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    4. 河北威美環保專業從事煙氣脫硫脫硝、脫硫塔、玻璃鋼儲罐及玻璃鋼管道等除塵設備的研發生產
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      磚廠大氣污染物治理的那些事——磚廠脫硫不單單是“塔”的事
      瀏覽次數:    2019-04-04

      隨著的實施和《中華人民共和國環境保護稅法》(草案)的審議,磚廠環保治理的話題很是緊迫,如果僅僅上一座脫硫塔就能解決的問題還會引起行業的恐慌嗎?恐怕事情沒那么簡單。所以才有了寫此文的想法,談一談筆者對磚廠大氣污染物治理的一些淺顯看法,提醒同仁磚廠脫硫不單單是“塔”的事。

      一、對政策的理解

      2016年7月1日正式實施的頒布之初,就有行業人士賦予了他“世上*嚴”標準的定性,呼吁要降低標準,給磚瓦企業一條生路。但這種呼吁沒有得到一丁點的支持,恰恰相反,《中華人民共和國環境保護稅法》(草案)2016年8月底又擺在了全國人大的桌面上去審議。兩個文件一前一后,相互疊加,時間之巧合,步伐之緊湊,就不難看出磚瓦行業要面臨什么樣一種局面。一個是強制性標準,另一個是排污費改稅,這兩個都是磚瓦企業不能觸碰的紅線,也是關系到企業生死存亡的關鍵。

      難道國家真的要置磚瓦行業與死地嗎?恰恰相反,我認為這是政府借助環保這面大旗,是對磚瓦行業的無序發展、低檔次重復建設、產品質量低劣等現狀的警告。從以下兩張我們常見的燒結磚照片來看,磚瓦行業的現狀就一目了然了。

      磚廠脫硫不單單是“塔”的事

      之所以用“常見”二字,表明一個階段我們磚瓦企業帶給社會的是什么樣的產品。無序發展導致惡性競爭,低價格導致產品質量低劣,低檔次建設消耗了大量的能源,沒有控制的污染物排放給環境造成了負擔。。。。。。所以,兩個文件不只是磚瓦環保的問題,其中的內涵很多,包含了行業的規范、有序、良性發展要求,也是目前磚瓦行業治“亂”的良藥和契機。

      這次磚瓦行業環保“地震”,不但是磚瓦生產企業的事,從設計、裝備、工藝、技術、產品等各個環節都是一次根本觀念的沖擊,通過這次洗禮,我們才能是真正的磚瓦人。面對這樣的形勢,磚瓦企業要生存發展就不是一座脫硫塔能解決的。

      二、對脫硫塔的看法

      我們習慣將煙氣治理設備簡單的稱作“脫硫塔”,本文也是如此。習慣可以改變,但真正的要花真金白銀上脫硫塔時,還得從兩個方面仔細考慮一下才對,否則,即使安裝了脫硫塔,還是被關停,這樣的例子已經有了,所以,提醒企業要謹慎,要充分了解脫硫塔的功能和磚廠的實際。目前的脫硫塔均來自電廠、鍋爐常使用的脫硫設施,對這些只利用熱量的企業來講,脫硫效果能達到要求,如果直接搬運到磚廠,就要考慮考慮了。磚廠設計各有特色,可以講五花八門,沒有國家和行業規范,再加上原料不同,工藝設備、施工安裝質量、員工操作技能高低等因素,每條生產線都有各自的特點,這種情況下,所有的磚廠都把一種產品當成救命稻草肯定是不現實的。脫硫塔進入磚廠也就是這兩年的事,加上脫硫塔設計、生產企業對磚瓦行業沒有針對性的研發,只是簡單的照搬,其效果就不言而喻了。磚廠和電廠、鍋爐的*大區別是:一個只是利用了熱,另一個是利用熱生產產品,兩者的區別很大。

      上脫硫塔前也要了解政策、標準的內容,《磚瓦工業大氣污染物排放標準》對磚廠污染物監測的內容有四項,分別是二氧化硫、煙塵顆粒物、氮氧化物、氟化物,而《中華人民共和國環境保護稅法》是按這四項中*高的前三項計稅,實際是任何一項都必須進行嚴格的控制,沒有僥幸的余地,所以,在選擇脫硫塔時,考慮要全面,不是單單的脫硫,是煙氣污染物綜合治理設備。

