湿式电除尘器在九江萍钢的设计及应用

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　　摘  要：湿式电除尘器一般是应用于钢厂及电场湿法脱硫后的配套超净排放设备。它能将湿法脱硫后的湿润烟气中的粉尘浓度由30mg/Nm3左右降低至10mg/Nm3（100mg/Nm3能降低到50mg/Nm3），然后由烟囱排往大气，实现湿法脱硫后的超净排放。该文介绍了湿式电除尘器在九江萍钢钢铁有限公司烧结厂的设计情况及相关设计注意事项，给出了设计的一些关键数据。
　　关键词：湿式电除尘器  阳极管  阴极线  喷淋装置  阴极线固定装置
　　中图分类号：TM621   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（c）-0048-03
　　该文论述的是九江萍钢钢铁有限公司炼铁厂烧结脱硫烟气精除尘项目中使用的湿式电除尘器。该湿式电除尘器由江苏亿金环保科技有限公司设计、制造及安装，并调试成功运行至今。该项目湿式电除尘器型号：YJSD1462-8870（1462个阳极管，8870m2集尘面积）。
　　1  设计技术参数
　　设计技术参数见表1。
　　2  结构组成及说明
　　该湿式电除尘器由反应壳体、气体分布板、阳极管束过滤区、阴极线系统、阳极管束拉紧装置（固定器及下部框架）、热风吹扫管路及喷淋装置、高频电源等组成。
　　2.1 反应壳体
　　反应壳体是一个密封容器，与外界大气隔离开来，材料为Q235，厚度一般不低于6mm。外部涂刷普通防腐油漆，内部涂抹玻璃鳞片防止强酸露等腐蚀。
　　2.2 气体分布板
　　设置在过滤区阳极管束的下方，其目的是保证进入每个阳极管的烟气流均衡，能达到每个阳极管处理的烟气量相同。
　　2.3 阳极管束过滤区
　　采用蜂窝形阳极管，材料为导电碳毡+中碱玻纤短切毡复合，采用特殊工艺制作完成，确保良好的导电性能。阳极管束上下端采用FRP大厚度双层法兰作为加强，确保承载要求，并与壳体之间通过玻璃鳞片进行密封处理，确保烟气100%通过阳极管束。
　　2.4 阴极线系统
　　该系统由阴极吊杆、阴极线吊挂梁、阴极线组成。阴极吊杆承受整个阴极系统的载荷，其材质采用耐腐蚀的2205特殊不锈钢材料制作。吊挂梁承受整个阴极线和下部平衡拉紧配重的载荷，其材质为2205不锈钢材料。阴极线采用特殊钛合金材料整体制作成型，确保阴极线在极端条件下的正常运行和使用寿命。根据该项目要求，阴极线结构形式为截面圆周尖角放电，确保阴极线放电尖端到阳极管的每一个面上的距离都是相等的。
　　阴极线管束拉紧装置（固定器及下部框架）主要是保证烟气再通过阳极管束过滤区时，阴极线不会被烟气流吹偏位置，影响过滤效果而设置。
　　2.5 热风吹扫管路
　　该部件是针对阴极线吊挂及阴极线拉紧装置而设置。由于湿式电除尘器是一个正压装置，其上的阴极吊挂及拉紧装置与壳体都有接口间隙存在，因此，考虑到密封和防止烟气外泄，需要用热风将这些缺口堵住。热风吹扫管路一般包括罗茨风机、电加热器、管路系统和自动控制阀门等组成。罗茨风机全压一般4000～5000Pa即可，风量根据实际情况确定，该项目罗茨风机密封风风量约为7500m3/h。
　　2.6 高频电源
　　高频电源一般是根据过滤面积来选择。该项目中，单区的高频电源采用2.0A/72kV的设备，能满足过滤的要求。该项目3个区，每个区布置一台高频电源。
　　2.7 喷淋装置
　　喷淋装置的作用是清除阳极管内表面的淤泥（附着的积灰多了，变成了泥浆），恢复阳极管的正常过滤性能。喷淋装置与控制系统联锁，当出口烟气排放达到设定限制值时，启动喷淋系统，进行清洗工作。该项目考虑到运行的需要，该湿式电除尘器阳极管束过滤区设置为3个区，每个区均配置单独的喷淋系统。当任何一个区的阳极管束需要清洗时，先将此区的高压电源断开，启动此区喷淋系统，清洗附在阳极管内表面的积灰淤泥。当清洗完毕，再重新开启高压电源。此区的阳极管束开始正常运行。
