提升電收塵收塵效率研究

張曉寧

（北方銅業垣曲冶煉廠， 山西 垣曲 043700）

垣曲冶煉廠熔煉電收塵主要處理熔煉爐吹煉產生的煙氣，電收塵采用2 套LD50 m2-4-6 電收塵器進行煙塵收集，從2020 年5 月系統大修結束開爐后，經過2 個月的正常運行后，收塵電壓逐漸降低，收塵效率下降至80%左右，難以達到電收塵收塵效率的設計值，即99%，電收塵出口煙氣含塵較高，對后續的煙氣制酸工藝產生較大的影響，生產成本較高。本文針對影響電收塵收塵效率低這一問題進行了研究，采取相應措施后效果顯著。

1 火法冶煉工藝概況

垣曲冶煉廠火法冶煉工藝過程：混合爐料從爐子頂部的加料口連續加入爐內，從爐子底部鼓入氧氣和保護空氣，攪拌熔池熔體，使爐料完成加熱、脫水、分解、熔化、氧化、造锍、造渣反應，液體銅锍和爐渣因比重不同而分層，分別從銅锍口和渣口間斷放出，底吹爐熔煉生產的含塵煙氣由爐口先進入直升煙道段，出來后經余熱鍋爐降溫（750 ℃降至380 ℃），通過象鼻子進入電收塵中進行收塵作業。電收塵收塵效率低會直接造成大量煙灰堆積于煙道和高溫風機中，造成高溫風機腐蝕，影響使用；含塵煙氣經電收塵后進入硫酸凈化工段，經稀酸洗滌后進行污酸處理，由于煙氣中含塵較高，易引起污酸中銅離子濃度過高，造成污酸處理成本增加。

2 電收塵使用現狀

2020 年5 月，垣曲冶煉廠系統大修結束后兩個月，電收塵運行較好，收塵效率在95%以上，自7 月份開始，電收塵的收塵效率一直在85%以下。對電收塵進行漏點排查后，并沒有發現明顯的漏風點。對從7月份—12 月份電收塵器的收塵效率和出口煙氣塵濃度進行統計，如表1 所示。

表1 收塵效率主要影響因素

由表1 可以看出，7—12 月份收塵效率平均值為77%，11 月和12 月電收塵效率最低，為68%和72%，相比5 月份和6 月份的95%以上的收塵效率，有明顯的下降。出口塵小時質量濃度平均值為2.95 g/m3，12月份達到了4.13 g/m3，偏離了設計值。

由于出口煙氣含塵量較高，致使煙氣管道煙灰集聚較厚，煙道截面積減小，從而使整個煙道的負壓較低，現場逸散煙氣較大，作業環境較差，需要系統停產進行煙道清理工作，給生產組織造成較大的困難。

3 收塵效率的影響因素及采取的措施

針對電收塵效率低的主要問題，經過分析找到影響其收塵效率的三個主要因素，并有針對性地采取相關措施，電收塵效率有了明顯提升，取得了良好的效果。

3.1 入爐精礦水分含量的影響及采取的措施

3.1.1 入爐精礦水分含量的影響

對不同月份入爐精礦含水率與其對應的電收塵收塵效率進行了統計，在184 d 觀察期內，不同入爐精礦含水率對電收塵收塵效率產生規律性影響，由圖1 可以看出，當精礦含水率增加，電收塵收塵效率降低，當精礦含水率減少，電收塵收塵效率相應提高。

圖1 精礦含水量和收塵效率關系圖

3.1.2 采取的措施

車間對主控人員工藝控制水平組織培訓，對入爐精礦進行及時調整，降低水含量過高煙灰進入底吹爐的比例；加強同原料車間溝通，進行合理配料，嚴格上料制度，合理配比中和渣；加強與質檢中心化驗室溝通，提高職工責任心，及時根據化驗結果和原料車間配合，避免高含水物料集中進入底吹爐中。

