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浅析水幕除尘在人造板生产尾气净化中的机理及应用

更新时间:2009-03-28

2016年,中国人造板产业供给侧结构性改革持续推进,淘汰落后产能步伐加快,产业升级取得成效。截至2016年底,全国关闭、拆除或停产纤维板生产线累计近470条、刨花板生产线累计近960 条,淘汰纤维板落后生产能力约1 800万m3/a、刨花板能力约1 630 万m3/a[1]。2017年,人造板产业结构调整将持续推进,落后产能淘汰仍将持续。

随着国家对环境污染问题的日益重视和对工业减排落实力度加大,我国节能环保行业一直处于国家战略的重要位置。“十三五”期间,环保部将加快制订、修订一批环保领域的关键标准,抬高环境准入门槛,迫使更多企业参与产业升级和结构优化。

目前,我国人造板生产企业采用旋风分离器净化干燥尾气,绝大部分企业的尾气排放浓度可以达到现行环保标准。但是随着国家对环保排放标准的更新与进一步提高,如何对人造板干燥系统的尾气处理进行改造,降低污染物排放浓度以适应未来新的环保要求,成为众多人造板企业亟需解决的问题。

1 干燥尾气处理现状

干燥尾气是在利用锅炉、热风炉产生的热烟气,掺混一定量的新鲜空气,对木材纤维、刨花、板材等进行干燥的过程中产生的废气,主要污染物包括燃料燃烧物(烟尘、二氧化硫、氮氧化物等)、木粉尘、木材自身释放的一些有机物。若施胶后干燥,则干燥尾气中还含有胶黏剂挥发产生的大量有机成分,如甲醛、酚类等。

1.1 我国现行排放标准

对于热力中心动力锅炉直接排放于环境的废气,应执行GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》。对于将锅炉产生的热烟气引入干燥工序的,干燥尾气应执行GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》[2]

我国现行标准GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》对颗粒物的最高允许排放浓度,是指无组织排放下颗粒物实测值换算为在标准状态——即在温度为273 K ,压力为101 325 Pa时的颗粒物浓度值≤120 mg/m3[3]。在同一工况条件下用不同温度的标准状态计算的颗粒物浓度值不同,换算公式如下[4]

水幕除尘可用于纤维板、刨花板、定向刨花板生产的干燥工段的尾气净化。

9.在作文指导时,38%的同学希望老师能帮助审题,26%的同学希望能提供材料启发,18%的同学希望老师读同类作文开导,18%的同学希望能课堂讨论。

 

式中: C——标况下颗粒物浓度,mg /m3

ABL沉默对DOX和TRAIL诱导结肠癌细胞HT29凋亡的影响······························李雨雨 金由辛 徐中娟 张书忙 索广力 (1,134)

试剂:0.6%铁氰化钾溶液、0.9%三氯化铁溶液,铁氰化钾—三氯化铁试剂(现配现用)、0.1 mol盐酸溶液、香草醛标准溶液、无水乙醇、蒸馏水等。

V——标况下气体体积,m3

按照现今的工艺技术水平和除尘效率,采用旋风分离器处理后,在尾气排放源上设监控点,并将实测干燥尾气中的颗粒物排放浓度换算为标准状态下的浓度值,大部分生产线的尾气排放浓度可以达到我国现行排放标准,但仍有部分人造板企业颗粒物排放浓度在达标底线徘徊,甚至未达标。其原因是:人造板生产干燥工段后排放口具有一定温度,会逐渐导致排放尾气湿度下降,使其颗粒物的团聚能力降低,增加了一般除尘器对颗粒物的分离难度;另外,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出去,使得排放的颗粒物浓度达不到国家规定的大气污染物综合排放标准;旋风分离器对于捕集粒小于5μ m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[5]

V工况——实际工况条件下的体积,m3

研究区位于滇东高原和滇西横断山脉结合部位、建水盆地绵羊冲水库东南侧。如图1中蓝线区域所示,北侧为仙人洞富水块段,南侧为团结水库,东侧和西侧为地表水分水岭,是一个相对独立的水文地质单元。研究区大面积出露地层为第四系(Q4)松散层,厚度约为22~25 m,岩性为冲、洪积粘土、砂土,为孔隙含水层;而深层是岩性为灰岩和白云岩的泥盆系中统(D2dn)地层,为岩溶含水层。两套地层之间水力联系紧密,可概化为统一的含水体系。松散层含水层主要接受大气降雨补给,地下水径流较快,以蒸发排泄为主;岩溶含水层主要接受大气降雨补给及松散层入渗补给,地下水总体上自北东向南西径流,最终流入水库或民用井抽水进行排泄。

