王俊杰

（中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

電袋復(fù)合除塵器在燒結(jié)電除塵改造中的應(yīng)用

王俊杰

（中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

在燒結(jié)廠機(jī)尾、整粒等電除塵器改造項(xiàng)目中，將電除塵器改造為電袋復(fù)合式除塵器，可充分利用現(xiàn)有電除塵器和布袋除塵器的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)低排放、長(zhǎng)壽命等技術(shù)目標(biāo)，在燒結(jié)電除塵器改造中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

電袋復(fù)合除塵器；燒結(jié)；除塵改造

1 概述

根據(jù)環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2012年6月27日《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012），燒結(jié)機(jī)整粒、機(jī)尾除塵等系統(tǒng)自2015年執(zhí)行顆粒物排放限值≤30mg/Nm3的標(biāo)準(zhǔn)，因此現(xiàn)有電除塵器的粉塵排放不能滿足要求。

目前燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾及整粒普遍采用電電除塵，電除塵雖然除塵效率高，但對(duì)細(xì)微粉塵捕集效果較差，不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。袋式除塵雖然能滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)，但存在運(yùn)行阻力大、維護(hù)工作量大、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大等缺點(diǎn)。

因此為加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，在對(duì)現(xiàn)有燒結(jié)電除塵系統(tǒng)改造中，采用綜合利用了兩種除塵技術(shù)各自技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的電袋復(fù)合除塵器來滿足排放要求。

2 電袋復(fù)合除塵機(jī)理

電袋復(fù)合式除塵器并不是電除塵器和袋式除塵器的簡(jiǎn)單疊加，而是通過在一個(gè)箱體內(nèi)緊湊安裝電場(chǎng)區(qū)和濾袋區(qū)，有機(jī)結(jié)合靜電除塵和過濾除塵兩種機(jī)理的一種高效除塵器。

電袋復(fù)合式除塵器先由電區(qū)捕集煙氣中的絕大部分粉塵，再由袋區(qū)收集剩余少量粉塵，從而達(dá)到除塵高效穩(wěn)定、節(jié)能、濾袋壽命長(zhǎng)的一種新型除塵器。它通過前級(jí)電除塵器捕集70～90%左右的粉塵，這樣后級(jí)濾袋捕集的粉塵量?jī)H有常規(guī)布袋除塵的1/3～1/10左右，使濾袋的粉塵負(fù)荷量大大降低，過濾速度可以適當(dāng)增加。另外由于前級(jí)電除塵器的荷電效應(yīng)，使得未除下來的粉塵荷電，改變了濾袋表面的粉餅層結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了濾袋的清灰周期，減少了濾袋的清灰次數(shù)，再加上前級(jí)電區(qū)對(duì)大顆粒粉塵的預(yù)處理作用，濾袋的使用壽命可以得到延長(zhǎng)。同時(shí)，后級(jí)過濾除塵的過濾風(fēng)速也可以相應(yīng)提高。

2.1 電區(qū)的靜電除塵原理

靜電除塵器內(nèi)部主要是由線、板組成的電場(chǎng)構(gòu)成，當(dāng)在陰極線上施加以負(fù)高壓時(shí)，周圍2～3mm范圍內(nèi)空氣中的電子在電場(chǎng)力作用下被加速到具有極高的能量，它碰到其它空氣分子時(shí)就會(huì)產(chǎn)生出新的電子來，這樣電子在高壓電場(chǎng)中不斷加速、碰撞、產(chǎn)生新電子。此時(shí)含塵氣體通過靜電除塵器，其中的粉塵顆粒與大量電子、離子通過碰撞、擴(kuò)散等機(jī)理荷電，荷電后的顆粒在電場(chǎng)力作用下沉積在陽極板上。當(dāng)粉塵積累到一定厚度時(shí)，除塵器通過振打清灰系統(tǒng)將粉塵轉(zhuǎn)移到灰斗內(nèi)。

2.2 袋區(qū)的過濾除塵機(jī)理

根據(jù)不同粒徑的粉塵在流體中的運(yùn)動(dòng)的不同力學(xué)特性，過濾除塵機(jī)理涉及到以下幾個(gè)方面：

（1）篩濾作用：網(wǎng)眼一般為5～50μm，當(dāng)粉塵粒徑大于網(wǎng)眼或孔隙直徑或粉塵沉積在濾料間的塵粒間空隙時(shí)，粉塵即被阻留下來。對(duì)于新的織物濾料，由于纖維間的空隙即孔徑遠(yuǎn)大于粉塵粒徑，所以篩濾作用很小，但當(dāng)濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵層后，篩濾作用顯著增強(qiáng)。

