提升電收塵收塵效率研究

張曉寧

（北方銅業(yè)垣曲冶煉廠， 山西 垣曲 043700）

垣曲冶煉廠熔煉電收塵主要處理熔煉爐吹煉產(chǎn)生的煙氣，電收塵采用2 套LD50 m2-4-6 電收塵器進(jìn)行煙塵收集，從2020 年5 月系統(tǒng)大修結(jié)束開(kāi)爐后，經(jīng)過(guò)2 個(gè)月的正常運(yùn)行后，收塵電壓逐漸降低，收塵效率下降至80%左右，難以達(dá)到電收塵收塵效率的設(shè)計(jì)值，即99%，電收塵出口煙氣含塵較高，對(duì)后續(xù)的煙氣制酸工藝產(chǎn)生較大的影響，生產(chǎn)成本較高。本文針對(duì)影響電收塵收塵效率低這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，采取相應(yīng)措施后效果顯著。

1 火法冶煉工藝概況

垣曲冶煉廠火法冶煉工藝過(guò)程：混合爐料從爐子頂部的加料口連續(xù)加入爐內(nèi)，從爐子底部鼓入氧氣和保護(hù)空氣，攪拌熔池熔體，使?fàn)t料完成加熱、脫水、分解、熔化、氧化、造锍、造渣反應(yīng)，液體銅锍和爐渣因比重不同而分層，分別從銅锍口和渣口間斷放出，底吹爐熔煉生產(chǎn)的含塵煙氣由爐口先進(jìn)入直升煙道段，出來(lái)后經(jīng)余熱鍋爐降溫（750 ℃降至380 ℃），通過(guò)象鼻子進(jìn)入電收塵中進(jìn)行收塵作業(yè)。電收塵收塵效率低會(huì)直接造成大量煙灰堆積于煙道和高溫風(fēng)機(jī)中，造成高溫風(fēng)機(jī)腐蝕，影響使用；含塵煙氣經(jīng)電收塵后進(jìn)入硫酸凈化工段，經(jīng)稀酸洗滌后進(jìn)行污酸處理，由于煙氣中含塵較高，易引起污酸中銅離子濃度過(guò)高，造成污酸處理成本增加。

2 電收塵使用現(xiàn)狀

2020 年5 月，垣曲冶煉廠系統(tǒng)大修結(jié)束后兩個(gè)月，電收塵運(yùn)行較好，收塵效率在95%以上，自7 月份開(kāi)始，電收塵的收塵效率一直在85%以下。對(duì)電收塵進(jìn)行漏點(diǎn)排查后，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的漏風(fēng)點(diǎn)。對(duì)從7月份—12 月份電收塵器的收塵效率和出口煙氣塵濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1 所示。

表1 收塵效率主要影響因素

由表1 可以看出，7—12 月份收塵效率平均值為77%，11 月和12 月電收塵效率最低，為68%和72%，相比5 月份和6 月份的95%以上的收塵效率，有明顯的下降。出口塵小時(shí)質(zhì)量濃度平均值為2.95 g/m3，12月份達(dá)到了4.13 g/m3，偏離了設(shè)計(jì)值。

由于出口煙氣含塵量較高，致使煙氣管道煙灰集聚較厚，煙道截面積減小，從而使整個(gè)煙道的負(fù)壓較低，現(xiàn)場(chǎng)逸散煙氣較大，作業(yè)環(huán)境較差，需要系統(tǒng)停產(chǎn)進(jìn)行煙道清理工作，給生產(chǎn)組織造成較大的困難。

3 收塵效率的影響因素及采取的措施

針對(duì)電收塵效率低的主要問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析找到影響其收塵效率的三個(gè)主要因素，并有針對(duì)性地采取相關(guān)措施，電收塵效率有了明顯提升，取得了良好的效果。

3.1 入爐精礦水分含量的影響及采取的措施

3.1.1 入爐精礦水分含量的影響

對(duì)不同月份入爐精礦含水率與其對(duì)應(yīng)的電收塵收塵效率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在184 d 觀察期內(nèi)，不同入爐精礦含水率對(duì)電收塵收塵效率產(chǎn)生規(guī)律性影響，由圖1 可以看出，當(dāng)精礦含水率增加，電收塵收塵效率降低，當(dāng)精礦含水率減少，電收塵收塵效率相應(yīng)提高。

圖1 精礦含水量和收塵效率關(guān)系圖

3.1.2 采取的措施

車(chē)間對(duì)主控人員工藝控制水平組織培訓(xùn)，對(duì)入爐精礦進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，降低水含量過(guò)高煙灰進(jìn)入底吹爐的比例；加強(qiáng)同原料車(chē)間溝通，進(jìn)行合理配料，嚴(yán)格上料制度，合理配比中和渣；加強(qiáng)與質(zhì)檢中心化驗(yàn)室溝通，提高職工責(zé)任心，及時(shí)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果和原料車(chē)間配合，避免高含水物料集中進(jìn)入底吹爐中。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，對(duì)2 月份6 批次入爐精礦的含水率和電收塵對(duì)應(yīng)的收塵效率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，入爐精礦含水率平均值為10.5%，基本符合對(duì)入爐精礦含水率要求，電收塵的收塵效率平均值在95.41%，且當(dāng)入爐精礦含水率為10%時(shí)，電收塵收塵效率達(dá)到96.65%。