      三、磚廠生產工藝對脫硫塔效率的影響

      我們磚瓦行業常講的一句話:沒有相同的窯,沒有相同的工藝。隧道窯燒結工藝區別不大,但其干燥媒介的來源卻不同,這也決定了排潮(煙)方式的不同:有兩個排煙(潮)裝置的,就是焙燒窯的煙氣排放和干燥窯的潮氣分別排放;有一個排煙系統的,是利用煙氣、余熱集中進入干燥窯,然后集中排潮(煙);還有就是烘燒一體的,更是簡便,全窯就是一個排潮(煙)風機。以上這些設計基本代表了目前國內已有的生產線特點,這些“不同”能用“一種”設備來完成“同樣”的任務嗎?顯然是不行的。

      所以不同的設計,也決定了脫硫方案不同和難度不一,簡單的講有很大一部分生產線不單單是上不上脫硫塔的事,還有另外一項工程——對窯爐及附屬設施進行改造,以滿足脫硫塔正常工作,達到檢測條件——不是達到檢測標準,是檢測的條件,如果沒有這個條件,就沒有檢測的基礎。先說說大風量:焙燒不需要很大的風量,但干燥就必須大風,這個大風就成了檢測的難點,因為標準中有一項:基準過量空氣系數1.7,也就是實際測得的數據要換算成基準系數來計量的,當煙氣中空氣的含量超出一定數值后,就無法取得檢測數據,會直接判定嚴重超標。不采用大風,干燥窯就無法干燥磚坯,這就是矛盾。再說說煙氣溫度的問題:煙氣溫度高,脫硫塔脫硫效果好,溫度低效果差,煙氣溫度的影響很大。磚廠煙氣直接排放,其煙氣溫度一般為100~120℃左右,這時的脫硫的效率很高;當煙氣進入干燥窯經過利用后,排潮(煙)溫度一般為40~50℃,脫硫的效果就很差,兩者可以相差30%以上。還沒有談到煙氣“濕”的問題,就單單一個大風和低溫就”難“住了脫硫塔。磚廠正常生產,按常規操,即使安裝了脫硫塔,環保還是不達標;滿足了脫硫塔,達到環保要求,就不能正常生產。

      所以,一部分磚廠不但要安裝脫硫塔,還要改造工藝,不但要保證正常生產,還要給脫硫塔低成本、高效脫硫創造條件,這樣才能維持下去。所以,磚廠脫硫不單單是“塔”的事。

      四、磚廠清潔生產工藝理解

      在《磚瓦工業大氣污染物排放標準》解讀中,有一個詞叫“清潔生產”,簡單詞面解釋,就應該知道污染治理不單是煙氣治理,是生產全過程的綜合治理。也就是說,要把污染治理納入生產全過程,*終達到污染物*低排放的清潔生產。

      脫硫有三種方式,分別燃燒前、燃燒中和燃燒后,脫硫塔是燃燒后煙氣治理設備。如果將治理工作融入到制磚過程的事前、事中、事后的所有工序中,其效果肯定會遠遠大于單一的脫硫塔效率。

      事前控制工作:目前很多磚廠沒有條件上天然氣,熱源主要為煤、煤矸石,這些燃料在提供熱源的同時,也伴生著硫??刂迫剂系暮蛄渴?有效的手段,也被稱作提前控硫。燃料控硫的方法很多,概括起來有物理法、化學法和生物法,但磚廠在這些方法面前都無能為力,原因就是成本高,工藝復雜。所以磚廠從燃料這一關控硫的主要手段就比較單一了,可以從兩方面入手,一是選,二是配。選是在采購燃料時,對燃料質量要有一個嚴格的控制。以前我們注重的是熱值,現在要加上含硫這一項了,并且要嚴格檢控,不能馬虎,一旦硫含量超出可控范圍,進入到生產線,就會給后續脫硫工作造成被動局面。磚廠選購煤炭時,要走出一個誤區,就是認為熱值高的煤含硫量低,熱值低的煤含硫量高。煤中的含硫量和熱值不成比例,沒有直接關系,之所以建議選擇高熱值的煤,是考慮熱值高的煤可以減少使用量,從而減少因煤帶入硫的含量。也有磚廠準備用電廠、鍋爐煤渣替代煤的,道理很簡單,因為這些經過高溫燒結的廢棄物有一定的熱值并且含硫量很低,是很好的替代燃料,但使用前一定要了解上游企業的燃燒及脫硫工藝如何,如果采用的是石灰(石灰石)固硫工藝,*好先嘗試使用,觀察成品磚的泛霜情況。也有磚廠選擇洗煤廠的矸石和煤泥替代,這些燃料雖然價格低廉,但硫的含量一般很高,因為洗煤廠的主要任務是洗去煤中的硫,所以要引起重視。