（2）攔截作用：當(dāng)含塵氣流接近濾料纖維時(shí)，較細(xì)塵粒隨氣流一起繞流，若塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時(shí)，塵粒即因與纖維接觸而被攔截。

（3）擴(kuò)散作用：對(duì)于小于1μm的塵粒，特別是小于0.2μm的亞微米粒子，在氣體分子的撞擊下脫離流線，像氣體分子一樣作布朗運(yùn)動(dòng)，如果在運(yùn)動(dòng)過程中和纖維接觸，即可從氣流中分離出來。這種作用即稱為擴(kuò)散作用，它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強(qiáng)。

在冶金環(huán)境除塵中，當(dāng)前濾袋除塵常采用覆膜濾料，盡管其初始阻力較大，但不存在形成粉塵初層的問題。由于覆膜濾料表面光滑易清灰，因此再生清灰容易，再生清灰后阻力恒定，有利于采用定時(shí)清灰。

2.3 荷電粉塵對(duì)濾袋過濾特性的影響機(jī)理

粉塵在電場(chǎng)中充分荷電，除去粗塵，也就是說除去粒徑較大的顆粒，細(xì)顆粒荷電不充分但可在電場(chǎng)中被極化進(jìn)入濾袋除塵，而覆膜濾袋對(duì)微細(xì)粉塵有很高的除塵效率。因此可以結(jié)合各個(gè)除塵機(jī)理對(duì)不同粒徑粉塵最佳收集效果以達(dá)到最高除塵效率，以期讓煙塵接近零排放。一般說來粉塵荷電后對(duì)濾袋過濾特性會(huì)產(chǎn)生兩方面影響：①會(huì)發(fā)生細(xì)顆粒物電凝并成為粗顆粒的過程，使平時(shí)難以捕集的細(xì)顆粒物更容易被過濾機(jī)理所攔截；②濾袋表面攔截下來的荷電粉塵會(huì)排列的更為規(guī)則有序使粉塵層孔隙率提高，清灰效果更好。

3 改造應(yīng)用

在燒結(jié)廠機(jī)尾、整粒等電除塵器改造項(xiàng)目中，將電除塵器改造為電袋復(fù)合式除塵器，可以在前部電區(qū)除去紅料（正在燃燒的高溫顆粒）以減少增設(shè)預(yù)處理器所來帶的投資，同時(shí)電袋復(fù)合式除塵器較單純的電除塵器和袋式除塵器有著排放濃度低、濾袋壽命長(zhǎng)等點(diǎn)，因此是一種較優(yōu)的技術(shù)方案。

電袋復(fù)合除塵器目前已在國(guó)內(nèi)冶金燒結(jié)領(lǐng)域得到應(yīng)用，以國(guó)內(nèi)某鋼廠400m2燒結(jié)機(jī)尾除塵改造為例，其主要改造內(nèi)容包括將原有四電場(chǎng)電除塵器改造為電袋復(fù)合式除塵器，其中第一電場(chǎng)維持不變，二、三、四電場(chǎng)改為袋式除塵器，具體設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表1。

改造后，其實(shí)測(cè)粉塵排放質(zhì)量濃度為17mg/Nm3，完全滿足最新排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語

電袋復(fù)合除塵器在燒結(jié)電除塵改造中的推廣應(yīng)用，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

（1）電袋復(fù)合除塵器著重解決現(xiàn)有兩種除塵器常見的三大難題：①電除塵器的排放達(dá)標(biāo)難題；②袋式除塵器阻力大的難題；③袋式除塵器濾袋使用壽命短的難題。

（2）運(yùn)行阻力低，常規(guī)袋式除塵器運(yùn)行阻力為1500～1600Pa，而電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行阻力為800～900Pa。

（3）長(zhǎng)期、穩(wěn)定的低排放，電袋復(fù)合除塵器能長(zhǎng)期、穩(wěn)定的保持粉塵排放濃度≤20mg/m3，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（4）運(yùn)行阻力低，常規(guī)袋式除塵器運(yùn)行阻力為1500～1600Pa，而電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行阻力為800～900Pa。

（5）濾袋壽命長(zhǎng)。常規(guī)袋式除塵器濾袋使用壽命約為2年，而電袋復(fù)合除塵器濾袋使用壽命為4～5年。

表1

[1]陳隆樞，陶暉.《袋式除塵技術(shù)手冊(cè)》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]張景霞，沈恒根，方愛民，等.袋式除塵器噴吹管內(nèi)氣流數(shù)值模擬分析[J].電力環(huán)境保護(hù)，2008，24（3）：30～32.

X701.2

A

1004-7344（2016）12-0223-02

2016-4-10

王俊杰（1982-），男，工程師，主要從事冶金機(jī)械及節(jié)能環(huán)保設(shè)備的技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)工作。