＊李秀芬 馮偉杰 康奕菁 馮業(yè)鈞

（廣州廣一大氣治理工程有限公司 廣東 510000）

引言

華東地區(qū)某不銹鋼企業(yè)，在生產(chǎn)過程中，有大量酸洗污泥產(chǎn)生，污泥中含有Ni、Cr、Fe等有價(jià)金屬元素以及CaF2、CaF2、MgO、SiO2、CaSO4等物質(zhì)。采用還原燒結(jié)-熔分處理技術(shù)，將污泥及其他配料經(jīng)高溫還原后在熔分爐內(nèi)進(jìn)行冶煉生產(chǎn)鎳鉻合金，作為不銹鋼原料，以達(dá)到污泥“減量化、無害化”，焙燒過程中產(chǎn)生的煙氣含有顆粒物、SO2、氮氧化物和氟化物等大氣污染物。為處理焙燒過程中產(chǎn)生的大氣污染物，采用氣動(dòng)乳化除塵脫硫+濕式靜電除塵器組合處理工藝，處理煙氣能力為50000m3/h；投運(yùn)后，脫硫、除塵除霧效率較高，運(yùn)行良好。

1.工藝流程

本工藝是依據(jù)我公司的“一種帶煙塵荷電功能的氣動(dòng)乳化塔（專利號(hào)：ZL201320651192.3）”和“高效防腐型濕式電除塵除霧器（專利號(hào)：ZL201320759292.8）”專利技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

（1）氣動(dòng)乳化除塵脫硫：除塵后的煙氣進(jìn)入氣動(dòng)乳化脫硫塔，在塔內(nèi)煙氣與脫硫液充分接觸傳質(zhì)，將煙氣中的SO2和氟化物去除，同時(shí)可去除大部分煙塵。

（2）脫硫工藝采用石灰粉作脫硫劑，系統(tǒng)初始啟動(dòng)時(shí)，石灰漿液被循環(huán)泵不斷循環(huán)打入塔內(nèi)，石粉與SO2充分反應(yīng)，最終生成亞硫酸鈣，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，循環(huán)液中已不含有石灰，只含有大量的CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O和Ca(HSO3)2，隨著煙氣SO2大量溶入脫硫液，脫硫液中的Ca(HSO3)2含量增大，脫硫液的pH值下降，自控系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)石灰乳泵，把石灰漿液泵入循環(huán)池，石灰即Ca(HO)2首先與Ca(HSO3)2反應(yīng)生成CaSO3·1/2H2O，循環(huán)液pH值升高，使脫硫效率維持在工藝要求范圍內(nèi)。

（3）隨著脫硫反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，循環(huán)液內(nèi)脫硫產(chǎn)物濃度會(huì)不斷升高，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)打開抽出泵，把石膏漿液抽至氧化池，在氧化池中進(jìn)行曝氣氧化反應(yīng)。石膏漿液經(jīng)過氧化池后進(jìn)入沉淀池，在沉淀池進(jìn)行固液分離，石膏沉下池底由撈渣機(jī)刮至干渣池，石膏渣自然風(fēng)干后用汽車外運(yùn)；沉淀池上清液則自流進(jìn)入濾液池，再用濾液泵抽到制漿池開石灰漿液循環(huán)使用。

圖1 焙燒爐煙氣治理工藝流程方框圖

（4）煙氣深度處理：經(jīng)除塵脫硫后的煙氣，仍未能達(dá)到終端排放要求，再次進(jìn)入濕式靜電除塵除霧器對(duì)煙塵進(jìn)行深度處理，除去煙氣中的PM2.5、SO3、氣溶膠微粒、水霧、重金屬等污染物，凈化后達(dá)標(biāo)的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。

2.工作原理

(1)氣動(dòng)乳化脫硫塔

氣動(dòng)乳化是一種過程，乳化是一種狀態(tài)。氣動(dòng)乳化是這樣形成的：在一圓形管狀容器中，經(jīng)加速的待處理氣體以一定角度和速度從下端進(jìn)入容器，形成旋轉(zhuǎn)上升的紊流氣流，與容器上端下流的不穩(wěn)定溶液相碰，煙氣高速旋切下流溶液，溶液被切碎，氣液相互持續(xù)碰撞旋切，液滴被粉碎的愈來愈細(xì)，氣液充分混合，形成穩(wěn)定的乳化液層。在乳化過程中，乳化液層逐漸增厚，上流的氣動(dòng)力與乳化液的重力達(dá)到平衡，乳化液層繼續(xù)增厚，最早形成的乳化液被新形成的乳化液取代，帶著被捕集的雜質(zhì)流經(jīng)均氣室落至吸收塔的底部。

圖2 氣動(dòng)乳化結(jié)構(gòu)示意圖

(2)濕式靜電除塵除霧器

在濕式靜電除塵器的陽極板（管）和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，陰陽兩極間的氣體發(fā)生局部電離，使得高效消煙靜電除塵器空間充滿帶負(fù)電荷的離子；隨煙氣流進(jìn)入高效消煙靜電除塵器內(nèi)的塵（霧）粒子與這些負(fù)離子相碰撞而荷電，帶電塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場(chǎng)庫侖力的作用，向陽極運(yùn)動(dòng)；到達(dá)陽極后，將所帶的電荷釋放掉，塵（霧）粒本身則由于其固有的黏性而附著在陽極板（管）上，然后通過液體沖洗的方法清除；由于濕式電除塵器采用水流沖洗，沒有振打裝置，所以不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，實(shí)現(xiàn)超低濃度排放。

