摘要：目前燒結煙氣治理主要采用多管除塵器、靜電除塵器加濕法脫硫的形式，達到新的環保要求具有較大難度，柔性極板濕式電除塵器應用于燒結機煙氣濕法脫硫之后的深度處理，可以使煙塵排放濃度遠低于排放限制的要求。本文對其實際應用情況進行了介紹和分析，通過使用結果證明，此技術在燒結機煙氣治理中具有良好的適用性。


關鍵詞：柔性極板；濕式電除塵器；燒結機煙氣

鋼鐵工業長期在我國國民經濟中處于基礎性地位，具有高能耗和高污染的特點。鋼鐵生產包括焦化、燒結、煉鋼等工序，其中燒結工序是污染物控制的重點之一，燒結煙氣粉塵污染的治理已經我國各大鋼鐵企業減排的重要課題[1]。

隨著我國環保壓力的加大，新建燒結機的煙塵排放濃度要求達到30mg/Nm3，特別排放限值區域甚至高達20mg/Nm3[2]。目前燒結煙氣治理主要采用多管除塵器、靜電除塵器加濕法脫硫的形式，達到如此之高的排放要求難度很大，需要設置新的環保設施，濕式電除塵器成為解決此問題的適用技術之一。

1濕式電除塵器技術介紹

濕式電除塵器最早在1907年開始應用于硫酸和冶金工業生產中，除去煙氣中微細粉塵和酸霧等污染物。由于濕式電除塵器是控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設備，在發達國家的電力等工程領域得到了廣泛應用。據不完全統計，已有50余套不同類型的濕式電除塵器應用于美國、歐洲及日本的電廠，主要作為大氣復合污染物控制系統的最終處理裝備，用于去除濕法脫硫無法收集的酸霧、控制PM2.5微細顆粒物及解決煙氣排放濁度問題。

1.1濕式電除塵器的工作原理

濕式電除塵器工作原理與傳統電除塵器相似，依靠的都是靜電力，所不同的是工作環境為一“濕”一“干”，濕式靜電除塵器裝置處理的是脫硫后的濕煙氣，布置在除塵脫硫系統的尾部，作為除塵脫硫系統中煙囪排放之前的最后一道屏障，在保證煙塵達標、解決“石膏雨”等諸多方面具有重要的作用。

濕式靜電除塵器裝置主要由陰極、陽極和電源等組成。其工作原理為：在裝置的陽極和陰極線之間施加數萬伏直流高壓電，在強電場的作用下，電暈線周圍產生電暈層，電暈層中的空氣發生雪崩式電離，從而產生大量的負離子和少量的陽離子。

隨飽和濕煙氣進入裝置內的塵（霧）粒子與這些正、負離子相碰撞而荷電，荷電后的塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場庫侖力的作用，向陽極運動；到達陽極后，將其所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒子就被陽極所收集，進而通過水沖刷的方式將其清除。

1.2濕式電除塵器的分類

目前，國內濕式靜電除塵器按照陽極板的材質進行分類，有三個不同的技術流派：一是金屬極板的濕式電除塵技術；二是柔性極板濕式電除塵技術；三是導電玻璃鋼極板濕式電除塵技術。

1.2.1金屬陽極

采用不銹鋼板為陽極收塵，布置形式為臥式，煙氣流為水平進水平出，結構形式類似于干式靜電除塵器。由于極板材質采用316L，不具備很好的防腐性能。主要依靠極板上的一層均勻的水膜以避免極板受到煙氣的腐蝕，水膜一旦出現破損，陽極板將很快腐蝕，因此，運行中需要不斷的補水，增加了耗水量，為了中和沖洗水酸性，還需加堿，噴淋水循環系統較為復雜。

