淺析燒結(jié)主抽脫硫煙氣深度凈化治理技術(shù)

蘇 彤/唐山鋼鐵國際工程技術(shù)股份有限公司

淺析燒結(jié)主抽脫硫煙氣深度凈化治理技術(shù)

蘇 彤/唐山鋼鐵國際工程技術(shù)股份有限公司

針對燒結(jié)機(jī)主抽煙氣采用濕法脫硫后粉塵排放超標(biāo)問題，本文對工程設(shè)計過程中所接觸的四種脫硫煙氣深度凈化治理技術(shù)進(jìn)行了分析對比，并指出各自的技術(shù)特點。

燒結(jié)主抽；脫硫煙氣；改造

一、燒結(jié)煙氣脫硫除塵排放現(xiàn)狀

燒結(jié)煙氣經(jīng)現(xiàn)有靜電除塵器處理后，煙塵含量一般在70mg/Nm3左右，進(jìn)入脫硫塔后，因煙氣中的大量金屬離子、各類硫酸根離子、氨根離子及其他離子等與脫硫漿液進(jìn)一步反應(yīng)，生成各種復(fù)雜的硫酸鹽、銨鹽等并在煙氣中的一定濕氣條件下相互融合形成各類氣溶膠、鹽類微細(xì)顆粒等，加之上升煙氣中夾雜的微細(xì)石膏顆粒，造成燒結(jié)煙氣顆粒物濃度進(jìn)入脫硫塔后會進(jìn)一步升高，脫硫塔對較大顆粒物可以起到一定的洗滌作用，但對細(xì)小顆粒，尤其微細(xì)的氣溶膠類等污染物沒有任何洗滌作用，而脫硫塔現(xiàn)有傳統(tǒng)的瓦楞式雙層除霧器對細(xì)微顆粒及氣溶膠類污染物也無任何除塵效果，因此，燒結(jié)機(jī)煙氣經(jīng)除塵處理進(jìn)入脫硫塔后，反而會造成脫硫塔出口煙氣顆粒物濃度繼續(xù)增加。經(jīng)脫硫后外排煙氣含塵量一般在70～80mg/Nm3左右，不能滿足國家現(xiàn)有《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB28662-2012中燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣顆粒物小于40mg/Nm3的特別排放限值要求。如果脫硫塔內(nèi)徑設(shè)計值偏低，造成塔內(nèi)煙氣流速偏大，更容易造成脫硫塔煙氣中各類微細(xì)顆粒物隨煙氣上升而被排除塔外造成明顯拖尾現(xiàn)象及下石膏雨。因此，需要對現(xiàn)有的脫硫塔進(jìn)行改造，將煙氣脫硫進(jìn)行深度凈化處理，最終實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

二、改造方式、工作原理及技術(shù)特點

（一）濕式電除塵技術(shù)

改造方式：新建一套濕式電除塵器，與原有脫硫裝置配套使用，布置在濕法脫硫裝置尾部，脫硫塔煙囪與除塵器進(jìn)口之間通過管道相連接，電除塵器的主要目的是脫除脫硫后煙氣中的煙塵，確保煙塵排放達(dá)標(biāo)。此裝置依靠高壓靜電場的作用，將各種細(xì)微顆粒物收集至集塵極，然后依靠沖洗的方式收集，達(dá)到除塵的目的。

工作原理：金屬放電線在直流高電壓的作用下，將其周圍氣體電離，使粉塵或霧滴粒子表面荷電，荷電粒子在電場力的作用下向收塵極運(yùn)動，并沉積在收塵極上，水流從集塵板頂端流下，在集塵板上形成一層均勻穩(wěn)定的水膜，將板上的顆粒帶走。因此，濕式電除塵器與干式電除塵器的除塵原理相同，都要經(jīng)歷荷電、收集和清灰三個階段。然而，與靜電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。

技術(shù)特點：收塵效率不受粉塵性質(zhì)影響；能杜絕反點暈現(xiàn)象；有效遏制二次揚(yáng)塵[1]；耗水量低；可以有效避免石膏雨；占地面積大；施工周期長；初投資及運(yùn)行費(fèi)用高。

（二）離心管束式除塵器

改造方式：拆除脫硫塔內(nèi)現(xiàn)有除霧器，在除霧器原有支架系統(tǒng)上，經(jīng)設(shè)計配套安裝離心管束式除霧除塵深度凈化模塊進(jìn)行組裝。同時對除霧器清洗系統(tǒng)進(jìn)行改造，并配置霧化噴槍精除塵系統(tǒng)。但無需改變吸收塔內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)及相關(guān)電控系統(tǒng)。

