分析了燒結(jié)機(jī)頭粉塵的特性，通過(guò)對(duì)機(jī)頭除塵器合理有效地改造，綜合利用特氟龍高性能涂料芒刺、聲波清灰等技術(shù)、措施，達(dá)到了控制粉塵排放濃度和減少粉塵排放總量的目的。
前言
在燒結(jié)生產(chǎn)操作過(guò)程中，產(chǎn)生大量含塵和含有SO2、NOX、PCDD/FS(二惡英)等有害氣體的煙氣。為保護(hù)環(huán)境、保護(hù)主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、提高燒結(jié)機(jī)的作業(yè)率，含塵煙氣在排至大氣前必須經(jīng)機(jī)頭除塵設(shè)施凈化。隨著國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排工作發(fā)展的要求，對(duì)粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高，2008年山東省修訂了《鋼鐵工業(yè)污染物地方排放標(biāo)準(zhǔn)》，燒結(jié)機(jī)頭煙氣粉塵排放濃度降低到90mg/m³。萊鋼燒結(jié)廠(chǎng)燒結(jié)機(jī)頭的粉塵排放濃度高達(dá)300~800mg/m³，燒結(jié)機(jī)頭煙氣治理被公司列為重點(diǎn)環(huán)保改造項(xiàng)目，2007年投入1300多萬(wàn)元對(duì)燒結(jié)機(jī)頭煙塵排放進(jìn)行系統(tǒng)治理。
11#、2#105㎡燒結(jié)機(jī)頭電除塵器提效改造的技術(shù)研究
1.11#、2#105㎡燒結(jié)機(jī)頭除塵器概況
萊鋼燒結(jié)廠(chǎng)目前擁有3臺(tái)105㎡燒結(jié)機(jī)，其中1#、2#105㎡燒結(jié)機(jī)分別配套125㎡臥式單室三電場(chǎng)電除塵器，分別于1993年6月、1995年5月投入使用，125㎡電除塵器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1.燒結(jié)機(jī)經(jīng)過(guò)擴(kuò)容改造面積為132㎡，而除塵器及主抽風(fēng)機(jī)均未做相應(yīng)改造，所以粉塵排放嚴(yán)重超標(biāo)。除塵器存在的問(wèn)題主要有：
(1)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，煙塵排放濃度300~800mg/m³，嚴(yán)重超標(biāo)。
(2)電除塵器電場(chǎng)作功效率低。電場(chǎng)電壓在20~40kv(額定72kv)，電流在100~300mA，(額定1200mA)，有時(shí)在100mA以下，甚至為零，除塵器做功效率不足20%。
(3)電除塵器內(nèi)部極板掛灰較厚，電場(chǎng)頂部掛灰最為嚴(yán)重，以下次之;極板有變形現(xiàn)象;芒刺線(xiàn)尖端結(jié)球嚴(yán)重，陰極框架部分變形。
(4)灰倉(cāng)倉(cāng)壁粘灰、結(jié)塊、棚灰，堵塞下灰口，下灰不暢。
(5)極板極線(xiàn)均有不同程度的腐蝕現(xiàn)象，板、線(xiàn)下部腐蝕嚴(yán)重，以上次之。
1.2燒結(jié)煙氣的特性分析
機(jī)頭除塵器屬于工藝除塵，其性能在很大程度上受燒結(jié)生產(chǎn)煙氣的波動(dòng)影響。燒結(jié)煙氣的特性主要有以下幾點(diǎn)：
(1)煙氣溫度波動(dòng)幅度大，變化區(qū)間為80℃~150℃。
(2)煙塵的比電阻值變化較大，為3.2*109~1.0*1012Ω.cm，屬于中、高比電阻值范圍。
(3)煙氣的含水量大，平均值為10.05%。
(4)煙塵中韓Na、K的氧化物和氯化物比較多，煙塵細(xì)而輕飄，灰塵呈絮狀，收塵難度加大，當(dāng)煙氣流速大于0.8~1m/s時(shí)，很容易被氣流帶走排至空中。
(5)煉鋼除塵灰、污泥、煉鐵除塵灰等多種固體廢棄均返回到燒結(jié)配料，造成煙氣中粉塵物化性質(zhì)發(fā)生變化，其中的堿性物質(zhì)提高粉塵的比電阻，不利于靜電收塵。
1.3影響除塵器除塵性能的原因分析
(1)除塵器能力不足，單位電除塵器面積(單位電除塵器面積系電除塵器面積與燒結(jié)機(jī)面積之比值)僅為0.95，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于目前國(guó)內(nèi)機(jī)頭除塵器的主流配置。