      煤的品種選擇對脫硫的影響:硫的釋放和溫度有很大關系,有機硫在較低的溫度下開始釋放,而無機硫者需要較高的溫度,煤的品種決定了煤中有機硫和無機硫的不同。有機硫析出一般在500℃~560℃,而硫鐵礦則在630℃~700℃釋放,*后才是那些結構復雜、難分解高分子量的有機硫釋放出來。一般我們可從煤的燃點判斷,選用適合自己窯爐的燃煤,這樣不但能提高產量,也利于硫的集中治理。

      以煤矸石為原料的磚廠由于原料選擇的余地不大,控硫的手段可從配料和工藝中摸索辦法。“配”是添加沒有或硫含量低的原料來控制,例如黏土、頁巖等。還有就是檢測煤矸石中硫存在的形式,然后進行一些工藝上的改進,以達到控硫減硫的目的。例如:利用黃鐵礦石硬度高,不易粉碎特性,對篩分原料進行硫測試,如果篩上料含硫較高,就直接剔除不用,只使用篩下料生產。有煤礦對排放的煤矸石進行水沖排放,從煤矸石山腳下排出的水呈黑黃色可以知道,水沖也是一種脫硫方法。

      配料還有一種方法,就是固硫技術。固硫技術較簡單,成本低,易操作,固硫效果很好,是目前國家推廣的潔凈煤項目,如果能運用到磚廠,是可喜的技術。磚廠運用固硫技術的難點是產品泛霜,由于硫和鈣的反應可轉化成硫酸鈣類物質,在固硫效果顯著的同時,這種物質會導致磚瓦泛霜,影響產品質量。如果我們能找到解決泛霜的低成本有效辦法,固硫技術是可以引進到磚廠的,當然,目前這只是一個設想,沒有成熟的技術和經驗給大家。

      事中控制工作:原料經過破碎進入生產工序,就無法人為的干擾了,這個階段我將他列為中間控制,其建議如下:

      1、合理調配原料的顆粒級配。調配的目的是降低磚坯的干燥敏感系數和干燥敏感性,保證磚坯在快速脫水干燥過程中不會對產品質量產生影響,同時利于燒結。這個看似和脫硫沒有多大關系的建議,主要來源于國外磚坯快速干燥技術,有資料顯示,國外磚坯干燥的時間只有短短的幾個小時,完全違背了我們認為的二、三十個小時的干燥理論,之所以能這么短的時間實現磚坯干燥,除干燥器具外,其中一點就是對原料顆粒級配的調整,這一點值得我們思索。

      2、降低成型水分。干燥窯的工作只有一項,就是排除磚坯中的水分,任務很單一,磚坯水分不但是成型工序的重點,也是下道工序的難點。磚坯成型水分低,原料的熱值就可以降下來,相應的硫含量也就減少了。

      3、調整碼坯方式。在碼坯時留置縱向風道的碼法要改改了,風道通風量大,直接影響數據的檢測。留置風道的錯誤還可以從干燥后的磚坯殘余水分和燒結后“黑心”得到印證:磚垛內部、底部的磚坯干燥殘余水分大于兩側和頂層,黑心、壓花嚴重的都出現在磚垛內部。黑心磚是不合格產品,也是磚廠脫硫的大忌,理論上就不多說了,大家了解一下木材變木炭的原理就明白了:燒炭工藝就是將有害質隨煙氣排出,留下潔凈的碳。我們把磚燒成黑心也是這個道理:硫隨煙氣走了,熱值沒利用上,所以,必須糾正不合理的碼坯方式。

      4、磚坯靜停干燥。靜停儲坯是利用自然環境對磚坯進行脫水干燥。有條件的生產線可利用其它人工的辦法進行低溫干燥,例如風機、風扇、簡易儲坯室人工干燥技術等,目的是提前預干燥,減輕干燥窯的壓力,以減少“大風”對檢測的影響。

