摘要：目前燒結(jié)煙氣治理主要采用多管除塵器、靜電除塵器加濕法脫硫的形式，達(dá)到新的環(huán)保要求具有較大難度，柔性極板濕式電除塵器應(yīng)用于燒結(jié)機(jī)煙氣濕法脫硫之后的深度處理，可以使煙塵排放濃度遠(yuǎn)低于排放限制的要求。本文對(duì)其實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹和分析，通過(guò)使用結(jié)果證明，此技術(shù)在燒結(jié)機(jī)煙氣治理中具有良好的適用性。


關(guān)鍵詞：柔性極板；濕式電除塵器；燒結(jié)機(jī)煙氣

鋼鐵工業(yè)長(zhǎng)期在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于基礎(chǔ)性地位，具有高能耗和高污染的特點(diǎn)。鋼鐵生產(chǎn)包括焦化、燒結(jié)、煉鋼等工序，其中燒結(jié)工序是污染物控制的重點(diǎn)之一，燒結(jié)煙氣粉塵污染的治理已經(jīng)我國(guó)各大鋼鐵企業(yè)減排的重要課題[1]。

隨著我國(guó)環(huán)保壓力的加大，新建燒結(jié)機(jī)的煙塵排放濃度要求達(dá)到30mg/Nm3，特別排放限值區(qū)域甚至高達(dá)20mg/Nm3[2]。目前燒結(jié)煙氣治理主要采用多管除塵器、靜電除塵器加濕法脫硫的形式，達(dá)到如此之高的排放要求難度很大，需要設(shè)置新的環(huán)保設(shè)施，濕式電除塵器成為解決此問(wèn)題的適用技術(shù)之一。

1濕式電除塵器技術(shù)介紹

濕式電除塵器最早在1907年開(kāi)始應(yīng)用于硫酸和冶金工業(yè)生產(chǎn)中，除去煙氣中微細(xì)粉塵和酸霧等污染物。由于濕式電除塵器是控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設(shè)備，在發(fā)達(dá)國(guó)家的電力等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有50余套不同類型的濕式電除塵器應(yīng)用于美國(guó)、歐洲及日本的電廠，主要作為大氣復(fù)合污染物控制系統(tǒng)的最終處理裝備，用于去除濕法脫硫無(wú)法收集的酸霧、控制PM2.5微細(xì)顆粒物及解決煙氣排放濁度問(wèn)題。

1.1濕式電除塵器的工作原理

濕式電除塵器工作原理與傳統(tǒng)電除塵器相似，依靠的都是靜電力，所不同的是工作環(huán)境為一“濕”一“干”，濕式靜電除塵器裝置處理的是脫硫后的濕煙氣，布置在除塵脫硫系統(tǒng)的尾部，作為除塵脫硫系統(tǒng)中煙囪排放之前的最后一道屏障，在保證煙塵達(dá)標(biāo)、解決“石膏雨”等諸多方面具有重要的作用。

濕式靜電除塵器裝置主要由陰極、陽(yáng)極和電源等組成。其工作原理為：在裝置的陽(yáng)極和陰極線之間施加數(shù)萬(wàn)伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，電暈線周圍產(chǎn)生電暈層，電暈層中的空氣發(fā)生雪崩式電離，從而產(chǎn)生大量的負(fù)離子和少量的陽(yáng)離子。

隨飽和濕煙氣進(jìn)入裝置內(nèi)的塵（霧）粒子與這些正、負(fù)離子相碰撞而荷電，荷電后的塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場(chǎng)庫(kù)侖力的作用，向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)；到達(dá)陽(yáng)極后，將其所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒子就被陽(yáng)極所收集，進(jìn)而通過(guò)水沖刷的方式將其清除。

1.2濕式電除塵器的分類

目前，國(guó)內(nèi)濕式靜電除塵器按照陽(yáng)極板的材質(zhì)進(jìn)行分類，有三個(gè)不同的技術(shù)流派：一是金屬極板的濕式電除塵技術(shù)；二是柔性極板濕式電除塵技術(shù)；三是導(dǎo)電玻璃鋼極板濕式電除塵技術(shù)。

