萊鋼105 m 2 燒結(jié)機(jī)頭電除塵器提效改造

1 前 言
    在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含塵和含有SO 2 、NO x 、PCDD/FS（二惡英）等有害氣體的煙氣。為保護(hù)環(huán)境、減少主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子磨損，含塵煙氣在排入大氣前必須經(jīng)機(jī)頭除塵設(shè)施凈化。隨著國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排工作的強(qiáng)化，對(duì)粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高。由于除塵能力小等原因，萊鋼燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)頭的粉塵排放濃度高達(dá)300～800 mg/m 3 ，為此進(jìn)行了系統(tǒng)改造。

2 電除塵器存在問題及分析
2.1 除塵器概況
    萊鋼燒結(jié)廠目前擁有3臺(tái)105 m 2 燒結(jié)機(jī)，3臺(tái)265 m 2 燒結(jié)機(jī)，機(jī)頭除塵設(shè)施共9套，除塵模式分別為：105 m 2 燒結(jié)機(jī)頭采用重力沉降室+電除塵器，265 m 2 燒結(jié)機(jī)頭采用電除塵器。其中1 # 、2 # 105 m 2 燒結(jié)機(jī)配套125 m 2 臥式單室三電場(chǎng)電除塵器，分別于1993年6月份和1995年5月投入使用。后來燒結(jié)機(jī)經(jīng)過擴(kuò)容改造面積為132 m 2 ，而除塵器及主抽風(fēng)機(jī)均未做相應(yīng)改造，多種原因?qū)е路蹓m排放嚴(yán)重超標(biāo)。除塵器存在的問題主要有：

1）排放的廢氣中粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，粉塵排放濃度300～800 mg/m 3 。

2）電除塵器電場(chǎng)工作效率低。電場(chǎng)電壓在 20～40 kV（額定 72kV），電流在100～300 mA（額定1 200 mA），有時(shí)在100 mA以下，甚至為0，除塵器效率不足20%。

3）電除塵器內(nèi)部極板掛灰較厚，電場(chǎng)頂部掛灰為嚴(yán)重；極板嚴(yán)重變形；芒刺線結(jié)球，陰極框架部分變形。

4）灰倉倉壁粘灰、結(jié)塊、棚灰，堵塞下灰口，排灰不暢。

5）極板、極線均有不同程度的腐蝕現(xiàn)象，特別是下部。

2.2 燒結(jié)煙氣特性分析
機(jī)頭除塵器屬于工藝除塵，其性能及除塵效果在很大程度上受燒結(jié)生產(chǎn)煙氣成分的波動(dòng)影響。
燒結(jié)煙氣的特性主要有以下幾點(diǎn)：

1）煙氣溫度波動(dòng)幅度大（80～150 ℃）。

2）粉塵的比電阻值變化較大（煙氣溫度 90～150 ℃，比電阻為 0.6×10 7 ～7.0×10 10 Ω·cm，屬于中高比電阻值范圍）。

3）煙氣濕度大（平均含水量10.05%） 。

4）煙塵中含Na、K等堿金屬的氧化物及氯化物較多，煙塵細(xì)而輕飄，灰塵呈絮狀，收塵難度大。當(dāng)煙氣流速＞0.8～1 m/s時(shí)，粉塵易被氣流裹帶至大氣中。5）煉鋼除塵灰、污泥、煉鐵除塵灰等多種固體廢物棄均返回到燒結(jié)配料，造成煙氣中粉塵的物化性質(zhì)發(fā)生變化，其中的堿性物質(zhì)提高粉塵的比電阻，不利于靜電收塵。

2.3 影響除塵器除塵性能的原因分析
1）除塵器能力不足，單位電除塵器面積（指電除塵器面積與燒結(jié)機(jī)面積之比值）僅為0.95，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落
后于目前國內(nèi)機(jī)頭除塵器的主流配置。