(2)兩臺(tái)125㎡電除塵器，投產(chǎn)于1993年和1995年，運(yùn)行至今，設(shè)備嚴(yán)重老化，雖先后采取人孔門(mén)、灰斗等漏風(fēng)點(diǎn)焊補(bǔ)、采用高性能密封墊等措施，防止漏風(fēng)、結(jié)露，但漏風(fēng)率很難保證設(shè)計(jì)值(<3%)多處漏風(fēng)導(dǎo)致除塵器內(nèi)部氣流湍流，除塵性能下降。
(3)極板、極線(xiàn)腐蝕率、變形率達(dá)到40%以上，由于漏風(fēng)，當(dāng)煙氣溫度低于漏點(diǎn)時(shí)，煙氣中所含的二氧化硫與冷凝水結(jié)合，形成酸性物質(zhì)，導(dǎo)致極板、極線(xiàn)下部腐蝕嚴(yán)重;極板、極線(xiàn)強(qiáng)度降低、變形，極間距無(wú)法保證在450mm，導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均勻，陽(yáng)極板的利用率下降，除塵器除塵效率下降。
(4)三個(gè)電場(chǎng)全部為單側(cè)側(cè)旋轉(zhuǎn)錘振打，振打系統(tǒng)剛度不夠，振打力不足，電場(chǎng)頂部掛灰最為嚴(yán)重，以下次之，這種情況導(dǎo)致電流降低，二次電壓降低，除塵效率急劇降低;芒刺線(xiàn)尖端結(jié)球是電除塵器固有的現(xiàn)象，但因原料中配加煉鐵、煉鋼、熱電等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的除塵灰(2007年萊鋼燒結(jié)廠(chǎng)消化除塵灰主要成分分析見(jiàn)表1)，這些除塵灰為高鈣或高堿灰，導(dǎo)致除塵灰粘性強(qiáng)，結(jié)球肥大，把整個(gè)芒刺尖端全部包裹，造成電暈封閉，這也是造成除塵器運(yùn)行效率降低的重要原因，對(duì)振打形式的改造勢(shì)在必行。
(5)對(duì)于二、三電場(chǎng)收集下來(lái)的輕質(zhì)絮狀粉塵，氯化物含量較高，是造成除塵器清灰困難的主要原因，其含鐵較低，利用價(jià)值不大，返回料場(chǎng)重新利用會(huì)造成惡性循環(huán)，加劇了電場(chǎng)的負(fù)荷，因此將二、三電場(chǎng)除塵灰外排，不再進(jìn)入燒結(jié)生產(chǎn)的閉路循環(huán)。
2兩臺(tái)105㎡燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵提效改造及新技術(shù)的綜合應(yīng)用
充分考慮此工程為老廠(chǎng)區(qū)、老設(shè)備改造，作為萊鋼重點(diǎn)環(huán)保治理項(xiàng)目，幾經(jīng)修改方案，最大程度地保留原有設(shè)備，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期，使機(jī)頭除塵器性能實(shí)現(xiàn)最為合理、有效地提升。
新建249㎡電除塵器，單獨(dú)負(fù)責(zé)1#105㎡燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化，249㎡電除塵器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2.
將原有1#、2#105㎡除塵器進(jìn)行合并，改造250㎡電除塵，負(fù)責(zé)2#105㎡燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化。
原125㎡電除塵器設(shè)計(jì)煙氣量570000m³/h，電場(chǎng)風(fēng)速1.27m/s，燒結(jié)系統(tǒng)改造后，兩臺(tái)除塵器煙氣量為720000m³/h，單臺(tái)煙氣量360000m³/h，電場(chǎng)風(fēng)速為0.8m/s，延長(zhǎng)了煙氣停留時(shí)間，從工藝參數(shù)上滿(mǎn)足了機(jī)頭除塵器的除塵要求。原進(jìn)氣煙道經(jīng)沉降室(長(zhǎng)*寬=12m*7m)后進(jìn)入除塵器，改造后吸風(fēng)管經(jīng)30度彎頭進(jìn)入鏈接異徑三通管，分別進(jìn)入原125㎡電除塵器沉降室，在沉降室進(jìn)氣端加電動(dòng)閥門(mén)，調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度和增加導(dǎo)流板、阻流板等措施，保證兩臺(tái)125㎡電除塵器煙氣量的均勻性和壓力損失的平衡。
所有管道內(nèi)用耐磨襯增加耐磨強(qiáng)度，新沉降室內(nèi)部涂抹高溫耐磨襯，外部加保溫。
改造前后對(duì)比見(jiàn)圖1.