通過以上措施的實施，對2 月份6 批次入爐精礦的含水率和電收塵對應的收塵效率進行了統計，入爐精礦含水率平均值為10.5%，基本符合對入爐精礦含水率要求，電收塵的收塵效率平均值在95.41%，且當入爐精礦含水率為10%時，電收塵收塵效率達到96.65%。

3.2 放電極煙灰附著厚度的影響及采取的措施

3.2.1 煙灰厚度的影響

通過對極板表面不同煙灰厚度下的放電電壓進行統計，結果如表2 所示。從表2 可以看出，煙灰附著厚度越厚，放電電壓越低，放電越困難，可通過增加熱風吹掃設備予以改善。

表2 放電電壓和煙灰厚度的關系

3.2.2 采取的措施

建立并完善電收塵放灰和清灰制度，要求專人負責，加強管理，以避免煙灰的堆積；密切關注底吹爐加料量、電收塵入口負壓、電收塵極板煙塵厚度，適當調整陽極振打和清理極板煙灰的頻率，保證極板表面干凈。

截至2021 年4 月，熔煉爐電收塵共運行12 個月，共經歷4 次系統小修，每次小修期間，都對電收塵極板煙灰進行清理，極板表面基本無煙灰，清理完成后，各個電場放電電壓如表3 所示。

表3 2021 年小修后電場放電電壓 kV

由表3 可以看出，每次小修清理完成后，當極板表面干凈、無積灰時，電收塵收塵電壓會迅速升至25 kV 以上，收塵效率顯著提升，基本可以達到95%以上，效果明顯。

3.3 電收塵入口煙氣溫度的影響及采取的措施

3.3.1 電收塵入口煙氣溫度的影響

煙氣溫度對電除塵性能有重要影響，在煙塵條件困難的情況下尤其如此，電除塵器進口煙氣溫度主要根據冶煉生產過程和電除塵器的適宜操作溫度來選定，電除塵的操作溫度雖然視不同的煙氣成分和煙塵性質而不同，但均應保持內部各點溫度在煙氣的露點以上，適合用電除塵器捕集。通過對四個月的電收塵入口溫度和電收塵的收塵效率進行統計，同時對熱電偶進行校準，得出電收塵入口溫度和收塵效率的對比情況，如圖2 所示。通過對電收塵入口溫度調查分析，可以看出，隨著溫度升高，電收塵收塵效率提高。

圖2 電收塵入口溫度和收塵效率的對比

3.3.2 采取的措施

為提高煙氣溫度，在增加熔煉底吹爐入爐精礦配料時，適當提高入爐精礦中高硫精礦和燃料比例，保證入爐氧氣濃度，以增加爐內反應釋放的熱量，提升煙氣溫度；其次由專人負責控制底吹爐直升煙道循環水進出口溫度，以減少熱量損失。這樣可保證電收塵入口溫度穩定在380 ℃以上，提高電收塵收塵效率。

通過2 月份的調查分析，電收塵入口煙氣平均溫度在385 ℃，在此條件下，電收塵煙灰收集量平均每天達到17 斗，經質檢中心測定，收塵效率達到94.19%，基本達到目標，取得了較好的效果。

3.4 漏風率的影響及采取的措施

3.4.1 漏風率對收塵效率的影響

由于電收塵器漏風率影響收塵效率，所以在對電收塵器完成大修之后，都會進行氣密性試驗，而且在除塵刮板機出口都安裝了氣密性較好的行星閥，也就是說所有電收塵器基本上都可以滿足技術要求。但在運行數月后，尤其在12 月份，質檢中心在對電收塵進行收塵效率測定時，發現漏風率較高，當月的收塵效率較低。

3.4.2 采取的措施

在系統小修時，對電收塵的殼體進行檢查，由于部分殼體長時間沒有更換，發現局部腐蝕有洞，造成漏風率較高。因此，在重新對殼體進行更換后，電收塵效率有明顯提高。

4 結語

針對電收塵效率低的問題，通過采取定期清理電收塵極板、控制電收塵入口溫度在380 ℃以上、控制入爐精礦含水量穩定在10%、降低漏風率四項措施，使得垣曲冶煉廠熔煉爐電收塵效率基本穩定在96%。