1.2.1金屬陽(yáng)極

采用不銹鋼板為陽(yáng)極收塵，布置形式為臥式，煙氣流為水平進(jìn)水平出，結(jié)構(gòu)形式類似于干式靜電除塵器。由于極板材質(zhì)采用316L，不具備很好的防腐性能。主要依靠極板上的一層均勻的水膜以避免極板受到煙氣的腐蝕，水膜一旦出現(xiàn)破損，陽(yáng)極板將很快腐蝕，因此，運(yùn)行中需要不斷的補(bǔ)水，增加了耗水量，為了中和沖洗水酸性，還需加堿，噴淋水循環(huán)系統(tǒng)較為復(fù)雜。

1.2.2導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極

采用導(dǎo)電玻璃鋼為陽(yáng)極收塵，導(dǎo)電玻璃鋼為整體式模塊化布置，可以蜂窩狀形式或板式形式。裝置以立式布置為主，可實(shí)現(xiàn)臥式布置；陽(yáng)極板可實(shí)現(xiàn)整體模塊化，陽(yáng)極組件采用工廠成型，但模塊較大，安裝之后無(wú)法進(jìn)行單管更換；技術(shù)設(shè)備內(nèi)部設(shè)置1～2套沖洗管網(wǎng)，陽(yáng)極長(zhǎng)度6米時(shí)一般設(shè)置上下2套沖洗系統(tǒng)，但仍無(wú)法做到單管單沖，長(zhǎng)期運(yùn)行結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)較大。

1.2.3柔性纖維織物陽(yáng)極

采用柔性纖維織物為陽(yáng)極收塵，柔性纖維織物通過(guò)張緊裝置固定，形成蜂窩狀。裝置為立式布置，煙氣可實(shí)現(xiàn)上進(jìn)下出或下進(jìn)上出。被浸濕的纖維極板有了導(dǎo)電性，可用來(lái)來(lái)收集煙氣中的霧滴，其所使用的柔性纖維織物耐腐蝕性高，纖維織物自身防腐，無(wú)需額外防腐措施；由于柔性電極的毛細(xì)作用，被收集下來(lái)的水霧可在集塵極表面形成一層均勻連續(xù)的水膜，依靠收集液完成自身的沖洗清灰，只需定期沖洗提高表面潔凈度，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行中的近零水耗。

1.2.4各種極板濕式電除塵器技術(shù)對(duì)比

根據(jù)目前三種形式極版的濕式電除塵器的技術(shù)路線和使用情況對(duì)比，柔性極板具有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正得到越來(lái)越廣泛的實(shí)際應(yīng)用。

2柔性極板濕式電除塵器用于燒結(jié)機(jī)煙氣治理的適用性

燒結(jié)機(jī)煙氣普遍具有以下特征：（1）平均煙氣溫度80～120℃，波動(dòng)范圍較大。（2）煙氣濕度小，含水率約3%～5%。（3）粉塵含鐵量和燒結(jié)礦的含鐵量相近，F(xiàn)e在50%以上，CaO占10%左右、SiO2在10%以下，其余為少量MgO等。（4）粉塵比電阻109～1012Ω˙cm[3]。

燒結(jié)機(jī)煙塵粉塵粒徑較小，本身不易被捕集[4]，目前燒結(jié)機(jī)煙氣治理已基本進(jìn)行了預(yù)除塵和脫硫處理，粉塵濃度普遍降到100mg/Nm3以下，但是由于剩余粉塵中微細(xì)粉塵含量大，且煙氣溫度降為50～60℃，濕度大為增加，因而繼續(xù)降低粉塵排放濃度的技術(shù)選擇有限。

