干燥過程含塵氣體的節(jié)能環(huán)保設計

王傳良，李 娟，朱軍偉，吳榮鑫，劉少杰

(1.山東春旭化工設計有限公司，山東 濟南 250014；2.青島科技大學 山東化工研究院，山東 濟南 250014；3.金川集團股份有限公司，甘肅 金昌 737100)

隨著社會經濟的高質量發(fā)展，減少環(huán)境污染、避免環(huán)境突發(fā)事件、充分利用能源，確保生活質量的重要性日益凸顯。完善并落實環(huán)保政策和措施，在保護環(huán)境的同時不斷提高人民的生活質量，已經成為我國民生工程的著力點。保護環(huán)境不僅關乎經濟發(fā)展，也影響著人們的生存環(huán)境。從干燥器排出的含塵氣體既含有少量的物料，有時也會帶有異味，含塵氣體的除塵除味節(jié)能設計就尤為必要。

1 含塵氣體節(jié)能除塵設計

二級干燥系統(tǒng)排出尾氣經旋風除塵器一次凈化，通過二級引風機經布袋除塵器二次凈化，再由管道引至一級干燥系統(tǒng)鼓風機，后經一級干燥系統(tǒng)蒸汽換熱器加熱后，進入干燥床內，重復利用二級干燥床所排較高溫度尾氣，達到節(jié)能效果。

一級干燥系統(tǒng)排出尾氣，經布袋除塵器除塵、洗滌塔洗滌、降溫后進入除味系統(tǒng)。

1.1 布袋除塵器

(1)型號：DMC系列。

(2)材質：殼體與物料接觸部分為304(內壁拋光靜制)，其余材質CS。

(3)特點：

-除塵效率高，尾氣濃度含塵量10mg/Nm3。

-濾袋材質為防水、放油、防靜電的針刺氈濾袋，適合氨基酸應用。

-布袋鼠籠骨架全部拋光并去除毛刺，避免因運行中的磨損破袋而發(fā)生。

-清灰采用脈沖反吹原理，配置電磁脈沖閥和脈沖控制儀。

-噴吹間隔和脈沖寬度根據生產工況可調。

-底部設置出料絞龍，排出底料。

布袋除塵器構造如圖1。

圖1 布袋除塵器構造

1.2 洗滌塔

(1)功能說明：含料粉塵氣體經過布袋除塵器過濾后進入到洗滌塔中，以較低的速度穿過洗滌塔，通過環(huán)路分布的噴嘴將洗滌液不斷噴射到氣流中，進而分離出氣流中夾帶的物料粉塵。

(2)維修：因為洗滌塔不含任何可移動的部件，所以不需特殊的維護，然而在工廠停車期間，所有的部件都應用水或蒸汽進行洗滌，為此在設備上開設檢測孔，不需拆下任何部件便可進行清洗。為避免液面以上的器壁上形成硬的殼層，在特定的階段必須要進行周期性的檢查。

(3)開車：洗滌塔內必須要充滿新鮮水，當洗滌塔內充滿洗滌液時開啟循環(huán)泵，此時用來洗滌除霧器的新鮮水開始進水。因為氣體中含有物料粉塵，因此需要大量的新鮮水，噴嘴壓力應不小于0.3MPa。洗滌塔構造如圖2。

圖2 洗滌塔構造

2 尾氣除味設計

作為繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質第四態(tài)的低溫等離子體，當氣體的放電電壓與外加電壓一致時，擊穿氣體，產生的混合體包括原子、電子、各種離子和自由基。使廢氣中的污染物和自由基、高能電子等活性粒子相互作用，在極短的時間內分解污染物分子，通過后續(xù)的復雜反應降解污染物。裝置示意圖如圖3。

圖3 裝置示意圖

作為一種獲得高氣壓下低溫等離子體的放電方法的介質阻擋放電，這種放電產生于兩個電極之間，在0.1～10×105Pa的氣壓下進行，具有輝光放電的電暈放電和大空間均勻放電的高氣壓運行的特點。由許多隨機分布在時間和空間上的微放電構成整個放電，這些微放電持續(xù)在10ns量級的很短時間。由于放電氣體與電極不直接發(fā)生接觸，從而避免了電極的腐蝕問題。

等離子體化學反應過程大致如下：

(1)電場+電子→高能電子

受激原子

(2)高能電子 +污染物→ 受激基團 (活性因子)

游離基團

(3)活性基團+氧氣→ 生成物+熱

從以上反應過程可以看出，從電場獲得能量的電子，將能量轉移到污染物分子，污染物分子獲得能量后被激發(fā)，同時電離部分分子，從而成為活性基團。然后通過活性基團、氧氣之間相互碰撞后生成穩(wěn)定產物和熱，最終轉化為CO2和H2O等物質，從而達到凈化廢氣的目的。

低溫等離子除味設備構造如圖4。

圖4 低溫等離子除味設備構造示意圖

從社會可持續(xù)性發(fā)展的角度，工程設計師樹立綠色設計的觀念，認識到綠色設計是現(xiàn)代企業(yè)參與市場競爭的新式武器，將是設計發(fā)展和社會發(fā)展的必然趨勢，以新的理念和新的方式給人們的生活帶來改變，同時也會給設計行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)和機會。