700 Pa； 干燥风机入口风门开度80%；干燥旋风分离器入口风速 17.5 m/s；干燥旋风分离器出口风速11.2 m/s；干燥旋风分 离器排气口实测尾气风量150 000×2= 300 000 m³/h。改 造前干燥旋风分离器尾气排放检测结果，见表1所示。

1.2 改造后要求达到的目标

1）利用现有的干燥风机和电机，在不改变现有风机 的风量和风压的前提下，保证改造后不影响生产线干燥 能力和生产量。

2）改造后排放尾气应低于国家规定的大气污染物综 合排放标准。

3）投资少，运行费用低，操作安全，管理方便。

4）建筑物占地面积小，布局合理、美观；尽可能利 用现有的干燥机钢支架，钢支架结构牢固，管道及设备 防腐性能好。

5）基础土建施工、钢支架、排气管道、喷淋系统管道制作和设备安装均无需停产，仅在排气管道与旋风分 离器排气风帽对接时短时间停机，尽量减少停机时间。

6）废水做到零排放，废纤维残渣回收焚烧供热，无 二次污染。

2 水幕喷淋除尘系统工艺流程及其特点 改造方案设计范围为高效旋风分离器出风口风管 到净化排气通道出口，包括排气管的管道及钢支架、平 台，水幕喷淋系统装置，分级过滤沉淀池，纤维粉尘残 渣过滤脱水分离以及系统的电控、运行工艺等。

2.1 水幕喷淋除尘系统工艺流程

1）水幕除尘。旋风分离器出口尾气经风管扩容进入 水幕喷淋除尘系统（见图1），在喷淋除尘管5内的不同 高度安装4套喷淋装置，前两套喷淋装置由16个扁嘴喷嘴 4组成，每套8个在管内同一高度水平均布；后两套喷淋 装置由8个螺旋喷嘴7组成，每套4个在管内同一高度垂直 朝下均布。每套喷淋装置由一台扬程80 m，流量30 m3/h的 不锈钢耐腐蚀化工离心泵17提供大流量高压水。16个水 平均布扁嘴喷嘴4喷出水柱打在喷淋除尘管5中间的反弹 管3上，水柱反弹后形成均匀的水滴与尾气充分接触，充 分吸附尾气中的颗粒物，并随水沉降下来，去除部分大 颗粒粉尘。尾气通过喷淋管道进入水雾除尘区域，流速进一步降低，水雾除尘区域安装的喷淋装置为两道螺旋 喷嘴7，能形成均匀分布的水雾，尾气通过大量的喷淋水 雾发生接触、碰撞、气液传质等一系列复杂效应，细小 轻微粉尘得到进一步净化，烟气温度进一步下降。

2）扩容沉淀。除尘后的含湿尾气拐弯减速后进入砖 混结构扩容方箱9，扩容方箱长18 m、宽5 m、高10多米， 容积1 200多立方米。含湿尾气在大容积的扩容方箱里进 一步减速，未被喷淋水雾捕捉的粉尘颗粒物因气流急剧 减速而沉降堆积在箱底。随后含湿尾气进入排气通道水 雾分离腔6，虽然含尘尾气得到了良好地净化，但有水滴 和水雾带入尾气中，成为了含水烟气（烟气带水），必 须将含在烟气中的水尽量分离出来，这是现有水幕喷淋 除尘系统的主要技术难点。为此，我们结合实际情况， 设计一层不锈钢孔板筛网8水气分离装置，使气水得到良 好地分离，除去大部分水雾，保证出口烟气湿度。分离 后的烟气经引高排气烟囱19达标排放。在孔板筛网8的上 下方安装高压反冲洗喷枪12，用于定期冲洗堆积在孔板 筛网8上的废纤维，以保证孔板筛网8的网孔不堵塞。高 压反冲洗管道与旋风分离器的高空灭火增压系统连接。

3）喷淋水的循环利用。喷淋除尘管道5内除尘后排 出的污水汇集到扩容方箱9底部地面，扩容方箱底部地面 为中间高四周低结构，四周为水渠，水渠与过滤沉淀池 15连通。污水汇集后，进入4级过滤沉淀池15，每级沉淀 池都有一台可移动的潜污泵13来回移动，用于把沉淀在 池底部的废纤维抽到浓缩离心机18脱水分离，分离出来 的废纤维直接送热能中心做为燃料；脱离出来的水流回 沉淀池，进行再次沉淀分离。为了提高沉淀分离效率可 加入适量的PAM絮凝剂；运行中根据沉淀池的pH值可适 量加入片碱，以中和沉淀池污水的酸性。较后一级沉淀 池上方安装有4台耐腐蚀化工离心泵17，抽吸喷淋水进行 循环使用。由于运行过程中会蒸发部分水分，故需要定 期补充部分清水。结合生产线设备定期维修，将沉淀池 的污水定期抽出掺入热能中心燃料燃烧，减少对周围环 境的污染，从而达到污水零排放的环保要求。

2.2 水幕喷淋除尘系统设计参数

1）水幕喷淋除尘系统设计参数。每条喷淋除尘管 处理能力150 000 m3/h，喷淋除尘管道直径φ3.2m，管道 长度48 m，喷淋除尘管出口风速4.65 m/s，阻力损失约 100 Pa。材质为SUS304 不锈钢。 喷淋装置4套，材质为SUS304不锈钢。 孔板筛网装置1套，材质为SUS304不锈钢。