3.2 放電極煙灰附著厚度的影響及采取的措施

3.2.1 煙灰厚度的影響

通過(guò)對(duì)極板表面不同煙灰厚度下的放電電壓進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2 所示。從表2 可以看出，煙灰附著厚度越厚，放電電壓越低，放電越困難，可通過(guò)增加熱風(fēng)吹掃設(shè)備予以改善。

表2 放電電壓和煙灰厚度的關(guān)系

3.2.2 采取的措施

建立并完善電收塵放灰和清灰制度，要求專(zhuān)人負(fù)責(zé)，加強(qiáng)管理，以避免煙灰的堆積；密切關(guān)注底吹爐加料量、電收塵入口負(fù)壓、電收塵極板煙塵厚度，適當(dāng)調(diào)整陽(yáng)極振打和清理極板煙灰的頻率，保證極板表面干凈。

截至2021 年4 月，熔煉爐電收塵共運(yùn)行12 個(gè)月，共經(jīng)歷4 次系統(tǒng)小修，每次小修期間，都對(duì)電收塵極板煙灰進(jìn)行清理，極板表面基本無(wú)煙灰，清理完成后，各個(gè)電場(chǎng)放電電壓如表3 所示。

表3 2021 年小修后電場(chǎng)放電電壓 kV

由表3 可以看出，每次小修清理完成后，當(dāng)極板表面干凈、無(wú)積灰時(shí)，電收塵收塵電壓會(huì)迅速升至25 kV 以上，收塵效率顯著提升，基本可以達(dá)到95%以上，效果明顯。

3.3 電收塵入口煙氣溫度的影響及采取的措施

3.3.1 電收塵入口煙氣溫度的影響

煙氣溫度對(duì)電除塵性能有重要影響，在煙塵條件困難的情況下尤其如此，電除塵器進(jìn)口煙氣溫度主要根據(jù)冶煉生產(chǎn)過(guò)程和電除塵器的適宜操作溫度來(lái)選定，電除塵的操作溫度雖然視不同的煙氣成分和煙塵性質(zhì)而不同，但均應(yīng)保持內(nèi)部各點(diǎn)溫度在煙氣的露點(diǎn)以上，適合用電除塵器捕集。通過(guò)對(duì)四個(gè)月的電收塵入口溫度和電收塵的收塵效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)對(duì)熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)，得出電收塵入口溫度和收塵效率的對(duì)比情況，如圖2 所示。通過(guò)對(duì)電收塵入口溫度調(diào)查分析，可以看出，隨著溫度升高，電收塵收塵效率提高。

圖2 電收塵入口溫度和收塵效率的對(duì)比

3.3.2 采取的措施

為提高煙氣溫度，在增加熔煉底吹爐入爐精礦配料時(shí)，適當(dāng)提高入爐精礦中高硫精礦和燃料比例，保證入爐氧氣濃度，以增加爐內(nèi)反應(yīng)釋放的熱量，提升煙氣溫度；其次由專(zhuān)人負(fù)責(zé)控制底吹爐直升煙道循環(huán)水進(jìn)出口溫度，以減少熱量損失。這樣可保證電收塵入口溫度穩(wěn)定在380 ℃以上，提高電收塵收塵效率。

通過(guò)2 月份的調(diào)查分析，電收塵入口煙氣平均溫度在385 ℃，在此條件下，電收塵煙灰收集量平均每天達(dá)到17 斗，經(jīng)質(zhì)檢中心測(cè)定，收塵效率達(dá)到94.19%，基本達(dá)到目標(biāo)，取得了較好的效果。

3.4 漏風(fēng)率的影響及采取的措施

3.4.1 漏風(fēng)率對(duì)收塵效率的影響

由于電收塵器漏風(fēng)率影響收塵效率，所以在對(duì)電收塵器完成大修之后，都會(huì)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，而且在除塵刮板機(jī)出口都安裝了氣密性較好的行星閥，也就是說(shuō)所有電收塵器基本上都可以滿(mǎn)足技術(shù)要求。但在運(yùn)行數(shù)月后，尤其在12 月份，質(zhì)檢中心在對(duì)電收塵進(jìn)行收塵效率測(cè)定時(shí)，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)率較高，當(dāng)月的收塵效率較低。

3.4.2 采取的措施

在系統(tǒng)小修時(shí)，對(duì)電收塵的殼體進(jìn)行檢查，由于部分殼體長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有更換，發(fā)現(xiàn)局部腐蝕有洞，造成漏風(fēng)率較高。因此，在重新對(duì)殼體進(jìn)行更換后，電收塵效率有明顯提高。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)電收塵效率低的問(wèn)題，通過(guò)采取定期清理電收塵極板、控制電收塵入口溫度在380 ℃以上、控制入爐精礦含水量穩(wěn)定在10%、降低漏風(fēng)率四項(xiàng)措施，使得垣曲冶煉廠熔煉爐電收塵效率基本穩(wěn)定在96%。