濕式電除塵器在湘鋼360㎡燒結(jié)機(jī)全煙氣脫硫的應(yīng)用

摘要：濕式電除塵器能夠有效捕集濕法脫硫后煙氣中的細(xì)顆粒物PM2.5、水霧、重金屬汞、SO3、酸霧等多種污染物。湘鋼360㎡燒結(jié)機(jī)全煙氣脫硫采用石灰石-石膏+濕式電除塵器技術(shù)，2018年6月份投產(chǎn)使用。經(jīng)過一年多穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)測試證明，煙氣排放濃度能夠小于20mg/Nm?，為燒結(jié)機(jī)機(jī)頭污染物控制技術(shù)選擇提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵器;燒結(jié)煙氣;濕法脫硫;煙塵排放

Abstract：Wet electrostatic precipitator can effectively capture fine particulate matter PM2.5，water mist particle，mercury，SO3 acid mist and other pollutants in the flue gas after wet desulfurization. Limestone-Gypsum FGD+ wet electrostatic precipitator used in the all flue gas desulfurization of 360m2 sintering machines of Xiangtan Iron and Steel company.This engineering put into operation in June 2018. After running for one year，the results of operation and experiment test show that the dust emission concentra-tion is lower than 20 mg/Nm?.It provides a better reference for sintering machine tail choice of pollutant control technology.

Key words：Wet electrostatic precipitator;Sintering flue gas;Wet desulfurization;Fine particulate matter

GB28662-2012《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]比GB9078-1996對鋼鐵燒結(jié)煙氣中的大氣污染物的排放做出了更加嚴(yán)格的規(guī)定，燒結(jié)機(jī)頭煙氣中二氧化硫排放濃度須小于200mg/Nm3，粉塵排放濃度須小于50mg/Nm3。目前環(huán)大氣〔2019〕35號《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》[2]中，超低排放標(biāo)準(zhǔn)對排放物要求更加嚴(yán)格，燒結(jié)機(jī)頭煙氣二氧化硫排放濃度須小于50mg/Nm3，粉塵排放濃度須小于20mg/Nm3。

超低排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對燒結(jié)煙氣脫硫提出更高的要求。單純地采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，即使通過機(jī)頭電除塵器的綜合提效改造使脫硫進(jìn)口滿足排放要求，脫硫系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的石膏漿液攜帶也會導(dǎo)致脫硫出口的煙塵排放超標(biāo)。脫硫系統(tǒng)的除霧器一般也只能去除40以上大液滴水霧，但對煙氣中的微細(xì)水霧、細(xì)顆粒物、重金屬和氣溶膠粒子的去除效果較弱。

濕式電除塵器作為脫硫系統(tǒng)下游的煙氣處理裝置，對細(xì)顆粒物PM2.5、水霧、重金屬顆粒、汞、SO3、酸霧等污染物有較好的捕集作用[3]。2017年，華菱湘潭鋼鐵公司投資5 000多萬元，對360m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行全煙氣脫硫改造，采用石灰石-石膏+濕式電除塵器技術(shù)，于2018年6月份投運(yùn)。初運(yùn)行時(shí)電場運(yùn)行不穩(wěn)定，通過工藝優(yōu)化，目前運(yùn)行效果良好，粉塵排放低于20mg/Nm3。

1 工程概述

湘鋼一燒360m2燒結(jié)機(jī)脫硫工藝采用石灰石-石膏濕法脫硫，脫硫出口煙塵排放濃度平均值為100mg/Nm3。僅建設(shè)脫硫設(shè)施，無法滿足出口粉塵低于50mg/Nm3的要求。因此在脫硫塔后設(shè)置濕式電除塵器，實(shí)現(xiàn)煙塵排放終端控制。

1.1 濕式電除塵器工作原理

濕式電除塵器的工作原理是：在除霧設(shè)備的陽極板（管）和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強(qiáng)電場的作用下，陰極周圍方圓一公分的氣體發(fā)生充分電離，在擴(kuò)散和電場力的作用下使得除塵器空間充滿帶正、負(fù)電荷的離子;隨工藝氣流進(jìn)入除塵器內(nèi)的塵（霧）粒子與這些正、負(fù)離子相碰撞并吸附而荷電，帶電塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場庫侖力的作用，分別向陰、陽極運(yùn)動;到達(dá)兩極后，將各自所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒本身則由于其固有的黏性而附著在陽極板（筒）和陰極線上，然后通過水沖洗的方法清除。因此，濕式電除塵器與干式電除塵器原理相同，都要經(jīng)歷荷電、收集和清灰三個(gè)階段。然而，與普通干式除塵器清灰不同的是，濕式電除塵器采用液體沖刷集塵極表面來進(jìn)行清灰[4]。

1.2 濕式電除塵器工藝設(shè)計(jì)