2）喷淋装置循环水系统设计参数。设计总喷淋量 为120 m3/h，配用喷淋泵型式耐腐蚀化工离心泵，4台（3 用1备）流量Q=30 m3/h、扬程H=80 m、功率N=18.5 kW。 全不锈钢潜污泵4台，流量Q =15m3/h、扬程H = 35 m、功率N= 4 kW。 加药装置1套，规格尺寸φ1 200 mm×1 200 mm，材 质为SUS304不锈钢。 加药装置内含搅拌机1台，功率N =1.1 kW；给料机 1台，功率N= 0.37 kW；加药泵1台，功率N= 2.2 kW。 过滤（浓缩）离心机2台，每台废纤维较大处理量 20～30 m3/h，功率N=7.5 kW。

3）引高排气烟囱排放口设计参数。引高排气烟囱2 个，高度56 m，排放口尺寸4.6 m×2.6 m，材质为SUS304 不绣钢压型板。烟囱排放口高度越高, 扩容方箱和水雾分 离区内部负压越大。

4）过滤（浓缩）离心机特点。

（1）采用双转鼓分离，工作过程自动连续，处理量 大，效率高。

（2）小转鼓进料，大转鼓采用布料器布料，防止了 物料分布不均造成的震动，工作平稳可靠，噪音小，无 磨擦与磨损，无发热现象，可实现免维护运行。

（3）操作简便，脱水效率高，使用寿命长。

（4）全机均采用不锈钢制作，防腐性能好。

2.3 水幕喷淋除尘系统的技术特点

干燥旋风分离器排出的尾气通过排气管道引入水幕 喷淋除尘处理系统，通过水幕喷淋与含尘尾气充分相互 接触捕集粉尘微粒后，经排气通道引高排气烟囱达标排 放。与其他除尘器相比具有以下特点和优点。

1）水幕喷淋除尘系统的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高, 对捕集粒径小于5μm的细微粉尘和尘粒密度 小的粉尘，效果更好。

2）水幕喷淋除尘系统的除尘效率不仅能与布袋除尘 器和电除尘器媲美，而且还适用于布袋除尘器和电除尘 器不能胜任的除尘条件。水幕喷淋除尘器对净化高温、 高湿、易堵塞、易燃、易爆的含尘气体具有较高的除尘 效率。

3）水幕喷淋除尘系统在去除含尘气体中粉尘粒子的 同时，还可以去除气体中的某些有毒有害气态污染物， 其既可以达到除尘的目的，又可以对气体起到冷却、净 化的作用。

4）水幕喷淋除尘系统的投资费用、消耗的能源和运 行维护成本比电除尘器等要低。

5）淄博泰鑫和厨卫商行工贸有限公司设计的水幕喷淋除尘系 统烟气流场均匀，粉尘吸收效率高，排气管道阻力小。 喷淋系统上部两层采用了不锈钢管压制扁嘴喷嘴，输送 含大颗粒物的污水而不堵塞喷嘴；下部两层采用了不锈 钢螺旋喷嘴能均匀地喷雾，雾化颗粒较细，吸收效率较 高。在扩容方箱与排气通道交界处上方开设4个开度可调 节的风门，可用来调节扩容方箱内部的负压。

6）喷淋喷雾装置使用活接式，配有操作平台，便 于维护和清洗喷头。喷淋水输送管道每隔6 m都设置法 兰联接，方便管道堵塞时拆卸疏通。喷淋除尘管道采用4 mm厚的SUS304不锈钢板制作，排气通道水雾分离区采 用0.5 mm厚的SUS304不锈钢压型板制作,结构牢固美观， 耐腐蚀性好，使用寿命长。

7）漳州中福木业有限公司设计的水幕喷淋除尘系统 喷淋水循环利用，采用独特设计的水泵入口抽吸装置， 耐腐蚀化工离心泵不用安装在污水池底部，而是架在水 池上方，这样可避免因水泵轴封漏水造成电机浸泡水中 烧毁的事故。

3 水幕喷淋除尘系统能耗指标及大气污染物综合排放指标 1）水幕喷淋除尘系统能耗指标。水幕喷淋除尘系统 能耗指标见表2。

运行年耗电费用为820 kW•h/天×0.65元/ kW•h×320天= 17.06万元。

回收废纤维折合燃料费用。每天分离的干废纤维 量96 kg/h×24 h =2 304 kg≈2.3 t，年分离的干废纤维量 2.3 t/天×320天=736 t，折合燃料费用736 t×130元/t =9.57 万元。

由于该水幕喷淋除尘系统操作简单安全、管理方 便，可由值班机修、电工等工种人员兼管，无需设专职 人员，不产生人工费用。

2）大气污染物综合排放指标。干燥旋风分离器排放 尾气经水幕喷淋除尘系统处理后大大减少了粉尘、甲醛 的外排，具体数据见表3。

经计算，每年可以大幅度降低对环境的外排污染物 量，其中粉尘颗粒物为736 t，甲醛为64.8 t，明显降低了 粉尘及有害气体等对周边环境的影响，具有明显的环境 效益。

4 结束语

2015年11月，干燥旋风分离器排出尾气改造投入运 行，其排出尾气经环保部门指定的第三方环保检测机构 检测，检测结果的各项数据均低于国家新环保的标准值 （见表3），同时废水可循环利用，固废可直接送至热能 中心作为燃料燃烧，较好地解决了干燥旋风分离器排放 尾气的污染问题。