濕法電除塵器在玻璃熔窯煙氣治理中的應(yīng)用

張士凱，尹海濱，李萍

（江蘇科行環(huán)保科技有限公司，江蘇 鹽城 224051）

0 引言

隨著近年國(guó)家對(duì)工業(yè)大氣污染物排放的嚴(yán)格控制， 在 《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB26453-2011）基礎(chǔ)上，各地均出臺(tái)較嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。 玻璃行業(yè)掀起了以高溫電除塵+SCR 工藝為主流技術(shù)的脫硝除塵改造高潮，改造項(xiàng)目的運(yùn)行有效地控制NOx排放， 但由于玻璃窯爐工藝特點(diǎn)和粉塵特性，粉塵排放控制上部分地區(qū)仍難達(dá)到排放要求。 在此條件下，玻璃行業(yè)需引進(jìn)能對(duì)粉塵及相關(guān)污染物治理的新技術(shù)。濕式電除污器作為一項(xiàng)可行新技術(shù)，在玻璃行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 玻璃行業(yè)環(huán)保技術(shù)應(yīng)用情況

近年來(lái)， 各級(jí)政府陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策措施，大力治理大氣污染物，改善空氣質(zhì)量。如河北沙河市，要求玻璃生產(chǎn)線NOx排放<400 mg/Nm3， 粉塵濃度<30 mg/Nm3，SO2排放<200 mg/Nm3。 多數(shù)企業(yè)實(shí)施了以“高溫電除塵+SCR 脫硝工藝”為主要技術(shù)路線的脫硝除塵工程。脫硫技術(shù)應(yīng)用上仍以濕法為主。

隨著SCR 脫硝技術(shù)在玻璃行業(yè)的應(yīng)用，NOx排放可以達(dá)到各地環(huán)保要求，但仍存在氨逃逸高的問題。 新近實(shí)施的半干法脫硫工程，由于項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間短，在粉塵和SO2的控制上基本滿足排放要求（如SO2≤100 mg/Nm3，粉塵≤30 mg/Nm3），并對(duì)重金屬、氨逃逸等其它污染物均有較好的協(xié)同處置效果。濕法脫硫工程，由于實(shí)施時(shí)間早、設(shè)計(jì)先天不足等原因，經(jīng)常出現(xiàn)“酸雨”、“石膏雨”等問題，同時(shí)由于脫硫漿液霧化夾帶、脫硫產(chǎn)物結(jié)晶析出，導(dǎo)致粉塵排放不達(dá)標(biāo)。 現(xiàn)有濕法脫硫系統(tǒng)去除PM2.5 細(xì)顆粒物的能力較弱，對(duì)重金屬和SO3氣溶膠等的脫除能力有限，在污染物治理和運(yùn)行美觀度上都需要改進(jìn)。

近期國(guó)家、行業(yè)協(xié)會(huì)和不少專家又提出“超低”排放的環(huán)保要求，為滿足玻璃行業(yè)日益嚴(yán)格的排放要求，急需一項(xiàng)對(duì)污染物能最終“把關(guān)”的治理技術(shù)。濕法電除塵器技術(shù)引入玻璃行業(yè)粉塵治理具有必要性。

2 濕法電除塵技術(shù)介紹

2.1 工作原理

濕式電除塵器同普通干式電除塵相比主要是在清灰形式和運(yùn)行工況上有所區(qū)別。濕式電除塵器在電極系統(tǒng)中通上高壓直流電，在極間產(chǎn)生強(qiáng)大的電場(chǎng)，使周圍的氣體發(fā)生電離。 當(dāng)含塵煙氣及水霧進(jìn)入電場(chǎng)后，粉塵及微細(xì)液滴在這些電子和離子的作用下，在電場(chǎng)力的作用下迅速趨向并吸附于陽(yáng)極板。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(yáng)電極的表面向下流入灰斗，最終排入沉淀池，凈化的煙氣排入大氣。

濕式電除塵器的工作基本過程主要分三個(gè)階段： ①進(jìn)入電除塵器內(nèi)的粉塵粒子及水霧粒子荷電；②荷電塵粒及液滴移動(dòng)并沉積；③噴淋清洗裝置清洗電極表面使粉塵脫落（即清灰），見圖1。

圖1 濕式電除塵器工作原理圖

2.2 結(jié)構(gòu)組成

濕式電除塵器由進(jìn)口封頭、 氣流分布裝置、底梁、灰斗、陽(yáng)極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、殼體、出口封頭、噴淋清洗系統(tǒng)、高壓電源裝置、灰水處理系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。陽(yáng)極板可采用板式和蜂窩式結(jié)構(gòu)，如圖2 所示。

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 濕法除塵器同傳統(tǒng)除塵技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)

