甘蔗糖廠中麻石水膜除塵器改造應(yīng)用

廖建光

（廣西馱盧東亞糖業(yè)有限公司，廣西 崇左 532206）

伴隨新環(huán)境保護(hù)法的頒布，環(huán)保新規(guī)的出臺(tái)與實(shí)行，對(duì)企業(yè)環(huán)境保護(hù)工作的要求逐漸提高，許多企業(yè)之前具有的除塵設(shè)施無(wú)法順應(yīng)新時(shí)代下環(huán)境保護(hù)發(fā)展的需求，需要進(jìn)行優(yōu)化改革，由目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r而言，除塵設(shè)施有電袋組合型除塵器、濕電除塵器、布袋除塵器、麻石水膜除塵器、動(dòng)力波水膜除塵等先進(jìn)設(shè)備，這些設(shè)備各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。本文中，結(jié)合某甘蔗糖廠中麻石水膜除塵器的改造應(yīng)用，展開(kāi)相關(guān)概述。

1 某甘蔗糖廠5號(hào)爐除塵設(shè)備升級(jí)改造的背景

某甘蔗糖廠地理位置比較靠近城鎮(zhèn)居民區(qū)，環(huán)保問(wèn)題敏感。為順應(yīng)社會(huì)和環(huán)保發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)公司對(duì)社會(huì)和環(huán)保的承諾，與鄰為伴，與鄰為善，友好持續(xù)發(fā)展，該糖廠決定蒸發(fā)量75 t以下鍋爐環(huán)保指標(biāo)不但要達(dá)最新標(biāo)準(zhǔn)<80 mg/m3以下要求，還要比新標(biāo)準(zhǔn)低一半，在全燒蔗渣的情況連續(xù)運(yùn)行一個(gè)榨季（4個(gè)月以上）保證達(dá)到40 mg/m3以下。現(xiàn)有的設(shè)施難以達(dá)到40 mg/m3以下排放要求。因而，改造除塵設(shè)施被提上了議程。

2 甘蔗糖廠5號(hào)爐除塵設(shè)備改造原則

（1）改造范疇小，不改造已有設(shè)備，全面運(yùn)用現(xiàn)有的工藝流程。

（2）煙塵排放達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到環(huán)境保護(hù)規(guī)定確定的每立方米小于80 mg，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行排放數(shù)量每立方米小于40 mg。

（3）噴嘴設(shè)置科學(xué)，均衡灑水不中斷，霧化成效優(yōu)良，可即時(shí)拆卸清除，而且不對(duì)除塵器的正常工作產(chǎn)生不良影響。

（4）經(jīng)過(guò)改良的除塵器一定要滿足制糖榨季生產(chǎn)不中斷、機(jī)械設(shè)施養(yǎng)護(hù)方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面的要求。

（5）引風(fēng)機(jī)前的煙氣中水所占比例不可過(guò)高，不可妨礙生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3 糖廠煙氣除塵技術(shù)概述

當(dāng)前我國(guó)甘蔗糖廠大多采用三種除塵方式，第一種是布袋除塵，第二種是濕式電除塵，第三種是水膜除塵。

3.1 布袋除塵

布袋除塵器是當(dāng)前運(yùn)用十分普遍的一種除塵設(shè)施，是一種不含水分的煙氣除塵過(guò)濾器，濾袋可以高效地捉住煙氣粉塵顆粒，之后依托脈沖將粉塵進(jìn)行分離的除塵技術(shù)之一。布袋除塵的工作機(jī)理是當(dāng)煙塵顆粒進(jìn)到濾袋內(nèi)的時(shí)候，經(jīng)過(guò)濾袋阻擋，體積大、直徑大的粉塵落到灰斗中，體積小的粉塵附著到濾袋上，從而實(shí)現(xiàn)濾袋的目標(biāo)。然而這種除塵模式在蔗渣爐蔗渣燃燒不完全的時(shí)候較易出現(xiàn)燒袋問(wèn)題，并且阻力過(guò)大，需轉(zhuǎn)換之前的風(fēng)機(jī)體系，導(dǎo)致投入資金增多。

3.2 濕式電除塵

在原水膜除塵器基礎(chǔ)上增添濕式除塵器，是一種近些年大范圍運(yùn)用的甘蔗糖廠除塵技術(shù)，該種除塵技術(shù)的特征是捕捉功能和粉塵的特征沒(méi)有關(guān)系，對(duì)電阻較高、具有火星、粘度大的粉塵粒子能夠高效捕捉，也適宜處置高濕與高溫鍋爐煙氣，然而其投入資金較多，運(yùn)維成本較高，并且有較大阻力，需替換之前的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，讓成本增高。

3.3 水膜除塵

麻石水膜除塵器具體包括清理孔、上部注水槽、文丘里、副筒體、下部溢水孔、連接煙道、主筒體等，該種除塵器的特征是：費(fèi)用低，安裝便捷，具有較強(qiáng)的抗腐蝕、抗磨性能，功能穩(wěn)定，除塵效率通常在90%以上，為此水膜除塵技術(shù)適合每小時(shí)75 t以下的鍋爐使用。

當(dāng)前甘蔗糖廠麻石水膜除塵器具有文丘里入口上端水簾帶較易被煙氣卷跑、噴嘴壓力不平穩(wěn)、噴嘴較易堵住、水膜分布不勻稱等問(wèn)題，從而致使煙氣含塵比重過(guò)高，在本論文中，針對(duì)該種問(wèn)題提出了有實(shí)際可行性的解決計(jì)劃，指明了有關(guān)的改造設(shè)備。