3.技術(shù)參數(shù)

表1 氣動(dòng)乳化脫硫塔設(shè)計(jì)參數(shù)

續(xù)表

表2 濕式靜電除塵除霧器設(shè)備參數(shù)

4.設(shè)備主要結(jié)構(gòu)及性能

(1)氣動(dòng)乳化脫硫塔主要結(jié)構(gòu)及性能

①氣動(dòng)乳化脫硫塔由排污口、進(jìn)風(fēng)口、乳化室、除塵霧器、出風(fēng)口組成。

②進(jìn)風(fēng)口，采用文丘里設(shè)計(jì)，含塵氣體進(jìn)入收縮管后流速增大，壓縮進(jìn)入到塔體后氣流速度減小，壓力回升，以塵粒凝聚加快，凝聚成粒徑較大的含塵液滴，而易于被捕集。

③乳化室，分為上下兩個(gè)層，有利于氣體的分布及增加氣體在吸收區(qū)停留時(shí)間；從而保證較好的除塵及脫硫效果。脫硫水系布置無噴嘴，不存在由于使用噴嘴而產(chǎn)生的堵塞、結(jié)垢、磨損、腐蝕等一系列問題。

④除塵霧器，于設(shè)備終端，避免水氣直接進(jìn)入下一級(jí)設(shè)備中。采用FRP材質(zhì)具有耐腐蝕、耐溫、阻燃性。

(2)濕式靜電除塵除霧器主要結(jié)構(gòu)及性能

圖3 濕式靜電除塵器外形結(jié)構(gòu)圖

①濕式靜電除塵除霧器由進(jìn)風(fēng)口、排污口、上下兩層處理單元組成，每層處理單元均配置陽極板管、放電極、絕緣子室、水系統(tǒng)和獨(dú)立的供電電源。

②濕式靜電除塵除霧器陽極管由若干個(gè)截面為正六邊形的玻璃鋼管加工而成截面為蜂窩型的管束。蜂窩型導(dǎo)電玻璃鋼電除霧器具備以下優(yōu)點(diǎn)：A.除霧效率高；B.煙氣處理量大；C.設(shè)備體積?。籇.阻燃性及導(dǎo)電性好；E.高強(qiáng)度、輕質(zhì)量。

③放電極采用316L不銹鋼材質(zhì)的φ19管材、長針刺線型；采用“單電源供電多電場(chǎng)分布”專利技術(shù)（專利號(hào)ZL 97 2 46596.0），按動(dòng)態(tài)和分布參數(shù)對(duì)放電極進(jìn)行設(shè)計(jì)，使整個(gè)通道都達(dá)到最高除塵效率，提高除塵除霧效率。

④絕緣箱體安裝于設(shè)備兩側(cè)，采用外絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣子放置在絕緣子室中，工作時(shí)廢氣不與絕緣子接觸，降低絕緣子表面沾污的周期時(shí)間，使絕緣子可靠工作的時(shí)間延長。

⑤清洗部分（水系統(tǒng)）：陽極管表面是否能夠持續(xù)保持干凈、清潔是濕式除塵除霧器能否長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。所以每個(gè)單元內(nèi)設(shè)置噴淋清洗裝置，沖洗噴頭采用120°廣角實(shí)心圓形無堵陶瓷噴頭，可以全方位清洗濕式除塵設(shè)備內(nèi)部件沉積的塵霧，從而確保濕式除塵保持良好的運(yùn)行狀態(tài)及較高的除塵除霧效率。同時(shí)絕緣箱體也設(shè)置噴淋清洗裝置，沖洗噴頭采用120°廣角實(shí)心扇形無堵陶瓷噴頭，確保絕緣子干凈、避免結(jié)露、減少爬電現(xiàn)象，確保具有良好的絕緣性能。噴淋清洗時(shí)間為1-2min，清洗間隔時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定。

⑥濕式電除塵器設(shè)備采三相高壓整流電源供電，電源型號(hào)為CKD-350mA/60kV，每層處理單元配套一個(gè)電源。每層單元獨(dú)立供電，確保一個(gè)單元故障，另一個(gè)單元還能正常工作。

⑦所有控制部分采用集中控制，主要控制包括：高壓電源控制、安裝聯(lián)鎖控制、噴淋清洗系統(tǒng)控制、超溫報(bào)警控制、故障報(bào)警控制。

5.運(yùn)行情況

氣動(dòng)乳化除塵脫硫+濕式靜電除塵器組合處理工藝投入運(yùn)行后，除塵效果顯著，煙囪排放效果肉眼可見，基本無有色煙氣排放（見圖4設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況）。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)表明組合處理的出口排放均達(dá)到《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 28662-2012）的限值。

圖4 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況（投運(yùn)前后設(shè)備煙囪排放情況對(duì)比）

表3 氣動(dòng)乳化除塵脫硫+濕式靜電除塵器組合處理工藝凈化污泥焙燒煙氣檢測(cè)數(shù)據(jù)

6.結(jié)束語

氣動(dòng)乳化除塵脫硫+濕式靜電除塵器組合處理技術(shù)及在不銹鋼污泥焙燒中的應(yīng)用，能令污泥焙燒煙氣中的顆粒物、SO2、氮氧化物和氟化物等大氣污染物大幅減少，減少工業(yè)生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)人體健康的影響。