1.2.2導電玻璃鋼陽極

采用導電玻璃鋼為陽極收塵，導電玻璃鋼為整體式模塊化布置，可以蜂窩狀形式或板式形式。裝置以立式布置為主，可實現臥式布置；陽極板可實現整體模塊化，陽極組件采用工廠成型，但模塊較大，安裝之后無法進行單管更換；技術設備內部設置1～2套沖洗管網，陽極長度6米時一般設置上下2套沖洗系統，但仍無法做到單管單沖，長期運行結垢風險較大。

1.2.3柔性纖維織物陽極

采用柔性纖維織物為陽極收塵，柔性纖維織物通過張緊裝置固定，形成蜂窩狀。裝置為立式布置，煙氣可實現上進下出或下進上出。被浸濕的纖維極板有了導電性，可用來來收集煙氣中的霧滴，其所使用的柔性纖維織物耐腐蝕性高，纖維織物自身防腐，無需額外防腐措施；由于柔性電極的毛細作用，被收集下來的水霧可在集塵極表面形成一層均勻連續的水膜，依靠收集液完成自身的沖洗清灰，只需定期沖洗提高表面潔凈度，能夠實現運行中的近零水耗。

1.2.4各種極板濕式電除塵器技術對比

根據目前三種形式極版的濕式電除塵器的技術路線和使用情況對比，柔性極板具有獨到的技術優勢，正得到越來越廣泛的實際應用。

2柔性極板濕式電除塵器用于燒結機煙氣治理的適用性

燒結機煙氣普遍具有以下特征：（1）平均煙氣溫度80～120℃，波動范圍較大。（2）煙氣濕度小，含水率約3%～5%。（3）粉塵含鐵量和燒結礦的含鐵量相近，Fe在50%以上，CaO占10%左右、SiO2在10%以下，其余為少量MgO等。（4）粉塵比電阻109～1012Ω˙cm[3]。

燒結機煙塵粉塵粒徑較小，本身不易被捕集[4]，目前燒結機煙氣治理已基本進行了預除塵和脫硫處理，粉塵濃度普遍降到100mg/Nm3以下，但是由于剩余粉塵中微細粉塵含量大，且煙氣溫度降為50～60℃，濕度大為增加，因而繼續降低粉塵排放濃度的技術選擇有限。

濕式電除塵器用于濕法脫硫裝置之后，適合于對燒結機煙氣進行深度處理，使煙塵進一步達標排放。濕式電除塵器對煙氣波動的適應性較好，不受粉塵比電阻變化的影響，對PM10、PM2.5等微細粉塵的捕集能力很強，也能同步解決對脫硫造成的石膏雨攜帶等問題。柔性極板濕式電除塵器更是在系統的安裝、運行的方便性和可靠性，容易檢修以及經濟性等多方面具有優勢，是徹底解決燒結機煙塵問題的最優技術之一。

3工程實例

山東某鋼鐵公司現有一臺96m2燒結機和一臺120m2燒結機，前期已建設了多管除塵器加石灰石—石膏濕法脫硫的環保設施，為了滿足新的環保要求，煙塵排放濃度需要達到20mg/Nm3的低值，因此必須對現有的環保設施進行升級改造，該公司經過調研對比，決定采用柔性極板濕式電除塵器對煙塵進行深度治理。

3.1設計參數及環保指標

本工程實例在設計中充分考慮了燒結機組的特點、煙氣及煙塵的特性以及要求達到的排放指標，對工藝參數進行了經濟合理的選擇。

3.2系統設置及設備布置

3.2.1濕除系統設置

柔性極板濕式電除塵器主要包括殼體、陽極及陰極、沖洗系統、收集液的排放系統以及其他輔助系統等組成。殼體充分考慮了內部氣流均布的要求，在進、出氣口等需要位置設置了導流板、整流格柵等布氣措施，防止因為氣流偏流造成整體除塵效率的降低。陽極裝置包括沉淀極和支撐梁，沉淀極采用柔性纖維織物，具有抗腐蝕性能好、質量輕、在線連續工作等特點。

