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劉國華
靜電除塵器(ESP)是利用(yòng)庫侖力將氣體中的粉塵(chén)和液滴分離出來的除塵(chén)設備,也稱電除塵器。自從第yi台電除塵器發明(míng)以來,該技術已有100多年的發展曆史。該技術(shù)具有處理煙氣量大、除(chú)塵效率高、設備阻力低、適應煙氣溫度範(fàn)圍寬、全鋼結構(gòu)、使用簡(jiǎn)單可靠、運行維護(hù)費用較低、無二次汙染等優點,已經成為很多行業除塵設備的不錯(cuò)。
鋼鐵企業是我國應(yīng)用(yòng)ESP除塵好早、數量好多的行(háng)業之一,己有近50年的應用曆(lì)史,主要應用於礦山、選礦廠、燒結(含球團)廠、煉鐵廠、煉鋼廠(chǎng)、鐵合金(jīn)廠、軋鋼廠和耐火(huǒ)材料廠等。
ESP廣泛應用於鋼鐵生產
鋼鐵企業在生產(chǎn)過程中,每天都要排出大量的廢氣、廢水和廢渣,以年產600萬噸鋼的鋼鐵聯合(hé)企業(不包括礦山部分)為例,其(qí)每小時要排出10×106m3~15×106m3的廢氣,且廢氣的主要汙染(rǎn)物中,粉塵占(zhàn)第yi位。這(zhè)些粉塵不僅汙染環境,而且無(wú)法(fǎ)回(huí)收煙氣中的(de)可燃氣體和煙氣粉塵中的鐵元素等有(yǒu)用原料,造成(chéng)極大的浪費。
國內高爐煙塵淨化幹式ESP的應用始於1954年;1957年,包鋼選(xuǎn)礦廠轉爐焙燒煙塵淨化開(kāi)始使用ESP;1964年(nián),包鋼燒結廠機尾煙塵淨化(huà)選用兩台40平方米立式ESP。此後,ESP技術又(yòu)擴大應用到礦山破碎篩分、吹氧平爐、鎂砂鍛燒、白雲石鍛燒、高爐原料及出鐵廠、燒(shāo)結機頭等領域。自20世紀80年(nián)代後,高爐煤氣、鐵合金電爐、煉鋼電爐、轉爐二次煙塵的淨化(huà)也開始采用ESP技術。
為(wéi)解決鋼鐵企(qǐ)業煙塵問(wèn)題,1973年,國家組團赴(fù)羅馬尼亞加拉茨和胡內多阿(ā)拉鋼鐵公司,對其(qí)ESP的應用情況(kuàng)進行了考察,在實驗研究和國外考察的基礎上,ESP開始廣泛應用於鋼鐵企業各個(gè)領域。
進入新世紀以來(lái),電除塵(chén)器技術蓬勃發展(zhǎn),泛比(bǐ)電阻電除塵器技術、移動電極電除塵器技術、薄膜電除塵器技術等成為國內的研發熱點,各種電除塵(chén)新技術的開發方興未艾,並逐步深入到除塵機(jī)理研(yán)究層麵。
ESP除(chú)塵效率為何低
盡(jìn)管(guǎn)電除塵器在鋼鐵企業的熱電廠、燒(shāo)結、轉爐煤氣一次除塵方麵(miàn)應用廣(guǎng)泛,但各廠家對除(chú)塵工(gōng)藝的掌握和設備維護的差異性,導致很多電除(chú)塵器(qì)的除塵效率低於設計值。隨著鋼鐵(tiě)企業大氣汙染排放新(xīn)標準的實施(shī),人們對使(shǐ)用電除塵器能否(fǒu)達標產生疑慮,也使得幹法除塵中電(diàn)除塵器相較布袋除塵處於(yú)劣勢。
造成除塵器除(chú)塵效率低下的因素有很多,且(qiě)相互關(guān)聯。首先是(shì)曆史因素,現(xiàn)有的電除塵器多是在幾年前甚(shèn)至十(shí)幾年前建(jiàn)成的,由於當時環保排放標準要求較低,且存在“環保(bǎo)投資不能直(zhí)接創造經濟效益”的理念,電除塵器(qì)選型時的比集塵麵積偏小。隨著鋼鐵企業大氣汙染排(pái)放指標的提高,現有的很多除塵設備不能完(wán)成當前的排放指標。
其次是原材料變化造成工況(kuàng)惡化。鋼鐵企業原料礦石的多元化配置,使其在(zài)冶煉過程中產生的粉塵性質也不相同。當煙氣粉(fěn)塵中的粒徑、比電阻(zǔ)、濃(nóng)度(dù)等參數發生變化時,特別是比電阻小於或超出電除塵器適用範圍時,電除塵(chén)器的除塵(chén)效率將急劇降低。
