鋼鐵生產(chǎn)過程的環(huán)境污染問題已成為制約其可持續(xù)發(fā)展的重要因素。鐵礦石燒結(jié)作為鋼鐵生產(chǎn)爐料準(zhǔn)備的重要工序。根據(jù)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策的要求，電除塵技術(shù)特別是提效改造技術(shù)發(fā)展有較大空間。
燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵器作為燒結(jié)主工藝生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，要使其長期處于工作狀態(tài)，應(yīng)該從設(shè)備選型、設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)、燒結(jié)生產(chǎn)工藝相互配合等方面共同努力，各相關(guān)因素都能處于可控并且合理的范圍之內(nèi)，才能燒結(jié)生產(chǎn)、且滿足達(dá)標(biāo)排放。
一、電除塵器的技術(shù)參數(shù)
某鋼廠燒結(jié)機(jī)機(jī)頭189m²電除塵器為雙室三電場+沉降室，10塊板配置，原設(shè)計(jì)排放指標(biāo)不大于80mg/Nm3，處理工況煙氣量為108萬m3/h，電場風(fēng)速達(dá)1.587m/s。該電除塵器顆粒物排放濃度已經(jīng)不能滿足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，給生產(chǎn)、設(shè)備管理和環(huán)境質(zhì)量帶來不利影響。
燒結(jié)機(jī)頭煙塵治理是當(dāng)前我國大氣污染控制的一個(gè)難題，不少經(jīng)過改造仍是達(dá)不到煙氣排放50 mg/Nm3的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。燒結(jié)機(jī)頭電除塵器粉塵排放超標(biāo)嚴(yán)重，現(xiàn)用的電除塵器由于自身的缺陷，一直沒有很好的解決，通過對(duì)燒結(jié)工藝煙塵治理和調(diào)查，認(rèn)為有以下原因造成燒結(jié)機(jī)頭電除塵器嚴(yán)重超標(biāo)：
二、電除塵器存在的主要問題
燒結(jié)機(jī)頭電除塵器存在的問題主要有兩方面：一是設(shè)備本體嚴(yán)重老化。該電除塵器已運(yùn)行20余年，許多零部件損壞、變形或者老化，甚至腐蝕。陰小框架、陽極板等均有扭曲、變形、脫焊、磨損等情況;灰斗、殼體及進(jìn)出口喇叭也均存在殼體腐爛導(dǎo)致漏風(fēng)等現(xiàn)象;此外，振打裝置磨損嚴(yán)重等均影響了除塵器的正常運(yùn)行；二是收塵面積不足。為滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器進(jìn)行分析，計(jì)算得出所需除塵面積為14996.7m²，遠(yuǎn)大于總收塵面積8845m²，故不能滿足達(dá)標(biāo)要求。
為實(shí)現(xiàn)該廠燒結(jié)機(jī)頭電除塵器穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的要求，通過分析原電除塵器除塵效率較低的原因，采取加寬擴(kuò)容電除塵器本體，增設(shè)電場荷電極、電場橫置收塵極、預(yù)荷電凝聚電場，改沉降室為樻置電場，增設(shè)末電場輔助電極等措施來提髙高電除塵器的捕集效率。通過改造，電除塵器滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，完成增效的目標(biāo)，為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。
由于燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣粉塵成分復(fù)雜、粉塵比電阻高、黏度大、煙氣濕度高、煙氣負(fù)壓大的工況及粉塵特性使之不適合將電除塵器改袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器，故進(jìn)行電除塵器增效改造，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的要求。
三、電除塵器改造措施
1、電除塵器本體加寬擴(kuò)容
根據(jù)原電除塵器運(yùn)行情況、改造要求、粉塵性質(zhì)并綜合考慮現(xiàn)有場地情況和改造費(fèi)用，對(duì)電除塵器進(jìn)行加寬擴(kuò)容，由原電除塵器的雙室變?yōu)槿?。電除塵器擴(kuò)容部分的基礎(chǔ)、鋼支架、殼體、內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)出口喇叭、煙箱聯(lián)接、高低壓電氣等可以在不影響生產(chǎn)的情況下提前施工。
2、電場荷電極增設(shè)
一般情況下，含塵煙氣在帶電場中流動(dòng)方向與陽極板方向同向，則含塵顆粒荷電后的驅(qū)進(jìn)方向與氣流方向垂直。研究表明，電場中的離子濃度不高是導(dǎo)致電除塵器效率較低的主要影響因素。而利用陰框架在電除塵器電場前布置一道橫向荷電網(wǎng)，則可以促使含塵顆粒預(yù)先荷電后的運(yùn)動(dòng)方向與煙氣流動(dòng)方向平行，增加帶電含塵顆粒的運(yùn)動(dòng)速度。在電除塵器電場末端的陰框架上設(shè)置一道同樣的橫向荷電網(wǎng)，可以使得因振打而形成的二次揚(yáng)塵二次荷電并捕集。
3、小C型極板增設(shè)
原除塵器電場之間預(yù)留寬800~1500mm的檢修通道，增設(shè)小C型極板來填充此處空間，可使該部分的收塵裝置與含塵煙氣流動(dòng)方向垂直，不但可增加粉塵的過濾效率，還可電除塵器中電場的氣流分布，增加各電場的除塵效率。
4、預(yù)荷電凝聚電場增設(shè)
在除塵器入口喇叭處增設(shè)預(yù)荷電凝聚電場，可使粉塵預(yù)先荷電與氣流均布同步進(jìn)行;在2層氣流分布板上增設(shè)2層的橫置收塵極，可在喇叭區(qū)域形成預(yù)除塵空間，類似于增設(shè)了前置電場，可提升其荷電凝并效果。該項(xiàng)改造措施可在不增加電除塵電場數(shù)，不改變?cè)羞\(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行方式的前提條件下，現(xiàn)有電除塵器捕集微細(xì)粉塵效果。
5、橫置電場增設(shè)
將電除塵器沉降室改造為橫置電場，并設(shè)置小C型極板垂直于氣流方向，形成若干個(gè)通透型的橫置收塵裝置，后端再布置荷電極系統(tǒng)，如圖3所示。橫置收塵極電除塵器的收塵極板與煙氣流動(dòng)方向垂直，電場力和慣性力同向，可提高含塵煙氣的驅(qū)進(jìn)速度和煙塵過濾效率。同時(shí)，橫置收塵極電除塵器中極板，還可起到氣體勻化分布的作用。
6、末電場輔助電極增設(shè)
輔助電極是指本身不產(chǎn)生電暈，只在輔助電極和陽極之間產(chǎn)生均勻的強(qiáng)電場。在電除塵器中增設(shè)末電場輔助電極，由于其不產(chǎn)生電暈的特性，該電場所產(chǎn)生的電流強(qiáng)度等于荷電粉塵顆粒在輔助電極和陽極的放電電流(電流較小)，可避免高比電阻的粉塵顆粒在陽極產(chǎn)生的反電暈現(xiàn)象。同時(shí)，在等電壓條件下，均勻電場的場于不均勻電場，增設(shè)輔助電極則可提高荷電粉塵的驅(qū)進(jìn)速度和煙塵過濾效率。
電除塵器本體加寬擴(kuò)容后，增加了除塵器的斷面積和收塵面積;增設(shè)電場荷電極等措施均增強(qiáng)了電場荷電能力，提高除塵效率;除塵器高壓電源不做改動(dòng)，有利于減少電除塵器增效改造的投資。電除塵器增效改造后一直正常運(yùn)行，且出口粉塵排放濃度平均低于50mg/m3，能夠滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。
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