甘蔗糖廠中麻石水膜除塵器改造應用

廖建光

（廣西馱盧東亞糖業有限公司，廣西 崇左 532206）

伴隨新環境保護法的頒布，環保新規的出臺與實行，對企業環境保護工作的要求逐漸提高，許多企業之前具有的除塵設施無法順應新時代下環境保護發展的需求，需要進行優化改革，由目前的技術發展狀況而言，除塵設施有電袋組合型除塵器、濕電除塵器、布袋除塵器、麻石水膜除塵器、動力波水膜除塵等先進設備，這些設備各有優點和缺點。本文中，結合某甘蔗糖廠中麻石水膜除塵器的改造應用，展開相關概述。

1 某甘蔗糖廠5號爐除塵設備升級改造的背景

某甘蔗糖廠地理位置比較靠近城鎮居民區，環保問題敏感。為順應社會和環保發展的需要，實現公司對社會和環保的承諾，與鄰為伴，與鄰為善，友好持續發展，該糖廠決定蒸發量75 t以下鍋爐環保指標不但要達最新標準<80 mg/m3以下要求，還要比新標準低一半，在全燒蔗渣的情況連續運行一個榨季（4個月以上）保證達到40 mg/m3以下。現有的設施難以達到40 mg/m3以下排放要求。因而，改造除塵設施被提上了議程。

2 甘蔗糖廠5號爐除塵設備改造原則

（1）改造范疇小，不改造已有設備，全面運用現有的工藝流程。

（2）煙塵排放達到有關標準，達到環境保護規定確定的每立方米小于80 mg，長時間運行排放數量每立方米小于40 mg。

（3）噴嘴設置科學，均衡灑水不中斷，霧化成效優良，可即時拆卸清除，而且不對除塵器的正常工作產生不良影響。

（4）經過改良的除塵器一定要滿足制糖榨季生產不中斷、機械設施養護方便、運行經濟等各個方面的要求。

（5）引風機前的煙氣中水所占比例不可過高，不可妨礙生產的正常進行。

3 糖廠煙氣除塵技術概述

當前我國甘蔗糖廠大多采用三種除塵方式，第一種是布袋除塵，第二種是濕式電除塵，第三種是水膜除塵。

3.1 布袋除塵

布袋除塵器是當前運用十分普遍的一種除塵設施，是一種不含水分的煙氣除塵過濾器，濾袋可以高效地捉住煙氣粉塵顆粒，之后依托脈沖將粉塵進行分離的除塵技術之一。布袋除塵的工作機理是當煙塵顆粒進到濾袋內的時候，經過濾袋阻擋，體積大、直徑大的粉塵落到灰斗中，體積小的粉塵附著到濾袋上，從而實現濾袋的目標。然而這種除塵模式在蔗渣爐蔗渣燃燒不完全的時候較易出現燒袋問題，并且阻力過大，需轉換之前的風機體系，導致投入資金增多。

3.2 濕式電除塵

在原水膜除塵器基礎上增添濕式除塵器，是一種近些年大范圍運用的甘蔗糖廠除塵技術，該種除塵技術的特征是捕捉功能和粉塵的特征沒有關系，對電阻較高、具有火星、粘度大的粉塵粒子能夠高效捕捉，也適宜處置高濕與高溫鍋爐煙氣，然而其投入資金較多，運維成本較高，并且有較大阻力，需替換之前的風機系統，讓成本增高。

3.3 水膜除塵

麻石水膜除塵器具體包括清理孔、上部注水槽、文丘里、副筒體、下部溢水孔、連接煙道、主筒體等，該種除塵器的特征是：費用低，安裝便捷，具有較強的抗腐蝕、抗磨性能，功能穩定，除塵效率通常在90%以上，為此水膜除塵技術適合每小時75 t以下的鍋爐使用。

當前甘蔗糖廠麻石水膜除塵器具有文丘里入口上端水簾帶較易被煙氣卷跑、噴嘴壓力不平穩、噴嘴較易堵住、水膜分布不勻稱等問題，從而致使煙氣含塵比重過高，在本論文中，針對該種問題提出了有實際可行性的解決計劃，指明了有關的改造設備。

