碳酸钙干燥粉尘和白烟治理新工艺
石家庄双衡化工科技有限公司
杨京凯
一、概述 石家庄双衡化工科技有限公司
杨京凯
随着我国大气污染防治工作的不断推进，在超低排放标准出台的基础上，河北、上海、浙江、天津、江苏等地为了继续深度减排，不仅将粉尘也将有色烟羽纳入了地方监控范围，以达缓解烟囱“白烟”现象。国内其他省份也正在很快跟进。由于生产工艺的独特性，碳酸钙生产线上在消化、碳化、离心脱水、干燥工段会产生较多的湿粉尘和白烟气，而其中又以干燥工序最难处理。秉着让“碧水蓝天”无处不在的环保理念，我公司从2015年开始研发行业湿粉尘过滤收集和尾气“白烟”消除集成设备。在经过多种工艺比选试用后，我们最终升级研发确定了这套新型除尘及 “白烟”消除集成系统。
二、碳酸钙干燥排潮的粉尘和消白烟特点
众所周知，对粉尘的处理一般采用重力沉降、旋风除尘、水喷淋除尘和布袋收尘等方法。重力沉降、旋风除尘和布袋降尘一般对比重较大或干燥的颗粒效果较好，而为了保证干燥效果，干燥机的排潮气中会夹杂些许轻钙颗粒，且轻钙颗粒比重小，极难收集，所以这几种方法效果都不理想。采用喷淋等湿式除尘，轻钙粉尘的亲水性不好，加之这种除尘反而会增加水汽的含量，增大后序消除白烟的难度，故也不是一个好的选择。
在粉体干燥的生产中，干燥机的排潮尾气在排入大气的过程中都会产生部分“白烟”。这些白烟实际上是饱和湿尾气进入大气环境，遇冷凝结成的微小液滴，液滴对太阳光线产生折射、散射，从而使烟羽呈现出白色或者灰色，称其为“湿烟羽”（俗称“白烟”）。虽然单纯的这些“白烟”对环境质量没有影响，但是产生视觉污染，有时甚至会被误认为有毒、有害废气，严重影响企业形象。因此，极有必要把消除“白烟”也作为超低排放和环保改造的重要内容。
三、碳酸钙干燥排潮的除尘和消白烟方案
针对以上所述轻钙干燥系统的除尘难点和消白烟特点，我们重点阐述一下我公司的综合解决方案。该方案主要分为两步：（1）收集从干燥机里飘逸出来的碳酸钙微粉，让其重新回到干燥系统。（2）对需要排空的“白烟”彻底消除。
为了收集从干燥机飘逸出来的钙粉，我们专门改进研制了碳酸钙专用脉冲布袋收尘器。大家都知道，布袋除尘器对于收集粉尘颗粒是效果很好的，广泛应用于诸多行业。但从干燥机排潮夹带出来的钙粉由于含湿量大，会对布袋造成粘结、糊袋，从而使布袋除尘器阻力加大，直至失去作用，严重影响干燥机的生产效率。为此我公司采用了以下方法来解决这个难题：一是采用专门研发的新型布袋除尘器，使进入布袋收尘器的含钙粉微粒的潮汽温度不低于其相对条件下的露点温度，这样在布袋收尘过程中就不会或极少产生结露现象，从而改善布袋的工作状况，保证布袋透气性和过滤性能。二是布袋采用特殊的光面防水耐温材料制作，使含潮气钙粉不易粘结在布袋表面。三是调整脉冲布袋除尘器的运行工艺参数，使其适应这样的生产工艺要求。综上所述，我们较好地解决了布袋除尘器在轻钙干燥系统使用效果不佳的问题。这里需要说明一点是，纳米碳酸钙由于在生产过程中添加了改性助剂，使得钙粉颗粒更为细微，疏水性更好，这更适合了布袋除尘器的使用工况，所以在纳米碳酸钙的干燥系统中使用脉冲布袋除尘器的收集效果会更好。
为了彻底解决干燥系统的排潮“白烟”，我公司研发的白烟消除装置主要由高效换热器、混和塔及风机等组成。从布袋收尘器出来的尾气基本上是水蒸汽，也就是“白烟”。通过管道白烟进入高效换热器的热媒通道，和由风机鼓入的冷空气进行充分热交换，换热器为一种十分高效的热交换装置，采用导热系数非常高的耐腐蚀材料，其结构紧凑，合理，使其以较小的体积达到较大的换热面积。可根据用户的工况要求制作几百到几千平米的换热面积。白烟中的水蒸汽在换热器内凝结下来，从换热器下部的排水装置排出。经过充分热交换的白烟尾气从换热器出来后再进入混和塔，和经过热交换的自然空气进行混和，两种气体混和时使微量未被凝结的“白烟”尾气被稀释，这样“白烟”就彻底消除了，达到排放标准而排空。
下图为整套方案的工艺设备流程图：
四、消化、碳化脱水工序的除尘及白烟消除方案
在碳酸钙生产中消化、碳化和脱水工序主要是消白烟，和干燥系统相比，减少了布袋收尘装置，其余结构大致相近，故不再一一赘述。
五、本套技术方案的实际应用和效果
从我们在石家庄井陉、江西高安、九江、永丰、广西桂林等地多家客户的使用效果来看，这套碳酸钙消化、碳化、干燥工序湿粉尘收集和白烟消除技术方案的设计应用是极其成功的。其主要特点有：设备紧凑占地面积小、适合老生产线的添加，设备动力消耗小、除尘和消白烟效果好、投资性价比非常高，工艺路线简单、设备不需要沉淀水池、水泵等附属设施。
我公司研发的这套碳酸钙消化、碳化、干燥工序湿粉尘收集和白烟消除技术和设备的设计应用适应了当前碳酸钙行业环保最严格的法规要求，有力助推了环境友好型企业的建设，值得广大碳酸钙企业大力推广使用。