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烧结主抽脱硫烟气深度净化治理技术
苏 彤/ 唐山钢铁国际工程技术股份有限公司
【摘 要】针对烧结机主抽烟气采用湿法脱硫后粉尘排放超标问题,本文对工程设计过程中所接触的四种脱硫烟气深度净化治理技术进行了分析对比,并指出各自的技术特点.
【关键词】烧结主抽；脱硫烟气；改造
一、烧结烟气脱硫除尘排放现状
烧结烟气经现有静电除尘器处理后,烟尘含量一般在70mg/Nm3 左右,进入脱硫塔后,因烟气中的大量金属离子、各类硫酸根离子、氨根离子及其他离子等与脱硫浆液进一步反应,生成各种复杂的硫酸盐、铵盐等并在烟气中的一定湿气条件下相互融合形成各类气溶胶、盐类微细颗粒等,加之上升烟气中夹杂的微细石膏颗粒,造成烧结烟气颗粒物浓度进入脱硫塔后会进一步升高,脱硫塔对较大颗粒物可以起到一定的洗涤作用,但对细小颗粒,尤其微细的气溶胶类等污染物没有任何洗涤作用,而脱硫塔现有传统的瓦楞式双层除雾器对细微颗粒及气溶胶类污染物也无任何除尘效果,因此,烧结机烟气经除尘处理进入脱硫塔后,反而会造成脱硫塔出口烟气颗粒物浓度继续增加.经脱硫后外排烟气含尘量一般在70~80mg/Nm3 左右,不能满足国家现有《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》GB28662-2012 中烧结机机头烟气颗粒物小于40mg/Nm3 的特别排放限值要求.如果脱硫塔内径设计值偏低,造成塔内烟气流速偏大,更容易造成脱硫塔烟气中各类微细颗粒物随烟气上升而被排除塔外造成明显拖尾现象及下石膏雨.因此,需要对现有的脱硫塔进行改造,将烟气脱硫进行深度净化处理,最终实现达标排放.
二、改造方式、工作原理及技术特点
(一)湿式电除尘技术
改造方式：新建一套湿式电除尘器,与原有脱硫装置配套使用,布置在湿法脱硫装置尾部,脱硫塔烟囱与除尘器进口之间通过管道相连接,电除尘器的主要目的是脱除脱硫后烟气中的烟尘,确保烟尘排放达标.此装置依靠高压静电场的作用,将各种细微颗粒物收集至集尘极,然后依靠冲洗的方式收集,达到除尘的目的.
工作原理：金属放电线在直流高电压的作用下,将其周围气体电离,使粉尘或雾滴粒子表面荷电,荷电粒子在电场力的作用下向收尘极运动,并沉积在收尘极上,水流从集尘板顶端流下,在集尘板上形成一层均匀稳定的水膜,将板上的颗粒带走.因此,湿式电除尘器与干式电除尘器的除尘原理相同,都要经历荷电、收集和清灰三个阶段.然而,与静电除尘器清灰不同的是,湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰.
技术特点：收尘效率不受粉尘性质影响；能杜绝反点晕现象；有效遏制二次扬尘[1]；耗水量低；可以有效避免石膏雨；占地面积大；施工周期长；初投资及运行费用高.
(二)离心管束式除尘器
改造方式：拆除脱硫塔内现有除雾器,在除雾器原有支架系统上,经设计配套安装离心管束式除雾除尘深度净化模块进行组装.同时对除雾器清洗系统进行改造,并配置雾化喷精除尘系统.但无需改变吸收塔内部、外部结构及相关电控系统.
工作原理：经高效脱硫及初步除尘后的烟气,向上经离心管束式除尘装置进一步完成高效除尘除雾过程.离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环、管束道、除尘液膜布置器等构成.烟气在一级分离器作用下使气流高速旋转,在液膜布置器作用下,液滴在壁面形成一定厚度的动态液膜,烟气携带的细颗粒灰尘及液滴持续被液膜捕获吸收,连续旋转上升的烟气经增速器调整后再经二级分离器去除微细颗粒物及液滴.同时在增速器和分离器叶片表面形成较厚的液膜,在高速气流的作用下发生“散水”现象,大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来,在液膜布置器作用下,在管束除尘器内壁形成均匀的液膜层,穿过液滴层的细小液滴及尘雾颗粒一并被脱除.最后经过汇流环排出,实现达标排放.[1]
技术特点：不占用地面面积；改造难度低、施工周期短；处投资低、运行费用低；系统简单、运行费用低.
(三)雾化冷却洗涤塔+ 高效脱水除雾塔除尘技术
改造方式：在原有脱硫系统后新建雾化冷却洗涤塔与高效脱水除雾塔,脱硫塔与雾化冷却洗涤塔之间通过管道连接.
工作原理：脱硫烟气通过管道从上部进入雾化冷却洗涤塔,在塔内的一系列喷嘴对烟气进行喷入雾化水后,烟气中携带的灰尘被极小极快的雾化水滴收集,微细粉尘凝聚成大粉尘,由于重力作用,粉尘离开烟气进行沉降,随污水一起溜走.进入高效脱水除雾塔的雾化水汽,在脱水器内通过离心力作用进行进一步脱水除尘,最终通过除雾塔顶新建烟囱达标排放.
技术特点：系统运行维护成本低；操作简单、系统运行稳定可靠；净化效率高；初投资相对较大；需占用地面面积.
(四)规流相变除尘器
改造方式：拆除脱硫塔内除雾器,更换为规流相变除尘除雾装置,同时改造原除雾器冲洗水管路.
工作原理：规流相变除尘器采用了独特的导流设计,规流相变系统在脱硫塔内做自转和公转的运动.当烟气进入脱硫塔后,经导流系统规整,按设计产生动力,推动安装在系统上的规流相变系统,烟气流向、成分发生改变并重新聚集,使其呈规则流动与不规则混合共存状态,烟气中携带的粉尘、雾滴由于惯性撞击填料球表面而被捕集,填料球连续不断的不规则运动,当其表面积累的浆液量达到一定程度,即浆液液滴自身重力大于液滴在填料球表面的张力时,液滴便会下落返回塔底浆池,从而完成粉尘和雾滴高效脱除过程.
技术特点：不占用地面面积；改造难度低、施工周期短；处投资低、运行费用低；系统简单、运行费用低；系统内小球易磨损,容易从系统内脱落,有堵塞喷头、泥浆泵等隐患.
三、结束语
通过对比分析发现,每种技术都有自己的优势与不足,只有针对具体项目综合考虑,选择适合的改造方式,才能充分发挥自己的技术优势.
参考文献:
[1] 郑易捷, 胡亦锋. 湿式电除尘性能因素的分析研究, 科技咨询,2009.
[2] 闫循英, 王峰. 管束式除尘器与湿式除尘器技术初探, 绿色科技,2016(20):57-58.
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