濕式除污器在陶瓷行業(yè)煙氣終端治理的應(yīng)用

馬玉光 周萍

摘 要：本文闡述了濕式除污器的工作原理和技術(shù)特點，重點介紹了濕式除污器在陶瓷行業(yè)干燥窯和噴霧干燥塔濕法脫硫尾部煙氣治理的應(yīng)用情況。通過工程實例分析表明：濕式除污器能有效去除煙氣中的粉塵微粒、SO3酸霧、氣溶膠、Hg等重金屬，并很好地解決濕法煙氣脫硫所攜帶的石膏雨問題，最終實現(xiàn)超低排放。

關(guān)鍵詞：濕式除污器；陶瓷行業(yè)；濕法煙氣脫硫；超低排放

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，各種大氣污染物的排放急劇增加。近年來關(guān)于霧霾天氣和PM2.5對人體健康危害的報道時常見諸報端，引發(fā)了公眾的高度關(guān)注。

為了落實科學(xué)發(fā)展觀和節(jié)能減排的要求，2010年新頒布了《陶瓷行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB25464-2010》。到2013年全國各地陸續(xù)有陶瓷生產(chǎn)企業(yè)因環(huán)保問題，被當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門勒令關(guān)停、整頓；2014年5月下旬，因排污不達(dá)標(biāo)，環(huán)境治理技術(shù)跟不上當(dāng)前環(huán)保要求，42家陶瓷企業(yè)集體要求修改國家標(biāo)準(zhǔn)，整個陶瓷企業(yè)的環(huán)保壓力巨大，陶瓷行業(yè)迫切需要開發(fā)一種可以協(xié)同處置多種污染物的高效除塵技術(shù)[1-4]。

2015年6月廣東佛山蒙娜麗莎集團(tuán)股份有限公司作為國內(nèi)首家陶瓷企業(yè)的試點單位，采用了江蘇科行環(huán)保科技有限公司研發(fā)的一種具有高效除塵、協(xié)同處置多種污染物的濕式除污器。2015年9月成功投入運行，經(jīng)過環(huán)保部指定檢測單位檢測，各項指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于國家當(dāng)前的《陶瓷工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，成功打造了我國陶瓷行業(yè)首例超低排放示范工程項目[5]。

2 濕式除污器技術(shù)特點

2.1 工作原理[6]

濕式除污器是利用強電場，使固體和液體懸浮粒子與氣體分離的一個氣體凈化系統(tǒng)。在它的電極系統(tǒng)中通上高壓直流電，在極間產(chǎn)生強大的電場，使周圍的氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的電子和正負(fù)離子。當(dāng)含塵煙氣及水霧進(jìn)入電場后，粉塵及微細(xì)液滴在這些電子和離子的作用下，以極快的速度荷電并在電場力的作用下迅速趨向與其極性相反的電極，最后放出電荷并吸附到電極上。由于濕法脫硫工藝產(chǎn)生的水霧，使粉塵凝并、增濕，粉塵和水霧在電場中荷電，一起被收集，水霧在收塵極板上形成水膜，水膜使極板保持清凈。噴霧清洗裝置噴出具有一定壓力的水霧噴至電極表面，加速含塵液滴順著陰陽電極的表面向下流入灰斗，最終排入沉淀池，而凈化的氣體通過出氣口排入大氣。

濕式除污器的工作基本過程主要分三個階段：1）進(jìn)入濕式除污器內(nèi)的粉塵粒子及水霧粒子荷電；2）荷電塵粒及液滴移動并沉積；3）噴淋清洗裝置清洗電極表面使粉塵脫落（即清灰）。濕式除污器工作原理如圖1所示。

2.2 技術(shù)優(yōu)點

（1） 除塵效率高

由于電場內(nèi)部水滴的存在，水滴與粉塵結(jié)合后，使得高比電阻的粉塵的比電阻值下降，除塵效率高，可保證粉塵排放≤5 mg/Nm3。

（2） 微細(xì)粉塵捕集率高

因放電極被水霧浸潤后，電子較易溢出，同時水霧被電極的強大電火花進(jìn)一步擊碎細(xì)化，使電場中存在大量帶電霧滴，大大增加亞微米粒子碰撞荷電的幾率，而帶電粒子在電場力中運動速度是布朗運動的數(shù)十倍，這樣就大幅提高了亞微粒子向集塵極運行的速度，可以在較高的煙氣流速下，捕獲更多的微粒[7]。經(jīng)研究表明，在諸多除塵設(shè)備中，濕式除污器對1 μm以下的微細(xì)顆粒捕集率最高，如圖2所示。

（3） 液滴捕集率高

陶瓷行業(yè)濕法脫硫較多，且大多為簡易脫硫，煙囪出口排放的煙氣中含有大量含有結(jié)晶物的液滴，影響了周邊的環(huán)境。濕式除污器作為煙氣治理的終端設(shè)備，通過電場捕集煙氣中的液滴，有效地解決了陶瓷行業(yè)煙囪下方的石膏雨現(xiàn)象。

（4） 可協(xié)同處置多種污染物

國外研究表明，在高于露點溫度以上時，煙氣中的SO3主要以H2SO4的微液滴形式存在。其平均粒徑在0.4 μm以下，屬于亞微米顆粒范疇。濕式除污器對亞微米顆粒的高捕捉率，可對SO3的微液滴起相同作用。

濕式除污器能夠高效地去除亞微米粒子、霧滴（包含SO3酸霧、氣溶膠、石膏雨、PM2.5），除塵效率根據(jù)運行電場數(shù)不同甚至可以達(dá)到99.9 %[8]。