      5、密閉干燥窯。對干燥窯窯門、窯車碰頭、隧道窯砂封、風道等進行密閉處理,減少外界低溫對干燥干擾。這些工作是一般常規操作,在沒有檢測煙氣硫含量時,只要能保證磚的質量,一般不會重視,但這些“漏點”在今后的操作中要引起重視了,因為密封不好會直接影響煙氣檢測數據。

      6、完善干燥窯操作。這里要提到的一個誤區是“大風干燥”,很多生產線都采用大風機排潮,認為潮氣能及時排出,不會出現潮氣聚集,這是一個錯誤的理解,起碼是不全面的理解。干燥窯工作的條件除了大風外,還有一個條件,就是正壓干燥,負壓排潮,干燥窯的一半長度要處于正壓才對。加大排潮是加大負壓,會導致風流短路、漏氣?,F在回到脫硫上來講,大風會導致煙氣中的剩余空氣系數過大,直接影響檢測數據換算。

      7、確保干燥窯出窯端正壓,為燒結打好基礎。干燥窯出車端為正壓是基本正常操作,但由于錯誤的理解有磚廠將排潮風機加大,導致出窯端為負壓,干燥后的磚坯溫度很低,一般為常溫。干燥后的磚坯沒有溫度,說明有兩個失誤,一是人為的縮短了干燥窯,壓縮了干燥時間;二是冷磚坯和熱磚坯對焙燒窯的影響是不一樣的,20℃的磚坯和80℃的磚坯有60℃的溫差,這些溫差必須在焙燒窯升溫段彌補上,消耗的不單單是熱值,還有時間。焙燒窯預熱帶快速升溫的對脫硫的好處是減少余熱煙氣中的硫含量。

      8、焙燒窯的操作。以前燒磚不用考慮硫的問題,但在線監測后,考驗燒窯師傅的不僅僅是燒磚技術,還有就是如何減少煙氣中的硫或者能為脫硫打好基礎的清潔燒結方法。這里涉及的面很廣,從進車、密封、風機頻率、用閘、閘型、燒結氣氛、窯頂投煤等都要將硫的問題考慮進去。由于每條隧道窯都各自不一,操作手法也不盡相同,無法一一敘述,就以窯頂投煤和燒結氣氛為例簡單說明:

      窯頂投煤:窯頂投煤改用清潔煤固硫辦法,提前將煤和石灰拌混制成一定規格的型煤,能減少投煤產生的硫和粉塵。也可采用原料配到燒結所需熱值的80%,后續的20%由窯頂投煤來完成,這樣做除減少硫的釋放外,對產品質量,特別是減少燒結磚黑心大有益處。

      燃燒氣氛的控制:缺氧燃燒為還原氣氛,有氧為氧化氣氛,這樣一個簡單的道理在隧道窯燒結中卻很難控制,也沒有引起燒磚人的重視。但煙氣檢測后,這一點就會形成重點,因為空氣(氧)的含量是影響檢測的重要數據,一旦煙氣中剩余空氣(氧)系數過大,會直接判定超污染排放或數據無效。如何控制既能滿足燒結又符合環保檢測是個難題,目前只能靠窯爐操作人員經驗控制,還沒有相應的檢測儀器應用,建議在溫度監控設備上予以彌補。

      事后控制工作:*后控制就是脫硫塔的操作問題,脫硫塔的效率和脫硫劑的使用、員工的操作有很大關系,一物降一物,鹵水點豆腐,沒有鹵水想吃豆腐不行,點的時機不對也不行。脫硫劑的消耗量很大,是脫硫成本占比*大的一項,所以脫硫劑的質量、使用和操作人員技能、責任心等息息相關。脫硫塔的運行成本很高,脫硫劑是*大一項,建議在選擇脫硫工藝時應以石灰為脫硫劑為好,因為利用磚廠隧道窯可以燒出石灰,是降低脫硫成本的有效辦法。

      綜上所述,面對環保壓力,磚瓦人的觀念應該轉變了,磚瓦企業要想得到社會的認可、尊重,“嚴”一點是生機不是危機。當然這種殘酷首先涉及的就是磚瓦企業,一些技術裝備落后、產品低劣、改造無望的生產線會?;鹣埋R,而另外一些企業會涅槃重生,做大做強。磚廠環保表面是硫的問題,根本是磚瓦工業系統的一次革命,所以磚瓦企業要生存發展不是簡單的脫硫問題,更不是一座“塔”能解決的事。

