濕式電除塵器在刨花板行業干燥尾氣凈化中的應用

文_羅如生 福建龍凈環保股份有限公司

我國是世界人造板生產大國，產量高居全球首位。隨著國民經濟的穩步提高，我國人造板生產和消費需求將持續增長。刨花板作為我國人造板領域三大組成部分之一，其在生產過程中的刨花干燥工段，產生大量的高含塵濃度廢氣，對生態環境造成巨大壓力。

2015年原國家環保部辦公廳發布了《人造板工業污染物排放標準（征求意見稿）》，將人造板所有工序的顆粒物大氣排放限值由原來的120mg/m3降至20mg/m3。同時針對國土開發密度較高、環境承載能力開始減弱、生態環境脆弱的地區，煙氣顆粒物排放限值更是要求達到10mg/m3以下。

鑒于刨花板干燥尾氣具有含塵濃度高、煙氣溫度高、煙氣含濕量高的特點，業內傳統的廢氣除塵設備已難以應對最新的環保標準。目前旋風除塵器在人造板/刨花板行業干燥尾氣粉塵凈化中應用最多。但由于刨花干燥尾氣中所含的顆粒物多為低密度微細纖維，且旋風分離機理對小粒徑顆粒物的捕集能力存在局限性，故旋風除塵已無法滿足超低排放行業要求。袋式除塵器對于高溫高濕煙氣，及易潮解、黏性高的粉塵，容易在濾袋表面產生結餅糊袋問題，大幅降低濾袋使用壽命，增大壓力損失及運行能耗，不適宜在刨花板行業中使用。此外，部分企業采用水幕除塵工藝處理刨花板干燥尾氣，或將旋風除塵與水幕除塵串聯使用，同樣難以將廢氣顆粒物排放濃度控制在20mg/m3以下。

1 濕式電除塵器適用性分析

針對木質顆粒具有較好潤濕性的特點，歐洲較早地開發了以濕式電除塵技術為基礎的人造板干燥尾氣凈化設備。濕式電除塵器的收塵原理如圖1所示。它利用高壓電暈放電，使煙氣中的顆粒物荷電，荷電后的顆粒物在電場力的作用下移動并吸附于金屬收塵板表面，進而從煙氣中被分離出來。在極板清灰型式上，濕式電除塵器采用水膜清灰的方式，通過噴淋沖刷液（水）使收塵板（陽極板）上附著的顆粒物隨水膜的流動流向除塵器底部并排走，避免通過機械或震動清灰造成的二次揚塵，有利于保證低濃度煙塵的穩定排放。濕式電除塵器在刨花板干燥尾氣凈化中有著出色的適用性。由于濕電的收塵性能與顆粒物特性無關，尤其適用于含濕煙氣的處理。同時，相較于其它類型除塵設備，濕電對高溫煙氣具有出色的適應能力。此外，濕電在噴淋沖洗的過程中還能夠協同吸收凈化一部分煙氣中所含的硫化物、甲醛、酚類及其他有毒有害揮發性有機物，降低大氣污染物排放。

近年來國外紛紛將濕式電除塵技術運用在人造板領域干燥工藝尾氣治理，包括德國EWK公司、美國TSI公司等，在國外已有成功案例，可滿足歐美各國最嚴格的排放標準。我國的濕式電除塵技術已廣泛應用于燃煤、生物質鍋爐煙氣凈化領域，并成功將煙塵排放濃度控制在5mg/m3甚至更低，我國濕式電除塵技術已具備在人造板領域應用底蘊。

圖1 濕式電除塵器收塵原理示意圖

2 工程應用實例

2.1 工程概況

廣西某板業有限公司現一條年產22萬m3的定向刨花板（OSB）生產線。該生產線配備有一套35t/h處理量的烘干爐，用于干燥刨花使其含水率滿足工藝要求。烘干爐排出的尾氣中含有大量的木屑顆粒和水汽，尾氣經過引風機后首先進入一套現有的旋風除塵設備進行預除塵。經預除塵后的尾氣溫度仍有140℃，濕度16.5%，且含塵濃度仍高達600mg/Nm3，若直接排放將遠超相關環保標準。

鑒于此刨花板干燥尾氣凈化工程兼具煙氣量大、煙溫及濕度偏高、除塵效率要求高的特點，該公司經過技術考察和反復論證后，確定采用福建龍凈環保股份有限公司自主研發的LKWESP型濕式電除塵設備，旨在實現干燥尾氣顆粒物排放濃度≤10mg/Nm3的環保目標。

