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濕電咨詢(xún)服務(wù)： 陶經(jīng)理18332815001 張經(jīng)理18633235200
摘要：燒結(jié)煙氣除塵一直是一個(gè)行業(yè)比較關(guān)注的問(wèn)題,某些地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其煙塵排放限值為20mg/Nm3,目前大部分設(shè)施都無(wú)法達(dá)到這一目標(biāo),這就需要進(jìn)行二次除塵改造.非金屬極板濕式電除塵器以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在燒結(jié)煙氣的二次除塵改造中已得到廣泛應(yīng)用,針對(duì)脫硫后煙氣進(jìn)一步除塵除霧,使出口煙塵滿(mǎn)足要求,并有效緩解煙囪"大白煙"現(xiàn)象.實(shí)際工作中應(yīng)從加強(qiáng)聯(lián)合聯(lián)動(dòng)改造、優(yōu)化氣流分布、優(yōu)化沖洗配置以及強(qiáng)調(diào)施工安裝質(zhì)量方面著手,促進(jìn)濕式電除塵器改造項(xiàng)目的順利實(shí)施.
1燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)
燒結(jié)煙氣是指在燒結(jié)機(jī)上各種粉狀含鐵原料、燃料和熔劑點(diǎn)火熔化、高溫?zé)Y(jié)成型過(guò)程中所產(chǎn)生的含有多種污染物的煙氣,它與其他工業(yè)煙氣相比具有較大的不同:
1.1煙氣量大,變化幅度大,分布不均
由于漏風(fēng)率高和固料循環(huán)率高,有相當(dāng)一部分空氣沒(méi)有通過(guò)燒結(jié)料層就排出,使燒結(jié)煙氣量大大增加,每產(chǎn)生一噸燒結(jié)礦大約產(chǎn)生4000～6000m3燒結(jié)煙氣,單位平方燒結(jié)面上能產(chǎn)生約6000～9000m3/h的煙氣量。同時(shí)由于燒結(jié)料透氣性的差異和鋪料不均等原因,造成燒結(jié)煙氣阻力變化大,從而導(dǎo)致煙氣量變化幅度大,*高可達(dá)40%以上。機(jī)頭和機(jī)尾相差較大。
1.2煙氣成分復(fù)雜,含塵量高
燒結(jié)煙氣含有HCl、HF、NOx等多種腐蝕性氣體和鉛、汞、鉻、鋅等多種重金屬污染物。煙氣含塵量高,粒度細(xì),含有一定的堿性高粘度氧化物。目前采用的除塵設(shè)備主要有電除塵器、多管除塵器以及少量的電袋復(fù)合除塵器。
1.3煙溫高、含濕量高、含氧量大
燒結(jié)煙氣溫度高,一般為120～180℃,機(jī)頭煙溫高達(dá)200℃。含濕量約為7%～13%,含氧量為15%～20%。在采用布袋除塵器時(shí)應(yīng)充分考慮其含濕量的影響。
2濕式電除塵器的工作原理
根據(jù)《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28662-2012),燒結(jié)煙氣煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/Nm3,但一些地方標(biāo)準(zhǔn)來(lái)的更加嚴(yán)格,例如山東省規(guī)定燒結(jié)煙氣煙塵排放限值為20mg/Nm3。燒結(jié)煙氣由于含有Na2O、K2O等高粘度的堿性氧化物顆粒,在電除塵器運(yùn)行過(guò)程中極易粘附在極板極線上,嚴(yán)重影響電除塵器效率。對(duì)于大多數(shù)采用電除塵器的項(xiàng)目,煙塵排放濃度平均為100mg/Nm3,小部分采用陶瓷多管除塵器的,出口煙塵濃度平均為150～300mg/Nm3,甚至更高。
燒結(jié)煙氣經(jīng)除塵后進(jìn)入濕法脫硫(通常為石灰石/石灰—石膏法),經(jīng)過(guò)噴淋沖洗去除了一部分煙塵(去除了約50%),但同時(shí)由于煙氣的攜帶,將漿液中的石膏顆粒帶出,故大部分燒結(jié)煙氣在總排口的排放濃度無(wú)法滿(mǎn)足20mg/Nm3的要求,需要進(jìn)行二次除塵改造。
