濕式靜電除塵器在制酸尾氣治理中的應用

張富兵

（河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南濟源 459000）

某鋅冶煉企業(yè)采用常規(guī)濕法煉鋅工藝。鋅精礦沸騰焙燒后所產(chǎn)生的冶煉含硫煙氣，經(jīng)制酸回收后ρ(SO2)為600～1 000 mg/m3。該企業(yè)通過采用雙氧水脫硫+濕式靜電除塵器除塵，解決了尾氣含硫的問題，同時也解決了排放口飄灑液滴的問題，排放尾氣顆粒物(ρ)可控制在30 mg/m3以下，滿足GB 25466—2010《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》的要求。根據(jù)國家環(huán)保部新出臺的政策要求，對該企業(yè)所處的京津冀城市群相關(guān)企業(yè)排放指標進行重新限定，要求相關(guān)企業(yè)排放需滿足顆粒物(ρ)≤10 mg/m3特別排放限值指標。

該鋅冶煉企業(yè)現(xiàn)有的兩條制酸尾氣顆粒物排放指標均在22 mg/m3左右，不能滿足特別排放限值要求，因此該企業(yè)在原有基礎(chǔ)上增設二級濕式靜電除塵器。

1 濕式靜電除塵器的結(jié)構(gòu)、特點及工作原理

1.1 濕式靜電除塵器的結(jié)構(gòu)

濕式靜電除塵器主要由進出口管道、煙氣導流板、氣流分布板、電暈極、集塵極、絕緣箱、噴淋系統(tǒng)、高壓電源系統(tǒng)、低壓控制系統(tǒng)等組成[1]。根據(jù)集塵極形式的不同可分為板式濕式靜電除塵器與管式濕式靜電除塵器兩大類。板式濕式靜電除塵器的集塵極呈板狀，極板間均勻布置電極線，以C型板較為常見。管式電除塵器的集塵極為多邊形管或圓形管，尤以六邊形管常見，其電極線置于管的中心位置，從而使集塵管內(nèi)電場分布更均勻，氣流場分布更穩(wěn)定，集塵極沖洗液自上而下可均勻沖洗，不存在沖洗盲區(qū)。管式濕式靜電除塵器比板式濕式靜電除塵器效率更高，且由于外形簡單而占用的空間更少，更適用于處理垂直流動煙氣。

1.2 濕式靜電除塵器的特點

濕式靜電除塵器本體是以合成樹脂為粘合劑、玻璃纖維及其制品為增強材料、碳纖維制品為導電功能材料而制成的復合材料體。它具有玻璃鋼表面平整光滑、機械強度高、耐腐蝕的特點，且具備質(zhì)量輕、導電性能好、耐高溫、阻燃性強、使用壽命長等優(yōu)點?？蛇M行模塊化設計，采用整體一次成型、整體脫模工藝制造，運輸、安裝方便。濕煙氣通入時，其電暈極被水濕潤，容易放出電子，同時水霧被電暈極芒刺尖端的電火花擊碎細化，使電場中存在大量帶電霧滴，大大增加了細顆粒物與離子碰撞荷電的幾率，使帶電粒子在電場中的運動速率加快，捕捉更多細小顆粒物，使顆粒物的排放達到特別排放限值要求。濕式靜電除塵器捕集細小塵粒及霧滴的功能強大，尤其是對脫硫后的氣溶膠、微細、黏性或高比電阻粉塵、細小的金屬顆粒、酸霧、水霧等有理想的捕集效果?？傮w而言，濕式靜電除塵器具有除塵效率高、運行操作簡單、阻力小等優(yōu)點。

1.3 濕式電除塵器的工作原理

濕式靜電除塵器與干法電除塵器的工作原理相似，高頻電源與濕式靜電除塵器電暈極系統(tǒng)相連，高頻電源產(chǎn)生直流高壓電，與集塵極（管距330 mm六邊形陽極管）形成電暈，在蜂窩狀的陽極管內(nèi)形成磁場，使煙氣在通過陽極管內(nèi)部時，其中所含粉塵、酸霧、氣溶膠及水霧被荷電，荷電顆粒物在電場力的作用下向集塵極聚集，并吸附在集塵極的陽極管上，從而凈化通過電場的煙氣[2]。吸附在集塵極上的顆粒物則采用噴淋的方式進行間斷沖洗，清除集塵極上的污染物。