P标况——标准状态下的大气压强,kPa;

T工况——实际工况下的温度,K;

P工况——实际工况状态下的大气压强,kPa;

T标况——标准状态所定义的温度,K。

颗粒物是指能在空气中浮游的微粒,分为固态颗粒物和液态颗粒物。干燥旋风分离器排放的尾气中含有大量固态颗粒物。采用水幕除尘减少干燥尾气颗粒物排放的主要机理如下。

1.2 干燥尾气处理工艺

刨花干燥过程中会产生大量干燥尾气,干燥尾气采用组合式旋风分离器处理,可以说安装组合式旋风分离器后气体排放决定了整条生产线的排放是否达到标准。为了进一步提高除尘效率,很多生产线会在干燥前增加预除尘用旋风分离器。增加预除尘用旋风分离器不仅能保证板材色泽,提高板材质量,也为后续的尾气净化起到了辅助作用,进一步优化后续的尾气净化效果,减少排入大气的粉尘颗粒。

目前纤维板主要采用干法生产工艺,在纤维干燥工段排放的尾气中,VOC、颗粒物等是主要污染物。纤维干燥过程中产生的尾气使用旋风分离器净化,从主旋风分离器出来的含尘气体通过旋风顶部的风管直接外排到大气。有条件的生产线会增加二次除尘系统,使其排放浓度降低到50 mg/m3以下。

用甲醇和四氢呋喃的混合溶液1∶1(V/V)配制浓度分别为0.02,0.05,0.10,0.20,0.50 mg/mL的辣椒碱标品溶液,进行高效液相色谱(HPLC)测定,以样品浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,进行线性回归,得标准曲线(见图1中A):辣椒碱在0.01~0.5 mg/mL范围内呈良好的线性关系,回归方程为y=4270.6x-10.564,r2=0.9999。

随着环保要求的不断提高,单一的采用旋风分离器来净化干燥尾气的工艺可能无法适应未来更加严格的排放标准,因此水幕除尘工艺在人造板干燥尾气处理上的广泛应用,将有力助推我国人造板企业升级改造。

2 水幕除尘工艺

有限单元法计算结果表明:①地震烈度越高,地基液化的范围越大,发展的速度也越快。②地基液化的发展都是先从坝趾开始,然后向内部和深度发展。在7度地震时土坝中间部分的地基完好无液化;8度地震时地基液化速度及范围迅速扩大,在相当于20次“等效振动”时即全部液化;9度地震时地基则经不住一次“等效振动”即全部液化。

2.1 水幕除尘工艺原理

(一)财务管理制度体系不够完善。有的事业单位财务管理理念落后,对于财务管理没有投入足够的精力,在事业单位内部财务管理尤其是资金管理往往停留在时候核算环节,事业单位内部的财务管理制度体系缺失,对于事业单位财务管理工作的正常规范有序开展,没有形成较好的指导和约束,进而造成了事业单位财务管理的具体组织实施中出现了不少问题。

1)惯性碰撞。当含尘气流在运动过程中遇到物体阻挡(例如水滴)时,气流改变方向进行绕流,细小的尘粒会随气流一起流动。粗大的尘粒具有较大的惯性,会脱离流线,保持自身的惯性运动,这样尘粒就和物体发生了碰撞。这种现象称为惯性碰撞,惯性碰撞是湿式除尘器的主要机理。

2)颗粒物的润湿性。颗粒物颗粒是否能与液体相互附着或者难易的性质称之为颗粒物的润湿性。当尘粒与液体接触时,接触面能扩大而相互附着,就是能润湿;反之,接触面趋于缩小而不能附着,则是不能润湿。除此之外,颗粒物的润湿性还与液体的表面张力、尘粒与液体件粘附力以及相对运动速度有关。湿式除尘装置主要依靠颗粒物与水的润湿作用捕集颗粒物。

3)接触阻留。接触阻留是指细小的尘粒随气流一起绕流时,如果流线紧靠液滴表面,有些尘粒因与液滴发生接触而被阻留,更易于沉降。

通过以上机理,可以使干燥尾气中的颗粒物扩散,与液滴、液膜接触,通过惯性碰撞、接触阻留,达到被捕集的效果。

Δm ——颗粒物总质量,mg;