（1）除塵效率高。 采用水噴淋方式清洗電極表面的粉塵， 無(wú)二次揚(yáng)塵產(chǎn)生， 顯著降低出口粉塵排放濃度， 可保證除塵器的出口粉塵排放濃度≤10 mg/Nm3。通過濕式電除塵器的收集，可以收集濕法脫硫工藝后續(xù)煙氣中PM2.5 微細(xì)粉塵和氣溶膠， 去除率＞90%，改善排放煙氣透明度，滿足更高的國(guó)家空氣質(zhì)量控制要求。

（2）除塵性能穩(wěn)定。 濕法脫硫工藝后續(xù)煙氣中含有一定量的水霧，收集到電極表面可使電極表面始終保持一定厚度的水膜，利于煙氣中粉塵和液滴向灰斗流淌；噴淋清洗系統(tǒng)的噴淋清洗，可使電極表面保持清凈，保證除塵器可以長(zhǎng)期、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。 對(duì)濕法脫硫后排出的水霧有80%以上脫除效果。

（3）協(xié)調(diào)去除其它污染物的能力強(qiáng)。 通過濕式電除塵器的收集，可收集濕法脫硫后續(xù)煙氣中的汞及重金屬，其去除率＞90%。

3 在玻璃行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

濕法電除塵器技術(shù)應(yīng)用于玻璃行業(yè)濕法脫硫，具備以下優(yōu)勢(shì)：

（1）匹配技術(shù)的無(wú)縫結(jié)合，運(yùn)行費(fèi)用低，且無(wú)新增排廢點(diǎn)。 玻璃行業(yè)中主要以濕法脫硫?yàn)橹?，濕法脫硫同濕法電除塵器同屬濕法類型的環(huán)保技術(shù)，均具備“不怕水”的特點(diǎn)。通過共用水系統(tǒng)及廢水廢渣處理系統(tǒng)，不增加新排廢點(diǎn)且減少項(xiàng)目投資；因水系統(tǒng)的共用，濕法電除塵水耗較小，運(yùn)行成本低。

（2）有效解決濕法脫硫后“酸雨”、“石膏雨”問題。 經(jīng)調(diào)研，國(guó)內(nèi)不少玻璃廠濕法脫硫由于前期設(shè)計(jì)能力不足、除霧效果差，脫硫塔對(duì)SO3和水霧的去除率很低，SO3以氣溶膠的形式隨水霧和煙氣排出， 導(dǎo)致煙囪風(fēng)向的下游經(jīng)常出現(xiàn)“酸雨”、“石膏雨”等現(xiàn)象，或是有長(zhǎng)長(zhǎng)煙尾的“藍(lán)煙”現(xiàn)象。通過濕式電除塵器可以有效解決以上問題，其SO3的去除率＞90%、水霧去除率＞80%。

（3）更進(jìn)一步降低粉塵排放，有效控制PM2.5。傳統(tǒng)工藝流程中，無(wú)法控制后端濕法脫硫產(chǎn)生的細(xì)微顆粒粉塵。煙囪排放包含濕法脫硫洗滌之后仍未脫除的前端逃逸煙塵、濕法脫硫自身產(chǎn)生并排出的PM2.5 細(xì)微顆粒物和氣溶膠?，F(xiàn)行濕法脫硫工藝允許排出的霧滴含量是75 mg/m3， 以其含固率20%計(jì)算，現(xiàn)行濕法脫硫工藝容許排出的粉塵濃度就達(dá)到15 mg/m3。 排放難達(dá)到國(guó)家（地方）標(biāo)準(zhǔn)要求的30 mg/m3或20 mg/m3。 濕法電除塵器是解決PM2.5、氣溶膠排放的有效手段。

（4）工藝方案靈活，投資成本低。 玻璃窯爐煙氣量小（60 000~180 000 Nm3/h），在前端設(shè)置除塵的基礎(chǔ)上（如高溫電除塵），濕法脫硫進(jìn)口粉塵濃度正常在100 mg/Nm3以下， 僅需配置單室濕法電除塵器即可將粉塵濃度控制＜20 mg/Nm3。同時(shí)設(shè)備煙氣阻力?。ǎ?00 Pa），無(wú)需對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造；濕法電除塵器布置于脫硫塔后，工況煙氣量小，占地面積小，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用水平進(jìn)氣方式，也可采用布置于濕法脫硫塔上部。 根據(jù)生產(chǎn)線大小、配置和布置形式不同，設(shè)備投資250~600 萬(wàn)元之間。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家和地方環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，玻璃行業(yè)在粉塵及水溶性大氣污染物的治理上，濕法電除塵器技術(shù)定將得到大力推廣應(yīng)用。已實(shí)施濕法脫硫的玻璃生產(chǎn)線，在后續(xù)增容改造時(shí)，濕法電除塵技術(shù)仍是較為適用的技術(shù)革新方案。