3 濕式除污器在陶瓷行業(yè)脫硫后的應(yīng)用情況

蒙娜麗莎集團(tuán)股份有限公司1#排氣口濕式除污器自2015年9月投運以來，經(jīng)過半年多的穩(wěn)定運行，目前污染物排放的各項指標(biāo)優(yōu)異。

3.1 設(shè)計參數(shù)和排放要求

設(shè)計參數(shù)與排放要求如表1所示。

3.2 工藝布置方案

根據(jù)陶瓷行業(yè)窯爐分布特點，決定采用煙氣集中治理、統(tǒng)一排放的改造方案，方案流程如圖3所示。

（1）治理1#排氣口所匯總的煙氣，其煙氣來源主要有：A#、C#、D#爐窯產(chǎn)生的煙氣；E#、F#、I#爐窯產(chǎn)生的煙氣；1#排放口40P01噴霧干燥塔產(chǎn)生的煙氣；

（2）治理2#排放口其中一臺40P04噴霧干燥塔產(chǎn)生的煙氣。

3.3 改造后取得的效果

（1）除塵效率高

蒙娜麗莎1#排氣口投產(chǎn)后設(shè)備一直正常運行，粉塵排放長期保持在2～3 mg/Nm3，遠(yuǎn)低于10 mg/Nm3的設(shè)計值。

（2）煙囪排出煙氣中液滴完全捕集，煙氣透明度大大提高，有效地解決了陶瓷行業(yè)在脫硫后煙囪周圍產(chǎn)生石膏雨的現(xiàn)象。

4 濕式除污器在陶瓷行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益分析

目前陶瓷行業(yè)廣泛采用的布袋除塵器只能解決脫硫塔前的粉塵排放問題，對SO3酸霧、氣溶膠、重金屬、酸雨難以治理。在脫硫之后加裝濕式除污器，作為陶瓷煙氣污染物排放的最后一道關(guān)口，能夠有效控制以上污染物的最終排放，為《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修改單》過渡期之后的標(biāo)準(zhǔn)制定起到很好地指導(dǎo)作用。

4.1 濕式除污器系統(tǒng)布置

根據(jù)陶瓷行業(yè)窯爐分布較為分散的特點，采用對煙氣集中治理、統(tǒng)一排放的治理方案，即將幾條熱風(fēng)爐和干燥塔統(tǒng)一引到濕式除污器，對煙氣集中處理后排放，開辟了陶瓷行業(yè)污染物治理的新路徑。

4.2 濕式除污器系統(tǒng)構(gòu)成

濕式除污器主要由電暈線、收塵極、高壓供電系統(tǒng)、熱風(fēng)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。

濕式除污器的系統(tǒng)阻力約300 Pa，在低阻力運行下對整個煙道系統(tǒng)影響不大，脫硫引風(fēng)機(jī)一般不需要改造。

4.3 濕式除污器經(jīng)濟(jì)分析

濕式除污器與采用PTFE濾袋的袋式除塵器相比，系統(tǒng)建設(shè)成本相當(dāng)；雖然在運行過程中會產(chǎn)生一定的電耗，消耗一定的NaOH溶液，但與袋式除塵器需要經(jīng)常更換濾袋的維護(hù)費用相比要低不少[9]。因此，從經(jīng)濟(jì)角度分析，濕式除污器更具有優(yōu)勢。

4.4 社會效益分析

安裝濕式除霧器后，能夠長期、有效、穩(wěn)定地脫除煙氣中的PM2.5、SO3、重金屬等微細(xì)顆粒物，很好地解決脫硫系統(tǒng)所攜帶的液滴、酸雨、黃煙等問題，大大改善陶瓷廠周圍環(huán)境，為當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造一個良好的工作生活環(huán)境，對提升企業(yè)形象和宣傳綠色環(huán)保產(chǎn)品理念提供了支持，對控制區(qū)域污染物排放總量起到了很好的技術(shù)支撐。

5 結(jié)語

濕式除污技術(shù)在陶瓷行業(yè)的成功應(yīng)用，有效地脫除了煙氣中的PM2.5、SO3酸霧、氣溶膠、重金屬等微小的細(xì)微顆粒物，為國家新的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了技術(shù)保證?？深A(yù)見，濕式除污技術(shù)必將在陶瓷行業(yè)得到迅速推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳芳.《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一路走來，是喜是憂[J].陶瓷，2014（9）：54～57.

[2] 何景英，何如初.建筑陶瓷行業(yè)執(zhí)行《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)、準(zhǔn)》的探討[J].陶瓷，2008（7）：52～55.

[3] 方平，唐子鈞，等.陶瓷爐窯煙氣污染物排放特性及治理技術(shù)現(xiàn)狀[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014（12）：68～72.

[4] 羅小根，崔宜祥，等.濕式除污器在陶瓷行業(yè)煙氣粉塵治理中的應(yīng)用[J].中國陶瓷工業(yè)，2015（10）：22～26.

[5] 信息博采.國內(nèi)首例陶瓷煙氣超低排放技術(shù)鑒定通過[J].墻材革新與建筑節(jié)能，2015（12）：66～66.

[6] 崔宜祥，陳學(xué)功，羅小根.濕式除污器在陶瓷行業(yè)煙氣粉塵治理中的應(yīng)用[J].佛山陶瓷，2015（11）：1～3.

[7] 張磊，李彥濤，等.燃煤鍋爐煙氣微細(xì)顆粒物控制技術(shù)[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2012（6）：28～30.

[8] 陳招妹，王劍波，姚宇平，尹得仕.濕式電除塵器在燃煤電廠WFGD后的應(yīng)用分析[C].第15屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集，2013（10）：1～5.

[9] 劉云.濕式電除塵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其在燃煤電廠的應(yīng)用探討[C].第15屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集，2013（10）：387～391.