好後,和所有通用設備一樣,隨著時間的推移,電除塵器各功能(néng)部件也會出現電腐(fǔ)蝕、變形、螺栓脫焊甚至脫落等問(wèn)題。而企業普遍對非生產性設備(bèi)缺乏重視,設備維護和管理力度不夠,好終導致除塵效率下降。
三大(dà)措施提(tí)高ESP除塵效率
電除塵器除塵效率受諸多因素影響(xiǎng),提高粉塵捕集效率可(kě)以從煙塵性質、設備狀況和設計參數(操作條件)3個方麵入手。
煙氣性質的影響包(bāo)括粉塵的比電阻(zǔ)、粉塵粒徑分布(bù)、粉塵濃度、粉塵密度、黏附力等。一般來(lái)說,適用於靜(jìng)電除塵器的比電阻(zǔ)值為(wéi)104Ω·cm~1011Ω·cm,當粉塵比電(diàn)阻值不在這(zhè)個範圍內時,需要對煙氣粉塵進行調質(zhì),如轉爐LT幹法除塵工藝中的噴水(shuǐ)調質。結合除塵工藝設計,調節煙氣粉塵比電阻值是電(diàn)除(chú)塵器高效(xiào)除塵的關鍵。此外,為防止電暈(yūn)閉塞,當煙氣粉塵濃度大於30g/Nm3時,須設置初除塵器(qì)。
電除(chú)塵器內的氣流速(sù)度、清灰方式、比集塵麵積是好重要的設(shè)計(jì)參(cān)數。氣流速度的大小(xiǎo)與所需(xū)電除塵器的尺寸成反比關係。為平衡設(shè)備投資和除塵效率的關(guān)係(xì),氣流速度設(shè)為(wéi)0.8m/s~1.2m/s,在電場內的逗留時間(jiān)為8s~12s。靜電除塵器常用的(de)清灰方式為振打(dǎ)清灰,合理的振打周期可避免出口煙氣的二次揚塵。電(diàn)除塵器比集塵麵積的正確選取是國外電除塵器達標排放的(de)好關鍵因素之一(yī)。目前國外電除(chú)塵器比集塵麵積可達到170m2/(m3/s)~300m2/(m3/s),單室電場數可達7個(gè)~8個(gè),經過(guò)處理(lǐ)的氣體排放甚至能夠達到5mg/m3的極限指(zhǐ)標。而(ér)國內長期缺少對環保除塵的投入,對“排放標準提高後比集塵麵積要相應調整到合理範圍值”的認識普遍不足,導致電除塵器比(bǐ)集塵麵積普遍偏小,大部(bù)分比集塵麵積在60m2/(m3/s)~110m2/(m3/s)。因(yīn)此,加大比集塵麵積是提高除(chú)塵效率、實現排(pái)放達標的有效途徑。
設備狀況對除塵效(xiào)率的影(yǐng)響主要體現在設備的(de)製造安裝(zhuāng)質量和運行維護上。電除塵器不同於(yú)一般的工業設備,其體積龐大、噸位重、結構(gòu)複雜,特別是用於煤氣回收(shōu)的圓式電除(chú)塵(chén)器,對零部件的(de)加工(gōng)、焊接要求較(jiào)高,製作困(kùn)難。為保證電除(chú)塵器的除塵效率,還需要電除塵器具有很高的安裝精度———在整機安裝過程(chéng)中,既要克服因製造中的局部缺(quē)陷與運輸儲存堆(duī)放過程(chéng)引起的變形,又要保證達到設備的各項技術要求。要實現設備(bèi)長期(qī)穩定的除塵效率,還需要正確的操作管理,並有計(jì)劃地進行檢(jiǎn)修,根據實際情況決定小修、定期檢修和大修(xiū)的時間、內容等。
在鋼鐵行業中(zhōng),燒結、轉爐煤氣治理(lǐ)目前已具備成熟的電除塵器技術。此外,新日鐵(tiě)住(zhù)金、中冶賽迪等企業也在積極開發高爐煤氣的幹法電除塵技術,且取得較大的進展。伴隨著(zhe)電除塵技(jì)術的不斷發展,電除塵器在鋼鐵企業有著(zhe)廣闊(kuò)的前景。
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