2）2臺(tái)125m 2 電除塵器服役期達(dá)15 a，設(shè)備嚴(yán)重老化，雖先后采取人孔門、灰斗等漏風(fēng)點(diǎn)焊補(bǔ)等措施，減少了漏風(fēng)、結(jié)露，但漏風(fēng)率仍很難保證設(shè)計(jì)值（＜3%）。多處漏風(fēng)導(dǎo)致除塵器內(nèi)部氣流湍流，除塵性能下降。

3）極板、極線腐蝕率、變形率達(dá)到40%以上，由于漏風(fēng)，當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)時(shí)，煙氣中所含的二氧化硫與冷凝水結(jié)合，形成亞硫酸，導(dǎo)板、極線下部嚴(yán)重腐蝕，強(qiáng)度降低、變形，極間距無法保證在450 mm，導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均勻，陽極板的利用率下降，除塵器除塵效率下降。4）3個(gè)電場(chǎng)全部為單側(cè)側(cè)旋轉(zhuǎn)錘振打，振打系統(tǒng)剛度不夠，振打力不足，電場(chǎng)頂部掛灰嚴(yán)重，導(dǎo)致電流降低，二次電壓降低，除塵效率急劇下降。

3 電除塵提效改造及新技術(shù)綜合應(yīng)用
    改造原則為保留原有設(shè)備，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期，使機(jī)頭除塵器性能實(shí)現(xiàn)為合理、有效的提升。新建249 m 2 電除塵器，單獨(dú)負(fù)責(zé)2 # 105 m 2 燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化。將原有1 # 、2 # 125 m 2 除塵器合并，負(fù)責(zé)1 # 105 m 2 燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化。原125 m 2 電除塵器設(shè)計(jì)煙氣量57萬m 3 /h，電場(chǎng)風(fēng)速1.27 m/s，除塵系統(tǒng)擴(kuò)容改造后，2臺(tái)除塵器煙氣量為72萬m 3 /h，單臺(tái)煙氣量36萬m 3 /h，電場(chǎng)風(fēng)速為0.8 m/s，延長了煙氣停留時(shí)間，從工藝參數(shù)上滿足了機(jī)頭除塵器的除塵要求。

    原進(jìn)氣煙道經(jīng)沉降室（長×寬=12 m×7 m）后進(jìn)入除塵器，改造后，吸風(fēng)管經(jīng)30°彎頭進(jìn)入聯(lián)接異徑三通管，分別進(jìn)入原125 m 2 電除塵器沉降室，在沉降室進(jìn)氣端加電動(dòng)閥門，調(diào)節(jié)閥門開度和增加導(dǎo)流板、阻流板等措施，保證2臺(tái)125 m 2 電除塵器煙氣量的均勻性和壓力損失的平衡。所有管道采用耐磨襯增加強(qiáng)度，新沉降室內(nèi)部涂抹高溫耐磨襯，外部加保溫。同時(shí)針對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭粉塵的特點(diǎn)，為保證收塵效率，新建249 m 2 除塵器還采取6項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)措施：

1）改進(jìn)芒刺線的構(gòu)造及材質(zhì)。原125 m 2 電除塵器極板、極線匹配型式為C型480 mm極板配備RS芒刺線，新建249 m 2 除塵器改為C型480 mm極板配備BS管狀芒刺線。陰極線采用BS管狀芒刺線的優(yōu)點(diǎn)是：起暈電壓低，電暈電流大，電流密度均勻，可有效消除電暈盲區(qū)，電風(fēng)強(qiáng)，剛度大，使用壽命長，使粉塵充分荷電吸附在陽極板上，提高收塵效率。一、二電場(chǎng)的芒刺線使用不銹鋼材料，提高了極線的耐腐蝕性和耐磨性，可保證電除塵器長期、運(yùn)行。