工作原理：經(jīng)高效脫硫及初步除塵后的煙氣，向上經(jīng)離心管束式除塵裝置進(jìn)一步完成高效除塵除霧過程。離心管束式除塵裝置由分離器、增速器、導(dǎo)流環(huán)、匯流環(huán)、管束道、除塵液膜布置器等構(gòu)成。煙氣在一級分離器作用下使氣流高速旋轉(zhuǎn)，在液膜布置器作用下，液滴在壁面形成一定厚度的動態(tài)液膜，煙氣攜帶的細(xì)顆粒灰塵及液滴持續(xù)被液膜捕獲吸收，連續(xù)旋轉(zhuǎn)上升的煙氣經(jīng)增速器調(diào)整后再經(jīng)二級分離器去除微細(xì)顆粒物及液滴。同時在增速器和分離器葉片表面形成較厚的液膜，在高速氣流的作用下發(fā)生“散水”現(xiàn)象，大量的大液滴從葉片表面被拋灑出來，在液膜布置器作用下，在管束除塵器內(nèi)壁形成均勻的液膜層，穿過液滴層的細(xì)小液滴及塵霧顆粒一并被脫除。最后經(jīng)過匯流環(huán)排出，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。[1]

技術(shù)特點：不占用地面面積；改造難度低、施工周期短；處投資低、運(yùn)行費(fèi)用低；系統(tǒng)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低。

（三）霧化冷卻洗滌塔+高效脫水除霧塔除塵技術(shù)

改造方式：在原有脫硫系統(tǒng)后新建霧化冷卻洗滌塔與高效脫水除霧塔，脫硫塔與霧化冷卻洗滌塔之間通過管道連接。

工作原理：脫硫煙氣通過管道從上部進(jìn)入霧化冷卻洗滌塔，在塔內(nèi)的一系列噴嘴對煙氣進(jìn)行噴入霧化水后，煙氣中攜帶的灰塵被極小極快的霧化水滴收集，微細(xì)粉塵凝聚成大粉塵，由于重力作用，粉塵離開煙氣進(jìn)行沉降，隨污水一起溜走。進(jìn)入高效脫水除霧塔的霧化水汽，在脫水器內(nèi)通過離心力作用進(jìn)行進(jìn)一步脫水除塵，最終通過除霧塔頂新建煙囪達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)特點：系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本低；操作簡單、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；凈化效率高；初投資相對較大；需占用地面面積。

（四）規(guī)流相變除塵器

改造方式：拆除脫硫塔內(nèi)除霧器，更換為規(guī)流相變除塵除霧裝置，同時改造原除霧器沖洗水管路。

工作原理：規(guī)流相變除塵器采用了獨(dú)特的導(dǎo)流設(shè)計，規(guī)流相變系統(tǒng)在脫硫塔內(nèi)做自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的運(yùn)動。當(dāng)煙氣進(jìn)入脫硫塔后，經(jīng)導(dǎo)流系統(tǒng)規(guī)整，按設(shè)計產(chǎn)生動力，推動安裝在系統(tǒng)上的規(guī)流相變系統(tǒng)，煙氣流向、成分發(fā)生改變并重新聚集，使其呈規(guī)則流動與不規(guī)則混合共存狀態(tài)，煙氣中攜帶的粉塵、霧滴由于慣性撞擊填料球表面而被捕集，填料球連續(xù)不斷的不規(guī)則運(yùn)動，當(dāng)其表面積累的漿液量達(dá)到一定程度，即漿液液滴自身重力大于液滴在填料球表面的張力時，液滴便會下落返回塔底漿池，從而完成粉塵和霧滴高效脫除過程。

技術(shù)特點：不占用地面面積；改造難度低、施工周期短；處投資低、運(yùn)行費(fèi)用低；系統(tǒng)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低；系統(tǒng)內(nèi)小球易磨損，容易從系統(tǒng)內(nèi)脫落，有堵塞噴頭、泥漿泵等隱患。

三、結(jié)束語

通過對比分析發(fā)現(xiàn)，每種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢與不足，只有針對具體項目綜合考慮，選擇適合的改造方式，才能充分發(fā)揮自己的技術(shù)優(yōu)勢。

[1] 鄭易捷,胡亦鋒.濕式電除塵性能因素的分析研究,科技咨詢,2009.

[2] 閆循英,王峰.管束式除塵器與濕式除塵器技術(shù)初探,綠色科技,2016(20):57-58.