2.2 設備技術特點

本項目采用的龍凈LKWESP型濕式電除塵設備，采用噴淋洗滌區+濕式電除塵器本體+煙囪上下一體化布置結構，解決了現場場地空間局限的問題，避免了系統臃腫及部分鋼支架的額外投資。設備整體結構布置如圖2所示。

圖2 一體化濕式電除塵器結構示意圖

含塵尾氣以下進上出的形式首先進入到設備的噴淋洗滌區。噴淋洗滌區設置在濕式電除塵器的下部，主要靠高壓噴嘴噴射出的液滴來捕集煙氣中的顆粒物。由于顆粒物粒度很小，通常只有十幾微米，液滴與粉塵之間可通過慣性碰撞和布朗運動，產生有效的截留、布朗擴散、凝聚和沉降，進而使煙塵濃度及煙氣溫度出現顯著的下降，起到了降低濕電處理煙氣量及粉塵負荷的作用。由于設備采用了逆流噴淋結構，在噴淋區內煙氣從底部逆流進入，可確保氣液充分接觸，增加了氣液碰撞吸收效率，并對粉塵及易溶于水的甲醛等VOCs進行充分洗滌，提高了系統對各項污染物的脫除效率。

煙氣經過噴淋洗滌區后，繼續向上流動進入到濕式電除塵器本體。高含濕粉塵顆粒有助于其在濕電的電場區域內充分荷電，進而被陽極（收塵板）捕集。濕電本體內部主要由陰極系統、陽極系統、沖洗清灰系統及高壓供電系統組成，具體如圖3、4所示。其中，陰極系統采用優異放電尖端結構設計，可保證放電性能同時減少電場死區。陰極線采用2205合金鋼材質，既可以保證系統結構強度，同時具有出色的耐腐蝕性能，確保設備的性能及壽命，可有效應對刨花板干燥尾氣長期高溫、飽和濕態煙氣的運行工況。陽極則采用大平板結構設計，易受清洗水沖擊并形成均勻水膜，最大程度清洗極板收集的粉塵顆粒，保證極板潔凈，提高系統除塵效率。

針對刨花板干燥尾氣中顆粒物黏性高、易形成堆灰積灰、難以從極板表面被清除的特點，本項目在電場布置和沖洗清灰系統做了改進。一方面采用了獨特的移動式高壓沖洗清灰機構，可使每一組高壓噴嘴跨各電場通道往復移動。該設計擴大了電場沖洗范圍，減少了極板的沖洗死區，可實現點對點全覆蓋高效清洗；另一方面，本項目濕電采用上下兩層雙電場結構。即將原有的9m高的陽極板改為上下垂直布置的兩層短極板，每層陽極板高度為4.5m，對每一層極板對應的陰極系統進行獨立供電，并為每一層極板設置獨立的移動沖洗清灰系統。該結構將沖洗系統所需覆蓋的垂直距離縮短了一倍，使單位面積陽極板對應的噴嘴數量翻倍，進一步避免了陽極板積灰的問題。此外，雙電場結構還可根據刨花板生產線的負荷變化適當調整供電分區，在滿足排放要求的同時節能降耗。

圖3 濕式電除塵器結構圖

圖4 濕式電除塵器陰、陽極結構示意圖

2.3 設備選型設計及結構參數

該公司定向刨花板生產線干燥尾氣配套除塵設備，經多次實地勘查，反復分析研究煙氣參數及場地條件，確定方案的選型設計參數如表1所示。結合選型經驗并合理優化結構設計，最終確定該項目濕式電除塵器的結構參數如表2所示。

表1 濕式電除塵設備選型設計參數

表2 濕式電除塵設備結構參數

3 結語

廣西某公司定向刨花板生產線干燥尾氣除塵凈化工程，采用龍凈環保LKWESP型濕式電除塵器，通過以上選型設計，目前正在執行階段，投運后，濕式電除塵器的二次電壓將調整在45～55kV以上，火化率控制在0。預計在各種工況下，煙氣顆粒物排放濃度可穩定控制在10mg/Nm3以內，滿足最新環保標準。該項目作為國內自主技術知識產權濕式電除塵器在刨花板行業干燥尾氣凈化中的應用工程，為我國濕式電除塵技術開拓出新的市場應用空間，具有廣闊的應用前景和推廣意義。