2 改造前尾氣治理系統(tǒng)概況

某鋅冶煉企業(yè)一期和二期2條200 kt/a制酸生產(chǎn)線，其尾氣治理均配備了雙氧水脫硫和濕式電除塵器裝置，分別于2010年和2013年建成投運。一、二期制酸尾氣脫硫治理系統(tǒng)配置為：φ3.5 m×18 m雙氧水脫硫一體塔+11 m2濕式靜電除塵器。制酸系統(tǒng)原濕式靜電除塵器出口煙氣參數(shù)見表1。

表1 原濕式靜電除塵器出口煙氣參數(shù)

3 改造后尾氣治理系統(tǒng)運行情況

3.1 改造后尾氣治理系統(tǒng)工藝流程

因原尾氣治理系統(tǒng)配置的濕式靜電除塵器是為了消除“煙羽”，設備配置較小，此次改造經(jīng)綜合考慮排放指標和現(xiàn)場場地，在原濕式靜電除塵器后配置二級濕式靜電除塵器。改造后尾氣治理流程為：制酸煙氣經(jīng)過二吸塔吸收后，進入雙氧水脫硫塔脫硫，脫硫后尾氣依次經(jīng)過一級濕式靜電除塵器和二級濕式靜電除塵器去除其中的顆粒物，經(jīng)煙囪達標排放。

3.2 新增濕式靜電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

新增濕式靜電除塵器配置包括濕式靜電除塵器本體、高壓電源、吹掃風機等，設計參數(shù)見表2。

表2 新增濕式靜電除塵器主要技術(shù)參數(shù)

3.3 改造后的運行情況

該項目自2018年9月建成投運后，整體運行穩(wěn)定，各排放指標均可達到特別排放限值的要求，滿足綠色環(huán)保生產(chǎn)的需要。顆粒物排放濃度檢測結(jié)果見表3。

表3 顆粒物排放濃度檢測結(jié)果 ρ: mg/m3

4 生產(chǎn)過程中需要注意的問題

4.1 熱風系統(tǒng)的聯(lián)鎖

濕式靜電除塵器不同于干式靜電除塵器，一般其內(nèi)部通過的煙氣含濕量大，且含有一定的腐蝕性物質(zhì)，為保證絕緣子室的絕緣性能，在濕式靜電除塵器開機之前必須先用熱空氣對絕緣子室進行吹掃和加熱干燥，除去內(nèi)部的潮濕煙氣。運行過程中必須時刻保持絕緣子室熱風暢通，以防止?jié)駸煔膺M入絕緣子室而導致絕緣子室瓷柱受潮爬電，造成短路故障，影響設備的正常運行。因此，濕式靜電除塵器配套的吹掃風機必須與除塵器聯(lián)鎖，在開啟前先進行吹掃干燥防止?jié)駸煔膺M入絕緣子室腐蝕構(gòu)件，并避免內(nèi)部爬電短路。

4.2 沖洗周期的控制

當濕式靜電除塵器開啟運行后，陰極系統(tǒng)通過高壓放電電離周圍的氣體產(chǎn)生陰、陽離子，從而使通過靜電場的煙氣顆粒物荷電，被捕集下來的污染物會附著在陽極管的內(nèi)壁上，當累積到一定程度，就必須打開噴淋系統(tǒng)對陽極管進行沖洗，使集結(jié)的顆粒物被水膜沖下，達到潔凈煙氣的目的。在實際生產(chǎn)中每次沖洗時間要控制在3～5 min，沖洗周期控制在1～2 d，避免因周期過長或過短而影響尾氣排放指標。

4.3 沖洗水的回收利用

通常情況下，制酸系統(tǒng)雙氧水脫硫后煙氣的固含量較低，但含有一定量的酸性物質(zhì)。捕集的液滴和沖洗液中固含量較少、酸性較強，這部分液體可通過濕式靜電除塵器與雙氧水脫硫塔循環(huán)系統(tǒng)的高度差自流入循環(huán)槽內(nèi)，隨脫硫系統(tǒng)循環(huán)利用，減少工藝水的消耗和廢液排放量，降低運行成本和投資費用。

5 結(jié)語

制酸尾氣治理系統(tǒng)自2018年9月投入運行以來，在線監(jiān)測排放顆粒物(ρ)始終小于5 mg/m3，遠低于特別排放限值的要求。實踐證明，濕式靜電除塵器用于制酸系統(tǒng)雙氧水脫硫尾氣顆粒物治理，特別是用于治理含有氣溶膠等細小顆粒物的濕煙氣是較為理想的方法。該方法投資少，運行成本低，所產(chǎn)生的含酸廢液可用于雙氧水脫硫系統(tǒng)的補充用水，不產(chǎn)生二次費用，值得推廣使用。