華菱湘潭鋼鐵公司一燒360m2燒結(jié)機(jī)濕式電除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

（1）內(nèi)部收塵極是整個(gè)設(shè)備的核心，陽極管組為正六邊形形狀，材料選用非金屬耐腐蝕樹脂基導(dǎo)電材料CFRP，具有良好的導(dǎo)電性和極強(qiáng)的耐腐蝕性。（2）放電極材料采用耐酸性和耐腐蝕性2205雙相不銹鋼。上下氣室均設(shè)有陰極框架，并用絕緣箱固定，放電線固定于上下陰極框架上。采用這種固定穩(wěn)定性好，電暈線不易發(fā)生擺動。（3）放電極絕緣子采用熱風(fēng)吹掃，實(shí)現(xiàn)絕緣瓷瓶與飽和濕煙氣有效隔離，防止絕緣瓷瓶受潮爬電，提高電場運(yùn)行穩(wěn)定性。（4）收塵極和放電極采用定期沖洗方式，清洗周期根據(jù)煙塵特性決定。清洗噴嘴采用非金屬耐腐蝕高強(qiáng)度實(shí)心渦旋噴嘴，清洗液滴與煙氣流場均勻分布，保證電場區(qū)整體清洗效果。（5）采用高頻電源，額定二次電壓達(dá)80kV，額定電流2 400mA，提高電場的運(yùn)行電壓和電流，能快速適應(yīng)煙氣工況的變化，保證除塵效率。

2 運(yùn)行效果與性能測試

2.1 運(yùn)行狀況

一燒360m2燒結(jié)機(jī)濕式電除塵器于2018年6月正式投入運(yùn)行，設(shè)備投運(yùn)初期，電場運(yùn)行穩(wěn)定。運(yùn)行3個(gè)月后，電場二次電壓和二次電流出現(xiàn)波動，停機(jī)檢修時(shí)對濕式電除塵器內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)陰極線上出現(xiàn)積灰腐蝕現(xiàn)象，我們隨即對工藝運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整。

（1）加大一燒脫硫漿液的廢水排放量，每日外送脫硫廢水量由之前的72m3提高至110m3。脫硫塔漿液內(nèi)氯離子濃度由之前80 000mg/L降低至20 000mg/L以下，減少漿液內(nèi)氯離子造成的極線腐蝕。（2）在噴淋工藝水泵后增設(shè)增壓閥，增加噴淋壓力，將噴淋壓力由之前的0.2Mpa提高至0.3Mpa，提高沖洗力度。工藝調(diào)整后運(yùn)行至今超過一年時(shí)間，四個(gè)電場分區(qū)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，二次電壓范圍為50～70kV，二次電流范圍為1 000～2 000mA。利用燒結(jié)機(jī)停機(jī)定修時(shí)間，多次對濕式電除塵器內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行全面檢查。陽極模塊導(dǎo)電玻璃鋼材質(zhì)外觀完好，陰極系統(tǒng)、清洗管道、噴嘴、支撐梁等各設(shè)備未再出現(xiàn)腐蝕情況。陽極管束上有少量積灰，陰極線上基本無粘灰，除塵效果穩(wěn)定。

2.2 性能測試

第三方檢測機(jī)構(gòu)于2019年多次對濕式電除塵器排放進(jìn)行了測試。濕式電除塵器出口煙塵平均排放濃度為8mg/Nm3，滿足≤20mg/Nm3的設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，每小時(shí)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)2019年以來未出現(xiàn)超標(biāo)情況，均低于20mg/Nm3 。

3 結(jié)語

湘鋼360㎡燒結(jié)機(jī)全煙氣脫硫工程采用濕式電除塵器，應(yīng)用前期雖遇到一些問題，但通過工藝優(yōu)化調(diào)整，最終有效穩(wěn)定的滿足了國家超低排放的要求。此次工程應(yīng)用為國內(nèi)同行業(yè)濕式電除塵器的選擇使用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為我國鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物的綜合治理提供有效的技術(shù)方案。

參考文獻(xiàn)

[1]環(huán)境保護(hù)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.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]北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[2]生態(tài)環(huán)境部，國家發(fā)展和改革委員會，工業(yè)和信息化部等.環(huán)大氣〔2019〕35號關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見[R/OL].北京：生態(tài)環(huán)境部（2019-04-28）.http：//www.mee.gov.cn.

[3]聶孝峰，張超，等，濕式電除塵（霧）器在燃煤電廠300MW機(jī)組上的應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2016，32（2）：32-34.

[4]薛建明，縱寧生，濕法電除塵器的特性及其發(fā)展方向[J].電力環(huán)境保護(hù)，1997，13（3）：40-44.

收稿日期：2020-06-18

作者簡介：閆現(xiàn)芳（1983-），女，漢族，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向?yàn)闊Y(jié)煙氣排放治理。