      以上內容來源于《磚瓦世界》

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      HL型恒流源在電收塵器和電除霧器中的應用
      瀏覽次數:    2019-04-03

      【作者】 岳鳳洲  

      【關鍵詞】鋅冶煉 煙氣 恒壓源 恒流源 電收塵器 電除霧器 

      【出版日期】2008-04-15

      【摘要】通過GGAJ型和HL型兩種控電柜在鋅冶煉煙氣電收塵器和電除霧器擴產改造中的應用效果對比,提出電收塵器和電除霧器應優先選用HL型恒流源控電柜。

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      恒流電源在制酸系統電除霧器供電方面的應用
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              葫蘆島鋅廠硫酸廠制酸車間一、二系列電除霧器是1981年投產使用的,采用復合玻璃鋼管作為電除霧器的沉淀極,經過近20年的運行電除霧器本體腐蝕老化嚴重,罐體傾斜變形,嚴重影響生產的正常進行,因此于1999年開始分兩階段進行大修。

              本次大修改造本著逢修必改、采用先進技術和工藝的原則,經過比較和研究,在選用蜂窩狀導電玻璃鋼電除霧器的基礎上,在電除霧器的供電電源上我們進行了改型:

              將現有采用的操作復雜的可控硅移相控制的高壓直流電源改為L-C恒流高壓直流電源。為此,我們選用了某激光電源設備廠生產的HL系列恒流供電電源。

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      濕式電除塵帶負荷運行過程中高電壓、低電流現象原因
      瀏覽次數:    2019-04-02

      濕式電除塵帶負荷運行過程中發現有高電壓、低電流現象,分析其可能的原因如下

              ①電暈封閉,當電場中的煙塵濃度(或空間電荷強度)達到某一極值時,在靜電屏蔽作用下使電暈電流幾乎降到零的現象。有時煙氣流速的提高也會不同程度地促進電暈閉塞的發生。因為當煙氣速度增加時,單位時間內停留在電場中的煙塵量增大,使空間電荷量增大,電暈電流下降,因而要避免發生電暈閉塞現象。

              ②煙氣溫度的影響,從運行數據分析隨著鍋爐的負荷升高,二次電壓和煙溫是成正比上升的。

              ③煙氣流速和流向的影響,煙氣流向從下往上,水膜靠重力自流向下,隨著鍋爐負荷的增加煙氣流速也隨之變大,兩個方向對流的氣體沖刷水膜使得管壁內壁形成溝流或者干燥表面,收塵極不導電導致高電壓低電流現象。但是導電玻璃鋼也存在隨著鍋爐負荷升高時出現高電壓低電流現象,導電玻璃鋼收塵極本身就是不存在靠水膜導電的因素。

      河北威美環保運行在現場的濕式電除塵器

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      濕式電除塵(PPS和導電玻璃鋼)兩種材質收塵極運行參數對比分析
      瀏覽次數:    2019-04-02

              導電玻璃鋼和PPs材質收塵極濕式電除塵器,兩者工作原理類似,通過建設經驗及運行參數的分析總結兩種濕式電除塵各自的優缺點并指出二者在技術、性能方面存在的差異。

       1引言

              本文對濕式電除塵運行的問題進行了分析,找出其中存在的問題并提出了相應的技術改造和運行調整措施,以確保濕式電除塵穩定運行。

      2濕式電除塵工藝概況

              濕式靜電除塵器原理主要分為懸浮粒子荷電、帶電粒子在電場里遷移和捕集、從集塵器表面清除捕集物這三個基本過程,簡述如下:

              ①通過進氣口和氣流分布系統將含潮濕的塵煙氣輸送到除塵器電場中,煙氣中的水汽在其露點溫度下凝結在集塵極表面形成水膜(沖洗水噴嘴配置在電場的上方,用于加大水膜厚度,形成清灰沖洗)。在除塵器的入口部分,煙氣中的粉塵隨氣流進入電場區,荷電顆粒在電場中會凝聚,并在電場力的作用下向集塵極遷移;