目前濕式電除塵器被廣泛應(yīng)用于燒結(jié)煙氣二次除塵改造中,該設(shè)備布置在脫硫系統(tǒng)之后、排放之前,進(jìn)一步去除煙塵、氣溶膠以及各項(xiàng)細(xì)微顆粒,具有深度凈化、聯(lián)合脫除的意義。濕式電除塵器的主要工作原理:將水霧噴向放電極和電暈區(qū),水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化,電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并,共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用,*終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜,將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。干式電除塵器與濕式電除塵器比較如下:
(1)除塵原理都是電暈放電,清灰方式則不同,表現(xiàn)為“一干一濕”;
(2)干式電除塵受粉塵比電阻影響較大,要求粉塵比電阻104～1012Ω˙cm,濕式電除塵適用于飽和濕煙氣介質(zhì),粉塵比電阻不受限制;
(3)干式電除塵器出口粉塵濃度極限為5～20mg/Nm3,濕式電除塵器出口粉塵濃度極限可低于1mg/Nm3;
(4)濕式電除塵器集塵面積較小,內(nèi)部無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,密封性能較好,壽命較長(zhǎng);
(5)濕式電除塵器能有效脫硫PM2.5,SO3氣溶膠以及汞,而干式電除塵器對(duì)于PM2.5脫硫有限,且無(wú)法脫除SO3氣溶膠以及汞。
3非金屬極板濕式電除塵器的優(yōu)勢(shì)
濕式電除塵器從結(jié)構(gòu)上可分為兩種基本型式,即管式和板式。其中管式濕式電除塵器只有垂直方向煙氣流(上升流或下降流),而板式濕式電除塵器設(shè)計(jì)既可以采用水平煙氣流也可采用垂直煙氣流�？偟膩�(lái),管式濕式電除塵器比板式濕式電除塵器效率更高且由于外形簡(jiǎn)單而占用更少的空間,成為濕式電除塵技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)。
從極板材質(zhì)上分類(lèi),濕式電除塵器可以分為非金屬極板和金屬極板兩大類(lèi)型。
金屬極板濕式電除塵器其結(jié)構(gòu)外形基本等同于干式電除塵器,水平臥式布置。用于二次除塵時(shí),一般為單室或多室單電場(chǎng)布置。陽(yáng)極板和陰極線材質(zhì)為316L或其他耐腐蝕合金鋼。金屬極板系統(tǒng)復(fù)雜,需配套額外的循環(huán)水處理設(shè)施以及相應(yīng)的加堿設(shè)施,運(yùn)行成本高,操作維護(hù)工作量大,同時(shí)受其臥式布置、占地較大的局限性,在燒結(jié)煙氣二次除塵改造中應(yīng)用較少,僅在電廠大機(jī)組超凈排放項(xiàng)目中有所應(yīng)用。
非金屬極板濕式電除塵器,陽(yáng)極通常采用玻璃鋼或柔性織物,采用立式多通道單電場(chǎng)布置,煙氣流向自上向下或自下向上,通道為六角形蜂窩狀或方形。煙氣流速≤2.5m/s,停留時(shí)間>2S,除塵效率≥85%。由于非金屬極板本身耐酸腐蝕,故該系統(tǒng)無(wú)需設(shè)置加堿設(shè)施,沖洗形式可分為連續(xù)或間歇沖洗。
非金屬極板濕式電除塵器具有以下優(yōu)勢(shì):(1)極板本身耐酸腐蝕,無(wú)需堿洗保護(hù),無(wú)需連續(xù)的堿液沖洗;(2)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,無(wú)額外加堿設(shè)施,無(wú)循環(huán)沖洗水設(shè)施,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備較少;(3)無(wú)堿耗,電耗低,水耗低,運(yùn)行成本較金屬極板降低30～40%;(4)非金屬極板采用立式布置,在新建改建項(xiàng)目中容易與吸收塔匹配,可以與吸收塔做成一體,改建項(xiàng)目也可以做成塔外立式布置,布置方式靈活多樣;(5)非金屬極板可以實(shí)現(xiàn)間歇沖洗,有效緩解煙囪冒“大白煙”現(xiàn)象�；谏鲜鰞�(yōu)勢(shì),非金屬極板濕式電除塵器已廣泛應(yīng)用于燒結(jié)煙氣的二次除塵改造項(xiàng)目中。