2）芒刺表面涂覆特氟龍材料。特氟龍高性能特種涂料是以聚四氟乙烯為基體樹脂的氟涂料，典型特征是不粘性以及耐高溫和耐化學(xué)品腐蝕的特性，三電場(chǎng)除塵灰主要特點(diǎn)是輕質(zhì)絮狀粉塵堿金屬再結(jié)晶物，比重特別輕，黏性大，浸潤性差，吸濕性強(qiáng)，受潮后易粘附在極線上不易清除。將第三電場(chǎng)芒刺線表面涂覆特氟龍材料后，大大降低了粉塵與極線之間的粘附力，有助于極板、極線的清灰，保證除塵設(shè)施的運(yùn)行。

3）陰極振打傳動(dòng)采用新型防積灰技術(shù)。原125m 2 電除塵器的陰極振打傳動(dòng)密封防積灰方式為方形箱體結(jié)構(gòu)加防塵板設(shè)計(jì)型式，箱體內(nèi)易積灰、受潮，致使振打磁軸表面產(chǎn)生爬電，造成電場(chǎng)短路。

此次提效改造將磁軸箱體下平面改為斜面，無防塵板并定期進(jìn)行自動(dòng)或手工吹掃，保證磁軸箱體內(nèi)粉塵沿斜面流入電場(chǎng)，防止箱體內(nèi)積灰及磁軸爬電現(xiàn)象，保證長期供電。磁軸箱體放于立柱外側(cè)，立柱內(nèi)側(cè)按箱體下平面斜度作密封處理，進(jìn)一步提高除塵效率。

4）二、三電場(chǎng)除塵灰回收利用。萊鋼多種固體廢棄物均返回到燒結(jié)配料中回收利用。燒結(jié)機(jī)頭二、三電場(chǎng)收集的粉塵質(zhì)輕、品位低，含鐵量分別為14.87%和9.85%，可利用價(jià)值不高。此次改造將每個(gè)電場(chǎng)的除塵灰各用一套輸灰系統(tǒng)分別收集，一電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)回收利用，二、三電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)排至集合灰倉，加濕后外排。

5）采用聲波清灰器技術(shù)。在原1 # 、2 # 125 m 2 、新建249 m 2 除塵器的頂部、雙側(cè)部及各灰斗分別安裝了聲波清灰器（共計(jì)66臺(tái)），保證電除塵器極板、極線的清灰效果及電場(chǎng)對(duì)粉塵的捕集效率，解決了灰斗內(nèi)積灰、架橋、板結(jié)等問題 。

6）采用多種措施，加強(qiáng)傳動(dòng)部位的密封。為降低漏風(fēng)率，對(duì)灰斗、進(jìn)出口法蘭連接處采用特殊密封材料密封；人孔門采用雙層結(jié)構(gòu)，硅橡膠材料密封；對(duì)陰陽極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置；陽極振打傳動(dòng)裝置與殼體的連接處設(shè)有密封填料盒，并采用四氟板材料進(jìn)行密封，從而減少轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域可能造成的漏風(fēng)；進(jìn)出口膨脹節(jié)連接處采用四氟帶進(jìn)行密封，進(jìn)一步降低設(shè)備本體的漏風(fēng)率。

4 改造效果
    通過對(duì)1 # 、2 # 105 m 2 燒結(jié)機(jī)頭除塵器提效改造，電除塵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)明顯改善，特別是二次電流升高較大，有效功率提高到75%以上（運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見表1），提升了電除塵的除塵性能，降低了粉塵排放濃度、排放總量大幅度削減。

    改造前1 050～1 100 ℃，熟料適宜堿比為0.93±0.2、鈣比為2.01±0.2，在此配比下的熟料可得到較好的溶出結(jié)果，氧化鋁溶出率＞95%，氧化鈉溶出率＞97%。
4.3 將拜耳法赤泥和燒結(jié)法硅渣混合后用堿—石灰法處理，可獲得較高的氧化鋁和氧化鈉溶出率，使拜耳法赤泥中的鋁、鈉得到回收，溶出赤泥中堿的含量低于1%，可用來生產(chǎn)水泥，從而實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用，消除了赤泥對(duì)環(huán)境的危害。