同時(shí)針對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭粉塵的特點(diǎn)，為保證收塵效率，新建249㎡除塵器還采取了6項(xiàng)技術(shù)措施。
2.1芒刺線(xiàn)技術(shù)改造
原125㎡電除塵器極配型式為C型480mm極板配備RS芒刺線(xiàn)，新建除塵器改為C型480mm極板配備BS管狀芒刺線(xiàn)。陰極線(xiàn)采用BS管狀芒刺線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是：起暈電壓低，電暈電流大，電流密度均勻，有效消除電暈盲區(qū)，電風(fēng)強(qiáng)，剛度大，使用壽命長(zhǎng)，使粉塵充分荷電，吸附在陽(yáng)極板上，提高收塵效率。
2.2芒刺表面涂覆特氟龍材料
特氟龍高性能特種涂料是以聚四氟乙烯為基本樹(shù)脂氟涂料，典型特征是不粘性、耐高溫和耐化學(xué)品腐蝕，三電場(chǎng)除塵灰主要含的是輕質(zhì)絮狀粉塵氯化鉀及堿金屬再結(jié)晶物，其本身呈白色，比重特別輕，粘性大，浸潤(rùn)性差，吸濕性強(qiáng)，受潮后易粘附在極線(xiàn)上不易清除。將第三電場(chǎng)芒刺線(xiàn)表面涂覆特氟龍材料后，大大降低了粉塵與極線(xiàn)之間的粘附力，有助于極板、極線(xiàn)的清灰，保證除塵設(shè)備設(shè)施的高效運(yùn)行。
2.3陰極振打傳動(dòng)防積灰技術(shù)
原125㎡電除塵器的陰極振打傳動(dòng)密封防積灰方式為方形箱體結(jié)構(gòu)加防塵板設(shè)計(jì)型式，這種方式箱體內(nèi)容易積灰、受潮，致使振打磁軸表面產(chǎn)生爬電，造成電場(chǎng)短路。此次提效改造將瓷軸箱體下平面設(shè)計(jì)成斜面的樣式，無(wú)防塵板并定期進(jìn)行自動(dòng)或手工吹掃，保證瓷軸箱體內(nèi)粉塵沿斜面流入電場(chǎng)內(nèi)，有效防止箱體內(nèi)積灰及磁軸爬電現(xiàn)象，保證長(zhǎng)期高效供電。瓷軸箱體放于立柱外側(cè)，立柱內(nèi)側(cè)按箱體下平面斜度作密封處理，提高除塵效率。
2.4二、三電場(chǎng)除塵灰外排的應(yīng)用
萊鋼多種固體廢棄均返回到燒結(jié)配料之中，導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)頭二、三電場(chǎng)的收集下來(lái)的粉塵，質(zhì)輕、色白，主要成分是輕質(zhì)絮狀粉塵氯化鉀、氯化鈉，二、三電場(chǎng)除塵灰含鐵量分別為14.87和9.85，其可利用價(jià)值不高，此次將每個(gè)電場(chǎng)的除塵灰各用一套輸灰系統(tǒng)分別收集，一電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)回收利用，二、三電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)，排至集合灰倉(cāng)，加濕后外排。
2.5聲波清灰器在機(jī)頭除塵器的應(yīng)用
經(jīng)實(shí)踐證明，電除塵器安裝聲波清灰器后，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)明顯改善，效果明顯，特別二次電流升高較大，灰倉(cāng)排灰順暢。本工程中在原1#、2#105㎡、新建249㎡除塵器的頂部、雙側(cè)部、各灰斗分別安裝了36臺(tái)、30臺(tái)，共計(jì)66臺(tái)聲波清灰器，保證電除塵器極板、極線(xiàn)的清灰效果及電場(chǎng)對(duì)粉塵的捕集效率，解決了灰斗內(nèi)積灰架橋、板結(jié)。
2.6特殊密封材料的有效使用，減小設(shè)備漏風(fēng)率
為降低漏風(fēng)率，對(duì)灰斗、進(jìn)出口法蘭連接處，采用特殊密封材料密封，人孔門(mén)采用雙層結(jié)構(gòu)，硅橡膠材料密封，對(duì)陰陽(yáng)極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置;陽(yáng)極振打傳動(dòng)裝置與殼體連接處設(shè)有密封填料盒，并采用四氟板材料進(jìn)行密封，從而減少轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域可能造成的漏風(fēng);進(jìn)出口膨脹節(jié)連接處采用四氟帶進(jìn)行密封，降低設(shè)備本體的漏風(fēng)率。
3結(jié)論
通過(guò)對(duì)1#、2#105㎡燒結(jié)機(jī)頭除塵器提效改造，電除塵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)明顯改善，特別是二次電流升高較大，有效功率提高到74%以上，提升了電除塵的除塵性能，降低了粉塵排放濃度，排放總量大幅度削減，但粉塵排放仍然較高。如何進(jìn)一步提高燒結(jié)機(jī)頭除塵器效率還有待于進(jìn)一步研究。