濕式電除塵器用于濕法脫硫裝置之后，適合于對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣進(jìn)行深度處理，使煙塵進(jìn)一步達(dá)標(biāo)排放。濕式電除塵器對(duì)煙氣波動(dòng)的適應(yīng)性較好，不受粉塵比電阻變化的影響，對(duì)PM10、PM2.5等微細(xì)粉塵的捕集能力很強(qiáng)，也能同步解決對(duì)脫硫造成的石膏雨攜帶等問(wèn)題。柔性極板濕式電除塵器更是在系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行的方便性和可靠性，容易檢修以及經(jīng)濟(jì)性等多方面具有優(yōu)勢(shì)，是徹底解決燒結(jié)機(jī)煙塵問(wèn)題的最優(yōu)技術(shù)之一。

3工程實(shí)例

山東某鋼鐵公司現(xiàn)有一臺(tái)96m2燒結(jié)機(jī)和一臺(tái)120m2燒結(jié)機(jī)，前期已建設(shè)了多管除塵器加石灰石—石膏濕法脫硫的環(huán)保設(shè)施，為了滿足新的環(huán)保要求，煙塵排放濃度需要達(dá)到20mg/Nm3的低值，因此必須對(duì)現(xiàn)有的環(huán)保設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造，該公司經(jīng)過(guò)調(diào)研對(duì)比，決定采用柔性極板濕式電除塵器對(duì)煙塵進(jìn)行深度治理。

3.1設(shè)計(jì)參數(shù)及環(huán)保指標(biāo)

本工程實(shí)例在設(shè)計(jì)中充分考慮了燒結(jié)機(jī)組的特點(diǎn)、煙氣及煙塵的特性以及要求達(dá)到的排放指標(biāo)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)合理的選擇。

3.2系統(tǒng)設(shè)置及設(shè)備布置

3.2.1濕除系統(tǒng)設(shè)置

柔性極板濕式電除塵器主要包括殼體、陽(yáng)極及陰極、沖洗系統(tǒng)、收集液的排放系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)等組成。殼體充分考慮了內(nèi)部氣流均布的要求，在進(jìn)、出氣口等需要位置設(shè)置了導(dǎo)流板、整流格柵等布?xì)獯胧乐挂驗(yàn)闅饬髌髟斐烧w除塵效率的降低。陽(yáng)極裝置包括沉淀極和支撐梁，沉淀極采用柔性纖維織物，具有抗腐蝕性能好、質(zhì)量輕、在線連續(xù)工作等特點(diǎn)。

正常運(yùn)行時(shí)，柔性陽(yáng)極表面形成一層連續(xù)水膜，收集下來(lái)的煙塵、石膏液滴等隨水膜重力自流至下部，實(shí)現(xiàn)在線清灰。陰極裝置包括陰極線、上下部吊掛裝置、絕緣裝置。陰極線采用合金鋼，耐腐蝕，廣泛適用于飽和濕煙氣環(huán)境。陰極線固定于上下框架上，框架通過(guò)絕緣裝置支撐。

裝置裝置內(nèi)設(shè)兩層沖洗管網(wǎng)：陰極沖洗管網(wǎng)和陽(yáng)極沖洗管網(wǎng)。陰極沖洗管網(wǎng)主要進(jìn)行開(kāi)機(jī)前沖洗以及關(guān)機(jī)后沖洗，正常運(yùn)行水耗幾乎為零。陽(yáng)極沖洗管網(wǎng)與陽(yáng)極支撐框架合為一體使用，主要考慮保護(hù)陽(yáng)極，具備連續(xù)在線沖洗功能，正常運(yùn)行時(shí)無(wú)需開(kāi)啟。因系統(tǒng)的沖洗水耗量極小，所以沖洗水無(wú)需設(shè)置專門(mén)的供水系統(tǒng)，而是從脫硫系統(tǒng)的除霧器沖洗水管網(wǎng)直接接引，其供水量、水壓均滿足要求。

系統(tǒng)的收集液主要來(lái)自于陽(yáng)極，呈酸性，量小，此部分液體可以直接并入脫硫漿液，參與脫硫系統(tǒng)的循環(huán)，不會(huì)對(duì)脫硫效率產(chǎn)生任何影響，不會(huì)破壞脫硫系統(tǒng)的水平衡。

