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钢厂烧结机机头电除尘器增效减排改造

01-07
2019

钢铁生产过程的环境污染问题已成为制约其可持续发展的重要因素。铁矿石烧结作为钢铁生产炉料准备的重要工序。根据国家节能减排和环境保护政策的要求,电除尘技术特别是提效改造技术发展有较大空间。

烧结机机头除尘器作为烧结主工艺生产线上的重要设备,要使其长期处于最佳工作状态,应该从设备选型、设计、制造、安装、维护、烧结生产工艺相互配合等方面共同努力,保证各相关因素都能处于可控并且合理的范围之内,才能确保烧结生产安全、可靠且满足达标排放。

一、电除尘器的技术参数

某钢厂烧结机机头189m²电除尘器为双室三电场+沉降室,10块板配置,原设计排放指标不大于80mg/Nm3,处理工况烟气量为108m3/h,电场风速达1.587m/s。该电除尘器颗粒物排放浓度已经不能满足现行国家排放标准,给生产、设备管理和环境质量带来不利影响。

烧结机头烟尘治理是当前我国大气污染控制的一个难题,不少经过改造仍是达不到国家烟气排放50 mg/Nm3的现行标准。烧结机头电除尘器粉尘排放超标严重,现用的电除尘器由于自身的缺陷,一直没有得到很好的解决,通过多年对烧结工艺烟尘治理和调查,认为有以下原因造成烧结机头电除尘器严重超标:

二、电除尘器存在的主要问题

烧结机头电除尘器存在的问题主要有两方面:一是设备本体严重老化。该电除尘器已运行20余年,许多零部件损坏、变形或者老化,甚至腐蚀。阴极大小框架、阳极板等均有扭曲、变形、脱焊、磨损等情况;灰斗、壳体及进出口喇叭也均存在壳体腐烂导致漏风等现象;此外,振打装置磨损严重等均影响了除尘器的正常运行;二是收尘面积不足。为满足现行国家标准,对烧结机机头电除尘器进行分析,计算得出所需除尘面积为14996.7m²,远大于总收尘面积8845m²,故不能满足达标要求。



为实现该厂烧结机头电除尘器稳定达标排放的要求,通过分析原电除尘器除尘效率较低的原因,采取加宽扩容电除尘器本体,增设电场荷电极、电场横置收尘极、预荷电凝聚电场,改沉降室为樻置电场,增设末电场辅助电极等措施来提髙高电除尘器的捕集效率。通过改造,电除尘器满足国家排放标准要求,完成增效的目标,为节能减排做出贡献。

由于烧结机机头烟气粉尘成分复杂、粉尘比电阻高、黏度大、烟气湿度高、烟气负压大的特殊工况及粉尘特性使之不适合将电除尘器改袋式除尘器或电袋复合除尘器,故进行电除尘器增效改造,以实现稳定达标排放的要求。

三、电除尘器改造措施

1、电除尘器本体加宽扩容

根据原电除尘器运行情况、改造要求、粉尘性质并综合考虑现有场地情况和改造费用,对电除尘器进行加宽扩容,由原电除尘器的双室变为三室。电除尘器扩容部分的基础、钢支架、壳体、内部构件进出口喇叭、烟箱联接、高低压电气等可以在不影响生产的情况下提前施工。

2、电场荷电极增设

一般情况下,含尘烟气在带电场中流动方向与阳极板方向同向,则含尘颗粒荷电后的驱进方向与气流方向垂直。研究表明,电场中的离子浓度不高是导致电除尘器效率较低的主要影响因素。而利用阴极大框架在电除尘器电场前布置一道横向荷电网,则可以促使含尘颗粒预先荷电后的运动方向与烟气流动方向平行,增加带电含尘颗粒的运动速度。在电除尘器电场末端的阴极大框架上设置一道同样的橫向荷电网,可以使得因振打而形成的二次扬尘二次荷电并捕集。



3、小C型极板增设

原除尘器电场之间预留宽800~1500mm的检修通道,增设小C型极板来填充此处空间,可使该部分的收尘装置与含尘烟气流动方向垂直,不但可增加粉尘的过滤效率,还可有效改善电除尘器中电场的气流分布,增加各电场的除尘效率。

4、预荷电凝聚电场增设

 在除尘器入口喇叭处增设预荷电凝聚电场,可使粉尘预先荷电与气流均布同步进行;2层气流分布板上增设2层进口的横置收尘极,可在进口喇叭区域形成预除尘空间,类似于增设了前置电场,可提升其荷电凝并效果。该项改造措施可在不增加电除尘电场数,不改变原有运行参数、运行方式的前提条件下,有效改善现有电除尘器捕集微细粉尘效果。

5、横置电场增设

将电除尘器沉降室改造为横置电场,并设置小C型极板垂直于气流方向,形成若干个通透型的横置收尘装置,后端再布置荷电极系统,如图3所示。横置收尘极电除尘器的收尘极板与烟气流动方向垂直,电场力和惯性力同向,可有效提高含尘烟气的驱进速度和烟尘过滤效率。同时,橫置收尘极电除尘器中极板,还可起到改善气体匀化分布的作用。



6、末电场辅助电极增设

辅助电极是指本身不产生电晕,只在辅助电极和阳极之间产生均匀的强电场。在电除尘器中增设末电场辅助电极,由于其不产生电晕的特性,该电场所产生的电流强度等于荷电粉尘颗粒在辅助电极和阳极的放电电流(电流较小),可有效避免高比电阻的粉尘颗粒在阳极产生的反电晕现象。同时,在等电压条件下,均匀电场的场强大于不均匀电场,增设辅助电极则可有效提高荷电粉尘的驱进速度和烟尘过滤效率。

电除尘器本体加宽扩容后,增加了除尘器的断面积和收尘面积;增设电场荷电极等措施均增强了电场荷电能力,提高除尘效率;除尘器高压电源不做改动,有利于减少电除尘器增效改造的投资。电除尘器增效改造后一直正常运行,且出口粉尘排放浓度平均低于50mg/m3,能够满足现行国家标准要求。

 

 

     

     

     

     

 

     

 

 

     

 

 

 

     


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