2.2 工艺方案

1)水幕除尘系统。经除尘处理后的尾气由旋风分离器风帽引至水幕除尘器,即喷淋塔。喷淋塔内置多层水幕喷淋设备,其喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖喷淋塔的横截面,一个喷淋层由母管连接支管组成,并在支管上设置喷嘴。喷淋水与含尘气体逆向接触,粉尘与多层水雾接触后被捕获,并随水汇集于水幕除尘器底部。此时大量的粉尘被水幕吸收,处理后的达标尾气通过立式水幕除尘器顶部的烟囱排放,水幕除尘器排出的废水经水循环系统处理,由过滤器进行精密固液分离。分离后的清水可循环使用,废水进入高效污泥处理器进行浓缩液脱水处理,处理后的污泥外运或送至锅炉作为燃料,防止二次污染。详见图1工艺流程图。

2)干燥尾气中的甲醛处理。干燥尾气含有大量的甲醛。刨花板干燥尾气的甲醛含量根据树种的不同而不同,而纤维干燥在施胶之后,其干燥尾气中的甲醛含量较高。由于甲醛本身极易溶于水,因此,在采用水幕除尘系统降低尾气颗粒物排放浓度的同时可以减少其中的甲醛含量。在常温、常压下,随着甲醛气体的不断积累,甲醛在水中的溶解量持续增加,如果不对循环水进行处理,再次利用含有甲醛的循环水容易堵塞喷淋塔喷嘴。为了延长设备的使用寿命,可根据需要在沉淀水池中通过加药剂降低循环用水中的甲醛含量。

  

图1 水幕除尘工艺流程图Fig.1 The flowsheet of water curtain dusting system

2.3 设计原则

1)水幕除尘装置的设计需结合规范,依据现场具体情况合理确定工艺路线;

2)对改造项目而言,在确保处理效果的前提下,尽量不改变干燥工段的布置,做到结构设计简单,占地面积小,使工程造价经济合理;

3)喷淋塔喷淋的液滴大小适中。液滴直径过小,容易被气流带走;直径过大,气液接触面积小、接触时间短,影响吸收速度,液滴直径约为捕集粒的150倍效果最佳;

4)喷淋装置需设置维护平台,便于喷头的维护清洗;喷淋水输送管道应用法兰分开连接,便于管道疏通清洗;

随着互联网的迅速发展以及实际教学的新要求,微课平台应运而生。在新课程改革下,微课显然已经成为推动教学改革、打造高效课堂的重要工具与手段。一般而言,微课程通过描述一些知识点,重点出击重难点,使学生能更好地掌握知识;另一方面,微课界面更具创新性和灵活性,这与传统教学活动形成了鲜明对比,微课能够更有效地激发学生的学习热情。本文将结合具体高中数学教学中微课的应用方法展开如下探讨。

早在我国旧石器时代,聪明的远古人就已经会使用和控制火了。在此基础上,火塘成了最古老的取暖工具。火塘一般都设在门口,以此阻挡从门口吹入的寒风。当然,这种方式提供的热量十分有限,难以抵抗严寒。与此同时,人们发现经过火烘烤后的土地能保持较长时间的热度,于是,大家开始想办法在房间里升温取暖。

5)对水处理过程中产生的污泥妥善处理,防止二次污染。

3 结束语

在国家环保标准日趋严格的现况下,工业污染源达标排放,既是法律的基本要求,也是企业环境责任的底线要求,更是公平竞争,营造良好市场环境的关键。采用水幕除尘系统可有效降低干燥尾气的颗粒物排放浓度,其环保、经济的工艺技术值得在我国人造板工业清洁生产发展与节能减排行动中推广。随着节能环保与清洁生产的理念普及,尾气净化和综合利用技术进一步优化升级,将大力推进人造板和木材加工行业环保设施升级改造,推动打造一批标杆企业,更有力的支撑我国低碳经济健康发展。

参考文献

[1]中国林产工业协会,国家林业局林产工业规划设计院.2017中国人造板产业报告[R]. 2017.

[2]牛京萍. 关于人造板企业设备设施运行管理标准化建设的思考[J].林产工业, 2017, 44(11):52-55.

[3]GB 16297—1996 大气污染物综合排放标准[S]. 北京:中国环境出版社, 1996.

[4]李虹杰, 孙焰. 空气质量监测中标准状态对测定结果的影响及建议[J].中国环境监测, 2016, 32(5):89-94.

[5]陈朝华. 中密度纤维板生产线干燥旋风分离器排放尾气水幕喷淋除尘刍议[J]. 中国人造板, 2017, 24(6):12-15.

 
李好,陈剑平
《林产工业》 2018年第05期
《林产工业》2018年第05期文献

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