4 甘蔗糖廠麻石水膜除塵器改造

4.1 新型高效組合式麻石水膜除塵器的原理

新型的組合型麻石除塵器得到了政府承認(rèn)的發(fā)明專利，其有效運(yùn)用了文丘里原理，讓液氣在快速下完全混合后以緩慢的速度擴(kuò)散，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效除塵的目標(biāo)。這種除塵器的結(jié)構(gòu)詳情見(jiàn)圖1。

圖1 新型高效組合式麻石除塵器主要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

由圖1可以知道，煙氣首先從主塔前的文丘里通道經(jīng)過(guò)，在收口前端截面灑水，讓水和煙氣全面混合且在收口的地方形成流動(dòng)速度較快的水霧氣流，讓水氣混合勻稱，流到主塔以后，順著主塔內(nèi)園的切線方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力與慣性的雙重影響下，水珠附著煙塵落下順?biāo)髯?，煙氣向上流?dòng)，繼續(xù)流經(jīng)斜板收口處與斜板水簾高速混合后擴(kuò)散減速，使得煙氣中的煙塵再次被沖洗，煙氣在主塔內(nèi)如此反復(fù)經(jīng)四次沖洗后排放。

4.2 新型高效組合式麻石水膜除塵器的應(yīng)用實(shí)踐

這種新型的組合型麻石水膜除塵器盡管除塵效率突出，然而運(yùn)行阻力比較大，對(duì)糖廠的甘蔗處理量與鍋爐的出力有不可忽視的影響，并且替換風(fēng)機(jī)系統(tǒng)成本會(huì)大幅增多，開(kāi)榨過(guò)程中換風(fēng)機(jī)的時(shí)間很有限。為了減小技術(shù)改革風(fēng)險(xiǎn)，該糖廠成立了技術(shù)攻關(guān)小組，攻關(guān)小組通過(guò)調(diào)研后，將技改后不影響鍋爐原有出力、不需更換原有風(fēng)機(jī)列為前提提出以下的改造方案：①文丘里通道截面上的交錯(cuò)布置的噴嘴數(shù)量不夠再增加3只；②加大噴水量及水壓。原設(shè)計(jì)的耙水量9 t/h是在燒蔗渣兼燒煤的情況，現(xiàn)全燒蔗渣風(fēng)量比原來(lái)增加30%～50%除塵水量相應(yīng)增大，且水壓要比原來(lái)高一倍的基礎(chǔ)上霧化才更好；③文丘里噴嘴霧化好后，主塔內(nèi)的旋流板開(kāi)口適當(dāng)加大，保證鍋爐出力及效率。根據(jù)該改造方案，要求設(shè)備商根據(jù)該糖廠的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，泵選用糖廠閑置泵。

該甘蔗糖廠改造方案于2017年7月開(kāi)始實(shí)施，在文丘里通道截面上交錯(cuò)布置的口徑為DN38螺旋形噴嘴數(shù)量由4只增加到7只，供5臺(tái)爐揚(yáng)程為32m 200 m3/h二臺(tái)泵換成一臺(tái)揚(yáng)程為52m 650 m3/h泵，8月完工，完工后，該糖廠對(duì)改造設(shè)備進(jìn)行了冷態(tài)及動(dòng)態(tài)測(cè)試，文丘里通道截面上的交錯(cuò)布置的噴嘴噴出水霧布滿整個(gè)截面效果很好，歸功于泵壓由原0.2MPa增加到0.55MPa但主塔內(nèi)運(yùn)行阻力達(dá)2100 Pa，阻力明顯偏大，為了慎重起見(jiàn)，該糖廠請(qǐng)來(lái)專業(yè)部門(mén)進(jìn)行改造，首先把主塔中的第一級(jí)斜板收口擴(kuò)寬200mm，結(jié)果阻力只降了100 Pa，再將中間隔墻降低800mm，結(jié)果阻力又只降了200 Pa，設(shè)備運(yùn)行阻力還有1800Pa，阻力還是偏大，后來(lái)又將主塔最后一級(jí)斜板收口擴(kuò)寬100mm，阻力再一次降低了200 Pa，設(shè)施運(yùn)行阻力下降了1600 Pa，基本達(dá)到預(yù)計(jì)成效。在榨季生產(chǎn)期間，5號(hào)爐出力和技術(shù)改革前比較，并未受影響，煙氣在線監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，5號(hào)爐的煙塵排放基本在30～40 mg/m3之間，均值26 mg/m3，達(dá)到了預(yù)期要求。該糖廠委托具有相關(guān)檢測(cè)資質(zhì)的環(huán)保檢測(cè)公司對(duì)本次技改進(jìn)行了驗(yàn)收檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 檢測(cè)結(jié)果

從檢測(cè)結(jié)果可以知道，新型高效組合型麻石除塵器除塵效果優(yōu)良，和有濕電組合的電站爐比較，煙塵外排濃度每立方米差9 mg。由在線監(jiān)測(cè)的信息可知，5號(hào)爐新型高效組合式麻石除塵器除塵效率是6號(hào)電站爐常規(guī)文丘里水膜除塵器的7倍以上。再?gòu)牡谌降尿?yàn)收檢測(cè)結(jié)果看，均值26.2 mg/m3，完全達(dá)到了預(yù)期的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)技術(shù)改革應(yīng)用實(shí)踐，表明這種新型組合型麻石除塵器除塵效果優(yōu)良，處在目前同種類型的濕法除塵器的領(lǐng)先地位，另外，設(shè)施有較大的改良空間，除塵效率依舊可以提高。該除塵器具有資金投入少、運(yùn)維成本低廉、除塵成效優(yōu)良、運(yùn)用時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，使用性價(jià)比高，運(yùn)用空間廣泛，在目前環(huán)境保護(hù)要求逐漸提高的狀況下，更契合糖廠的發(fā)展需要，值得在制糖領(lǐng)域進(jìn)行大力推廣。