4 甘蔗糖廠麻石水膜除塵器改造

4.1 新型高效組合式麻石水膜除塵器的原理

新型的組合型麻石除塵器得到了政府承認的發明專利，其有效運用了文丘里原理，讓液氣在快速下完全混合后以緩慢的速度擴散，進而實現高效除塵的目標。這種除塵器的結構詳情見圖1。

圖1 新型高效組合式麻石除塵器主要結構簡圖

由圖1可以知道，煙氣首先從主塔前的文丘里通道經過，在收口前端截面灑水，讓水和煙氣全面混合且在收口的地方形成流動速度較快的水霧氣流，讓水氣混合勻稱，流到主塔以后，順著主塔內園的切線方向轉動，在重力與慣性的雙重影響下，水珠附著煙塵落下順水流走，煙氣向上流動，繼續流經斜板收口處與斜板水簾高速混合后擴散減速，使得煙氣中的煙塵再次被沖洗，煙氣在主塔內如此反復經四次沖洗后排放。

4.2 新型高效組合式麻石水膜除塵器的應用實踐

這種新型的組合型麻石水膜除塵器盡管除塵效率突出，然而運行阻力比較大，對糖廠的甘蔗處理量與鍋爐的出力有不可忽視的影響，并且替換風機系統成本會大幅增多，開榨過程中換風機的時間很有限。為了減小技術改革風險，該糖廠成立了技術攻關小組，攻關小組通過調研后，將技改后不影響鍋爐原有出力、不需更換原有風機列為前提提出以下的改造方案：①文丘里通道截面上的交錯布置的噴嘴數量不夠再增加3只；②加大噴水量及水壓。原設計的耙水量9 t/h是在燒蔗渣兼燒煤的情況，現全燒蔗渣風量比原來增加30%～50%除塵水量相應增大，且水壓要比原來高一倍的基礎上霧化才更好；③文丘里噴嘴霧化好后，主塔內的旋流板開口適當加大，保證鍋爐出力及效率。根據該改造方案，要求設備商根據該糖廠的實際情況進行設計，泵選用糖廠閑置泵。

該甘蔗糖廠改造方案于2017年7月開始實施，在文丘里通道截面上交錯布置的口徑為DN38螺旋形噴嘴數量由4只增加到7只，供5臺爐揚程為32m 200 m3/h二臺泵換成一臺揚程為52m 650 m3/h泵，8月完工，完工后，該糖廠對改造設備進行了冷態及動態測試，文丘里通道截面上的交錯布置的噴嘴噴出水霧布滿整個截面效果很好，歸功于泵壓由原0.2MPa增加到0.55MPa但主塔內運行阻力達2100 Pa，阻力明顯偏大，為了慎重起見，該糖廠請來專業部門進行改造，首先把主塔中的第一級斜板收口擴寬200mm，結果阻力只降了100 Pa，再將中間隔墻降低800mm，結果阻力又只降了200 Pa，設備運行阻力還有1800Pa，阻力還是偏大，后來又將主塔最后一級斜板收口擴寬100mm，阻力再一次降低了200 Pa，設施運行阻力下降了1600 Pa，基本達到預計成效。在榨季生產期間，5號爐出力和技術改革前比較，并未受影響，煙氣在線監測結果顯示，5號爐的煙塵排放基本在30～40 mg/m3之間，均值26 mg/m3，達到了預期要求。該糖廠委托具有相關檢測資質的環保檢測公司對本次技改進行了驗收檢測，檢測結果如表1所示。

表1 檢測結果

從檢測結果可以知道，新型高效組合型麻石除塵器除塵效果優良，和有濕電組合的電站爐比較，煙塵外排濃度每立方米差9 mg。由在線監測的信息可知，5號爐新型高效組合式麻石除塵器除塵效率是6號電站爐常規文丘里水膜除塵器的7倍以上。再從第三方的驗收檢測結果看，均值26.2 mg/m3，完全達到了預期的效果。

5 結語

經過技術改革應用實踐，表明這種新型組合型麻石除塵器除塵效果優良，處在目前同種類型的濕法除塵器的領先地位，另外，設施有較大的改良空間，除塵效率依舊可以提高。該除塵器具有資金投入少、運維成本低廉、除塵成效優良、運用時間長等特點，使用性價比高，運用空間廣泛，在目前環境保護要求逐漸提高的狀況下，更契合糖廠的發展需要，值得在制糖領域進行大力推廣。