4非金屬極板濕式電除塵器應(yīng)用實(shí)例
某項(xiàng)目120m2燒結(jié)機(jī),已有石灰—石膏濕法脫硫設(shè)施,但吸收塔出口煙塵濃度仍然高達(dá)100mg/Nm3,本次改造擬在吸收塔出口布置濕式電除塵器,要求其出口煙塵≤20mg/Nm3。改造采用導(dǎo)電玻璃鋼非金屬極板濕式電除塵器,塔外獨(dú)立式布置,煙氣流向下進(jìn)上出,在濕除頂部設(shè)置直排煙囪。濕式電除塵器采用獨(dú)立支撐結(jié)構(gòu)。設(shè)備性能參數(shù)如表1。
安裝完成后試運(yùn)行,二次電壓5.5萬(wàn)V,二次電流1300mA,絕緣箱溫度維持在100～120℃,濕式電除塵器入口煙塵20mg/Nm3,出口煙塵18.5mg/Nm3,出口液滴濃度15mg/Nm3,直排煙囪“大白煙”現(xiàn)象緩解,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。
5二次除塵改造中常見(jiàn)的問(wèn)題和對(duì)策
已投產(chǎn)運(yùn)行的燒結(jié)煙氣濕式電除塵改造項(xiàng)目中,大部分項(xiàng)目都能達(dá)到出口煙塵≤20mg/Nm3,但也有些項(xiàng)目中不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,常見(jiàn)問(wèn)題主要有:
5.1二次電流低空升時(shí)電源的電流電壓正常,運(yùn)行一兩個(gè)月后開(kāi)始出現(xiàn)二次電壓正常、但二次電流偏低的現(xiàn)象。
例如某項(xiàng)目,電源選型為1700mA,空升時(shí)二次電流能達(dá)到1500mA,但投運(yùn)后二次電流降至200～500mA。調(diào)查后發(fā)現(xiàn),濕式電除塵停運(yùn)時(shí),也就是脫硫出口煙塵濃度高達(dá)150～200mg/Nm3,*高達(dá)350mg/Nm3,按脫硫系統(tǒng)除塵效率50%計(jì)算,那么脫硫前煙塵濃度高達(dá)400～500mg/Nm3。該項(xiàng)目采用陶瓷多管除塵器,除塵效率低下,對(duì)后續(xù)的脫硫和濕式電除塵的運(yùn)行都造成了很大的影響。
值得注意的是,濕式電除塵器是一種末端的深度處理設(shè)施,要使其出口煙塵≤20mg/Nm3,其入口煙塵應(yīng)控制在100mg/Nm3左右,不能無(wú)限制的接納高濃度煙塵,否則其運(yùn)行效果必然會(huì)受到影響。任何一項(xiàng)改造項(xiàng)目都不是單獨(dú)改造一個(gè)設(shè)備就可以完成的,應(yīng)系統(tǒng)計(jì)算,加強(qiáng)各個(gè)設(shè)備前后的聯(lián)合聯(lián)動(dòng)改造。
5.2極板極線積灰嚴(yán)重
陽(yáng)極板積灰嚴(yán)重也會(huì)導(dǎo)致二次電流偏小,除了控制前端煙塵濃度之外,解決積灰問(wèn)題還應(yīng)從優(yōu)化沖洗抓起。應(yīng)根據(jù)入口煙塵濃度及時(shí)調(diào)整沖洗程序,對(duì)于煙塵濃度較大的項(xiàng)目,應(yīng)設(shè)計(jì)在線連續(xù)沖洗設(shè)施,做到單管單沖,對(duì)于較長(zhǎng)的陽(yáng)極板,可以考慮頂部底部聯(lián)合沖洗。連續(xù)沖洗時(shí),應(yīng)采用霧化效果良好的噴嘴,確保放電極和集塵極同時(shí)通電情況下,不產(chǎn)生有害放電現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)不斷電連續(xù)在線沖洗。
陰極線的沖洗也應(yīng)優(yōu)化。在現(xiàn)階段,對(duì)于進(jìn)口煙塵濃度大的項(xiàng)目,陰極線選型時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇芒刺較長(zhǎng)較尖銳,放電效果較好的線型。