正常運行時，柔性陽極表面形成一層連續水膜，收集下來的煙塵、石膏液滴等隨水膜重力自流至下部，實現在線清灰。陰極裝置包括陰極線、上下部吊掛裝置、絕緣裝置。陰極線采用合金鋼，耐腐蝕，廣泛適用于飽和濕煙氣環境。陰極線固定于上下框架上，框架通過絕緣裝置支撐。

裝置裝置內設兩層沖洗管網：陰極沖洗管網和陽極沖洗管網。陰極沖洗管網主要進行開機前沖洗以及關機后沖洗，正常運行水耗幾乎為零。陽極沖洗管網與陽極支撐框架合為一體使用，主要考慮保護陽極，具備連續在線沖洗功能，正常運行時無需開啟。因系統的沖洗水耗量極小，所以沖洗水無需設置專門的供水系統，而是從脫硫系統的除霧器沖洗水管網直接接引，其供水量、水壓均滿足要求。

系統的收集液主要來自于陽極，呈酸性，量小，此部分液體可以直接并入脫硫漿液，參與脫硫系統的循環，不會對脫硫效率產生任何影響，不會破壞脫硫系統的水平衡。

3.2.2濕除系統設備布置

根據項目現場的實際場地情況，系統的布置靈活設計。#1機組濕式電除塵器布置在#1脫硫塔的頂部出口（機械除霧器的上部），因為脫硫塔及塔基礎設計余量不足以支撐濕除，所以另起框架對濕式靜電除塵器進行支撐，煙氣經濕除后通過濕除頂部直排煙囪排放；#2機組濕式靜電除塵器單獨布置，采用煙氣下進上出的形式，煙氣從脫硫塔頂帽水平排出后進入濕除入口，除塵后通過濕除頂部直排煙囪排放。

3.3設備運行效果及分析

本工程項目2015年2月份簽訂合同，2015年6月份工程竣工，投入運行，工程歷時4個個月。工程竣工之后，建設單位聯合總包單對工程進行了性能驗收，之后，當地環保局環境監測站又對項目進行了環保驗收，經過測試，濕除出口的煙塵平均排放濃度為16mg/Nm3，且運行穩定，完全符合并高于《GB28662-2012鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》中最為嚴格的煙塵排放要求。

可以看出，經過柔性極板濕式電除塵器對燒結機煙氣的深度處理之后，煙塵排放濃度穩定小于20mg/Nm3，說明本次對煙塵處理的升級改造十分成功。而且，整套系統的電耗處于較低水平，水耗極低，運行費用大大低于其他類似除塵裝置。

經過3個多月的運行檢查發現，設備內部極板和極線干凈光潔，沒有出現結垢難以沖洗的現象，在極低水耗的條件下達到如此好的沖洗效果，進一步證明了柔性級濕式電除塵器極板水膜自清灰的優良特性。

4結語

（1）柔性級濕式電除塵器應用于鋼鐵廠燒結機煙氣的深度處理，應用于濕法脫硫之后，能有效的降低煙塵的排放濃度。同時，相對于采用其他形式極板的濕除設備，具有不易結垢、無廢水處理問題、電耗水耗小、運行費用低等優勢，是徹底解決燒結機煙塵問題的最優技術之一。

（2）山東某鋼鐵公司兩臺燒結機組在應用柔性極板濕式電除塵器之后，煙塵排放濃度降低到16mg/Nm3，低于排放標準。設備運行穩定可靠，維護量小，運行3個月余經檢查，內部件干凈光潔，期間未發生故障。工程實例說明，柔性極板濕式電除塵器應用于燒結機煙塵治理的良好適用性。

參考文獻：

[1]康凌晨，張壘，張大華，等.燒結機頭電除塵灰的處理與利用[J].工業安全與環保，2015（3），41-43.

[2]GB28662-2012，鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準[S].

[3]李興義，盧靜，等.燒結機尾除塵改造[J].山東冶金，2011（6），54-55，60.

[4]黃星.淺談影響燒結機頭電除塵器效率的主要因素[J].中國環保產業，2012（6），49-52.