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钢铁工业电除尘器运行分析和改进措施

文章作者:admin发布时间:2019-11-02 16:56浏览次数:

刘国华

静电除尘器(ESP)是利用库仑力将气体中的粉尘和液滴分离出来的除尘设备,也称电除尘器。自从第yi台电除尘器发明以来,该技术已有100多年的发展历史。该技术具有处理烟气量大、除尘效率高、设备阻力低、适应烟气温度范围宽、全钢结构、使用简单可靠、运行维护费用较低、无二次污染等优点,已经成为很多行业除尘设备的不错。

钢铁企业是70570威尼斯城官网国应用ESP除尘好早、数量好多的行业之一,己有近50年的应用历史,主要应用于矿山、选矿厂、烧结(含球团)厂、炼铁厂、炼钢厂、铁合金厂、轧钢厂和耐火材料厂等。

ESP广泛应用于钢铁生产

钢铁企业在生产过程中,每天都要排出大量的废气、废水和废渣,以年产600万吨钢的钢铁联合企业(不包括矿山部分)为例,其每小时要排出10×106m3~15×106m3的废气,且废气的主要污染物中,粉尘占第yi位。这些粉尘不仅污染环境,而且无法回收烟气中的可燃气体和烟气粉尘中的铁元素等有用原料,造成极大的浪费。

国内高炉烟尘净化干式ESP的应用始于1954年;1957年,包钢选矿厂转炉焙烧烟尘净化开始使用ESP;1964年,包钢烧结厂机尾烟尘净化选用两台40平方米立式ESP。此后,ESP技术又扩大应用到矿山破碎筛分、吹氧平炉、镁砂锻烧、白云石锻烧、高炉原料及出铁厂、烧结机头等领域。自20世纪80年代后,高炉煤气、铁合金电炉、炼钢电炉、转炉二次烟尘的净化也开始采用ESP技术。

为解决钢铁企业烟尘问题,1973年,国家组团赴罗马尼亚加拉茨和胡内多阿拉钢铁公司,对其ESP的应用情况进行了考察,在实验研究和国外考察的基础上,ESP开始广泛应用于钢铁企业各个领域。

进入新世纪以来,电除尘器技术蓬勃发展,泛比电阻电除尘器技术、移动电极电除尘器技术、薄膜电除尘器技术等成为国内的研发热点,各种电除尘新技术的开发方兴未艾,并逐步深入到除尘机理研究层面。

ESP除尘效率为何低

尽管电除尘器在钢铁企业的热电厂、烧结、转炉煤气一次除尘方面应用广泛,但各厂家对除尘工艺的掌握和设备维护的差异性,导致很多电除尘器的除尘效率低于设计值。随着钢铁企业大气污染排放新标准的实施,人们对使用电除尘器能否达标产生疑虑,也使得干法除尘中电除尘器相较布袋除尘处于劣势。

造成除尘器除尘效率低下的因素有很多,且相互关联。首先是历史因素,现有的电除尘器多是在几年前甚至十几年前建成的,由于当时环保排放标准要求较低,且存在“环保投资不能直接创造经济效益”的理念,电除尘器选型时的比集尘面积偏小。随着钢铁企业大气污染排放指标的提高,现有的很多除尘设备不能完成当前的排放指标。

其次是原材料变化造成工况恶化。钢铁企业原料矿石的多元化配置,使其在冶炼过程中产生的粉尘性质也不相同。当烟气粉尘中的粒径、比电阻、浓度等参数发生变化时,特别是比电阻小于或超出电除尘器适用范围时,电除尘器的除尘效率将急剧降低。

好后,和所有通用设备一样,随着时间的推移,电除尘器各功能部件也会出现电腐蚀、变形、螺栓脱焊甚至脱落等问题。而企业普遍对非生产性设备缺乏重视,设备维护和管理力度不够,好终导致除尘效率下降。

三大措施提高ESP除尘效率

电除尘器除尘效率受诸多因素影响,提高粉尘捕集效率可以从烟尘性质、设备状况和设计参数(操作条件)3个方面入手。

烟气性质的影响包括粉尘的比电阻、粉尘粒径分布、粉尘浓度、粉尘密度、黏附力等。一般来说,适用于静电除尘器的比电阻值为104Ω·cm~1011Ω·cm,当粉尘比电阻值不在这个范围内时,需要对烟气粉尘进行调质,如转炉LT干法除尘工艺中的喷水调质。结合除尘工艺设计,调节烟气粉尘比电阻值是电除尘器高效除尘的关键。此外,为防止电晕闭塞,当烟气粉尘浓度大于30g/Nm3时,须设置初除尘器。

电除尘器内的气流速度、清灰方式、比集尘面积是好重要的设计参数。气流速度的大小与所需电除尘器的尺寸成反比关系。为平衡设备投资和除尘效率的关系,气流速度设为0.8m/s~1.2m/s,在电场内的逗留时间为8s~12s。静电除尘器常用的清灰方式为振打清灰,合理的振打周期可避免出口烟气的二次扬尘。电除尘器比集尘面积的正确选取是国外电除尘器达标排放的好关键因素之一。目前国外电除尘器比集尘面积可达到170m2/(m3/s)~300m2/(m3/s),单室电场数可达7个~8个,经过处理的气体排放甚至能够达到5mg/m3的极限指标。而国内长期缺少对环保除尘的投入,对“排放标准提高后比集尘面积要相应调整到合理范围值”的认识普遍不足,导致电除尘器比集尘面积普遍偏小,大部分比集尘面积在60m2/(m3/s)~110m2/(m3/s)。因此,加大比集尘面积是提高除尘效率、实现排放达标的有效途径。

设备状况对除尘效率的影响主要体现在设备的制造安装质量和运行维护上。电除尘器不同于一般的工业设备,其体积庞大、吨位重、结构复杂,特别是用于煤气回收的圆式电除尘器,对零部件的加工、焊接要求较高,制作困难。为保证电除尘器的除尘效率,还需要电除尘器具有很高的安装精度———在整机安装过程中,既要克服因制造中的局部缺陷与运输储存堆放过程引起的变形,又要保证达到设备的各项技术要求。要实现设备长期稳定的除尘效率,还需要正确的操作管理,并有计划地进行检修,根据实际情况决定小修、定期检修和大修的时间、内容等。

在钢铁行业中,烧结、转炉煤气治理目前已具备成熟的电除尘器技术。此外,新日铁住金、中冶赛迪等企业也在积极开发高炉煤气的干法电除尘技术,且取得较大的进展。伴随着电除尘技术的不断发展,电除尘器在钢铁企业有着广阔的前景。

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