5.3防腐層脫落導(dǎo)致陰陽(yáng)極搭接
與脫硫設(shè)施相同,濕式電除塵器內(nèi)部碳鋼件均采用玻璃鱗片防腐。對(duì)于設(shè)備頂部漸縮段這一重點(diǎn)部位的加強(qiáng)筋設(shè)置應(yīng)重點(diǎn)考慮玻璃鱗片襯里的要求。在實(shí)際項(xiàng)目中出現(xiàn)過(guò)由于頂部鱗片脫落造成陰陽(yáng)極搭接,送不上電的情況。
在設(shè)計(jì)時(shí),漸縮段加強(qiáng)筋的布置除了考慮自身的剛度、強(qiáng)度和振動(dòng)的要求外,還應(yīng)考慮玻璃鱗片襯里的需求。參考《煙規(guī)》,橫向煙道截面方向相對(duì)撓度為1/400,縱向煙道中心線方向相對(duì)撓度為1/200,已無(wú)法滿(mǎn)足防腐設(shè)計(jì)要求,因此在進(jìn)行防腐煙道或殼體的設(shè)計(jì)時(shí)必須按照橫向加固肋的相對(duì)撓度為1/500--1/700,縱向相對(duì)撓度為1/500--1/700的要求對(duì)《煙規(guī)》公式中的常數(shù)進(jìn)行修正。
5.4陰陽(yáng)極間距
陽(yáng)極模塊與陰極線框架之間的安裝位置誤差以及安裝質(zhì)量缺陷會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)運(yùn)行電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度、陽(yáng)極板電流密度分布均勻性,從而導(dǎo)致?lián)舸╇妷航档筒?duì)除塵效率產(chǎn)生不利影響。因此必須保障陰陽(yáng)極系統(tǒng)的安裝質(zhì)量,以確保電除塵器除塵效率,使煙塵排放濃度符合設(shè)計(jì)要求。
5.5氣流均布設(shè)計(jì)
流場(chǎng)數(shù)值模擬對(duì)于濕式電除塵器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是很關(guān)鍵的一項(xiàng)工作,對(duì)于確定的布置方式,應(yīng)至少模擬40%、70%和100%三種負(fù)荷下的氣流分布狀況,通過(guò)調(diào)整導(dǎo)流板、均布板的方向、角度和開(kāi)孔率等,來(lái)獲得*佳的氣流分布。
燒結(jié)煙氣量的反復(fù)變化對(duì)于濕式電除塵器來(lái)說(shuō)是一種不穩(wěn)定的因素,尤其是對(duì)于塔外獨(dú)立式濕式電除塵器。設(shè)備內(nèi)部氣流均布系數(shù)應(yīng)在各種常見(jiàn)工況下均能滿(mǎn)足≤0.2。在啟動(dòng)前空載氣流均布試驗(yàn)時(shí)也應(yīng)根據(jù)設(shè)定的負(fù)荷調(diào)整引風(fēng)機(jī)風(fēng)量來(lái)考察設(shè)備內(nèi)部主要斷面上的流速分布。
6結(jié)語(yǔ)
非金屬極板濕式電除塵器由于其自身的優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于燒結(jié)煙氣二次除塵改造項(xiàng)目中,其出口煙塵能滿(mǎn)足該行業(yè)目前*嚴(yán)的20mg/Nm3的要求,同時(shí)還能有效緩解煙囪“大白煙”現(xiàn)象,減小視覺(jué)污染。在設(shè)計(jì)施工時(shí),應(yīng)針對(duì)燒結(jié)煙氣的特性做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn),重點(diǎn)從加強(qiáng)聯(lián)合聯(lián)動(dòng)改造、優(yōu)化氣流分布、優(yōu)化沖洗配置以及強(qiáng)調(diào)施工安裝質(zhì)量方面著手,促進(jìn)改造項(xiàng)目順利圓滿(mǎn)的達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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