3.2.2濕除系統(tǒng)設(shè)備布置

根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際場(chǎng)地情況，系統(tǒng)的布置靈活設(shè)計(jì)。#1機(jī)組濕式電除塵器布置在#1脫硫塔的頂部出口（機(jī)械除霧器的上部），因?yàn)槊摿蛩八A(chǔ)設(shè)計(jì)余量不足以支撐濕除，所以另起框架對(duì)濕式靜電除塵器進(jìn)行支撐，煙氣經(jīng)濕除后通過(guò)濕除頂部直排煙囪排放；#2機(jī)組濕式靜電除塵器單獨(dú)布置，采用煙氣下進(jìn)上出的形式，煙氣從脫硫塔頂帽水平排出后進(jìn)入濕除入口，除塵后通過(guò)濕除頂部直排煙囪排放。

3.3設(shè)備運(yùn)行效果及分析

本工程項(xiàng)目2015年2月份簽訂合同，2015年6月份工程竣工，投入運(yùn)行，工程歷時(shí)4個(gè)個(gè)月。工程竣工之后，建設(shè)單位聯(lián)合總包單對(duì)工程進(jìn)行了性能驗(yàn)收，之后，當(dāng)?shù)丨h(huán)保局環(huán)境監(jiān)測(cè)站又對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了環(huán)保驗(yàn)收，經(jīng)過(guò)測(cè)試，濕除出口的煙塵平均排放濃度為16mg/Nm3，且運(yùn)行穩(wěn)定，完全符合并高于《GB28662-2012鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中最為嚴(yán)格的煙塵排放要求。

可以看出，經(jīng)過(guò)柔性極板濕式電除塵器對(duì)燒結(jié)機(jī)煙氣的深度處理之后，煙塵排放濃度穩(wěn)定小于20mg/Nm3，說(shuō)明本次對(duì)煙塵處理的升級(jí)改造十分成功。而且，整套系統(tǒng)的電耗處于較低水平，水耗極低，運(yùn)行費(fèi)用大大低于其他類似除塵裝置。

經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的運(yùn)行檢查發(fā)現(xiàn)，設(shè)備內(nèi)部極板和極線干凈光潔，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)垢難以沖洗的現(xiàn)象，在極低水耗的條件下達(dá)到如此好的沖洗效果，進(jìn)一步證明了柔性級(jí)濕式電除塵器極板水膜自清灰的優(yōu)良特性。

4結(jié)語(yǔ)

（1）柔性級(jí)濕式電除塵器應(yīng)用于鋼鐵廠燒結(jié)機(jī)煙氣的深度處理，應(yīng)用于濕法脫硫之后，能有效的降低煙塵的排放濃度。同時(shí)，相對(duì)于采用其他形式極板的濕除設(shè)備，具有不易結(jié)垢、無(wú)廢水處理問(wèn)題、電耗水耗小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，是徹底解決燒結(jié)機(jī)煙塵問(wèn)題的最優(yōu)技術(shù)之一。

（2）山東某鋼鐵公司兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)組在應(yīng)用柔性極板濕式電除塵器之后，煙塵排放濃度降低到16mg/Nm3，低于排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)量小，運(yùn)行3個(gè)月余經(jīng)檢查，內(nèi)部件干凈光潔，期間未發(fā)生故障。工程實(shí)例說(shuō)明，柔性極板濕式電除塵器應(yīng)用于燒結(jié)機(jī)煙塵治理的良好適用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]康凌晨，張壘，張大華，等.燒結(jié)機(jī)頭電除塵灰的處理與利用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2015（3），41-43.

[2]GB28662-2012，鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]李興義，盧靜，等.燒結(jié)機(jī)尾除塵改造[J].山東冶金，2011（6），54-55，60.

[4]黃星.淺談?dòng)绊憻Y(jié)機(jī)頭電除塵器效率的主要因素[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2012（6），49-52.