　　3  设计要点
　　3.1 阳极管流速和阳极管长度的控制
　　根据工程经验，流经阳极管的烟气流需要进行流速的控制。从经济的角度来考虑，流经阳极管的流速一般控制在1.5～3m/s范围内。速度越低，效果越好，但是投资明显加大。速度越高，效果越差，达不到预期目的。阳极管的长度也有要求，在相同的流速下，阳极管越长，效果越好。阳极管越短，效果越差。因此，阳极管的选型，需要结合工程情况，按最佳状态考虑确定。该项目阳极管长度5m，通过阳极管的烟气流速约为2.26m/s。
　　3.2 阴极线垂直度的控制
　　理论上，阴极线应确保在工作状态有足够的垂直度，应保证本身阴极线放电尖端到阳极管蜂窝面各面的距离都相等。该项目，阴极线垂直度控制的方式是在每个阴极线的下部采用重锤装置吊挂，确保烟气流动不会对阴极线产生影响。结构上，它包括阴极系统固定器、下部固定框架。通过阴极系统固定器拉动下部框架，调整阴极线的垂直度和对中精度。阴极线上部固定于阴极吊挂梁上，下端固定于下部框架上。阴极线上端与下端均可以微调位置。
　　3.3 喷淋系统的特殊要求
　　喷淋系统需要考虑到每个区的用水量需求。一般来说，清洗时，只有一个区停止运行，因此，喷淋系统用水量按单区用水量确定。应合理布置每个区的冲洗喷嘴位置，确保150%全覆盖。喷嘴的选择上，要注意根据实际情况，需用合理的结构形式。喷嘴材料一般为PP材料。反应区内部所有喷淋管道均为FRP材料。该项目喷嘴采用螺旋实心锥喷嘴（外丝G3/8〃），流量24L/min，压力0.3MPa，喷射角度90°。要注意每个区都需要安装自动防腐蚀不锈钢切换阀门和现场及远传压力表和流量计，能将信号及时远传到中控制控制界面上，方便工作人员及时地了解现场喷淋清洗情况。在寒冷地区，还要注意喷淋管道的保温和加热，防止喷淋管路冻结。
　　3.4 壳体的密封性
　　要做好整个壳体和内部法兰接口的密封性处理。与烟气基础的部分需要涂抹玻璃鳞片或者采用防腐蚀材料制作。玻璃鳞片树脂的厚度一般不低于2mm。
　　3.5 清洗泥浆等的处理
　　该项目中，冲洗下来的泥浆直接掉落到下部的湿法脱硫塔浆液中，由湿法脱硫后的浆液排出泵直接将淤泥浆液送至旋流器及脱水器，压制成灰饼后直接送入石膏储存间。
　　4  运行状况
　　该项目在2018年年底安装完毕并投入运行。各项参数满足设计要求，得到业主好评不断。相关数据报告见表2。
　　5  结语
　　湿式电除尘器一般应用于钢厂及电厂湿法脱硫后的烟气排放处理。由于湿法脱硫含有大量的水汽，水汽中含有一定量的粉尘，形成悬浊液性质的液滴，随着烟气流排放到大气中，会对周边环境造成一定的影响，妨碍人民的生活。因此，需要对悬浊液的粉尘及未处理的烟气粉尘进行处理。湿式电除尘器特别适用于对这些烟气进行处理。同时，应当注意，湿式电除尘器应当是安装在湿法脱硫塔之上的设备，它收集下来的泥浆可以通过自动清洗装置，直接将泥浆冲入下部的湿法脱硫塔内，不会对环境造成影响。该项目中，亿金公司设计的湿式电除尘器在九江萍钢钢铁有限公司烧结厂湿法脱硫后的应用实现了粉尘的预期排放要求，得到业主的肯定和表扬。实践证明，湿式電除尘器是实现湿法脱硫后粉尘超净排放的首选设备。
　　参考文献
　　[1] 李俊，凌飞，张冠华.湿式电除尘器在环境集烟尾气脱硫装置中的应用[J].硫酸工业，2019（6）：40-43.
　　[2] 赵海鸣，刘阳，廖小乐.复合型湿式除尘器脱硫性能研究[J].环境工程，2019（2）：119-123.
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