              ②遷移到集塵極表面的荷電顆粒被集塵極表面水膜捕獲;③集塵極捕獲到足夠多的水滴后則會在集塵極管上形成更厚的水膜并向下*終流入水斗中,然后再通過水斗排出。

              導電玻璃鋼是一種以樹脂為基體,碳纖維、玻璃纖維等為增強材料,通過成型工藝制成的高導復合材料。除塵器運行時導電玻璃鋼本身是可導電的,收集下來的液滴在收塵極形成液膜,由于玻璃鋼具有很強的疏水性,能有效阻隔粉塵對收塵極的粘附,靠重力自流向下至排水槽。

      電除塵工藝原理圖

              PPs材質是阻燃聚丙烯通過成型工藝制成蜂窩式收塵極,耐腐蝕性優良,飽和濕煙氣通過內壁潤濕形成水膜,靠水膜形成導電載體,并靠重力自流向下與煙氣分離。

      3調試及運行參數對比分析

              濕式電除塵器基本參數如下:

              除塵器外形尺寸:長16.71m×寬13.59m×高19.855m

              陽極管長度(放電區域長度):6m

              陽極管數量:1104

              陽極管外徑:400mm(PPs)/408mm(導電玻璃鋼)

              電源基本參數如下:

              電源類型:高頻電源

              額定電壓:80kV

              額定電流:1600mA

      3.1空載升壓試驗數據(表一,表二)

      PPS濕式電除塵器空載升壓試驗數據

      導電玻璃鋼濕式電除塵器空載升壓伏安參數

      3.2不同鍋爐負荷下的運行數據(表三、表四)

      PPS濕式電除塵器不同鍋爐負荷下的運行數據

       導電玻璃鋼濕式電除塵器不同鍋爐負荷下的運行數據

              說明:鍋爐負荷升到160MW以上時,二次電壓隨著鍋爐的負荷升高逐漸升高,當鍋爐負荷降低到前期啟爐時的負荷,二次電壓并不會降到相應的電壓值。

      4兩種濕式電除塵器對比分析及可能存在的問題原因

              第一,通過噴水后空載升壓數據的對比發現,兩種濕式電除塵器的運行二次電壓和二次電流差別不大,說明導電玻璃鋼和PPs不同材質的收塵極噴水后做空載試驗時水膜是主要的導電載體。對比發現導電玻璃鋼的收塵極起暈電壓(約13kV)比PPs(約16kV)的低3kV左右。在鍋爐帶高負荷運行時對比兩種濕式電除塵的運行參數發現PPs材質運行參數相對更優。

      第二,濕式電除塵帶負荷運行過程中發現有高電壓、低電流現象,分析其可能的原因如下:

              ①電暈封閉,當電場中的煙塵濃度(或空間電荷強度)達到某一極值時,在靜電屏蔽作用下使電暈電流幾乎降到零的現象。有時煙氣流速的提高也會不同程度地促進電暈閉塞的發生。因為當煙氣速度增加時,單位時間內停留在電場中的煙塵量增大,使空間電荷量增大,電暈電流下降,因而要避免發生電暈閉塞現象。

              ②煙氣溫度的影響,從運行數據分析隨著鍋爐的負荷升高,二次電壓和煙溫是成正比上升的。

              ③煙氣流速和流向的影響,煙氣流向從下往上,水膜靠重力自流向下,隨著鍋爐負荷的增加煙氣流速也隨之變大,兩個方向對流的氣體沖刷水膜使得管壁內壁形成溝流或者干燥表面,收塵極不導電導致高電壓低電流現象。但是導電玻璃鋼也存在隨著鍋爐負荷升高時出現高電壓低電流現象,導電玻璃鋼收塵極本身就是不存在靠水膜導電的因素。

      5結語

              鑒于影響電除塵器性能的因素很多,它們之間的關系又錯綜復雜,目前尚不能從理論上建立這種影響因素與除塵效率的關系式。至今設計電除塵器仍主要是以經驗和實踐為基礎。

              通過對立管式濕電除塵現場調試和運行調整的研究,發現了存在的問題,提出了相應的技術改造和運行調整措施,目前國內投運的濕式電除塵并不多,濕式電除塵的調試及運行仍需進行大量的探索實踐,不斷地總結經驗,以為同類型的濕式電除塵提供技術借鑒和運行經驗。

      來源:中小企業管理與科技 池毓培

      燃煤電廠大型機組濕式電除塵器系統啟動調試實踐
      瀏覽次數:    2019-04-02

      東部地區某1000MW燃煤機組配套建設濕式電除塵器裝置,通過對系統啟動調試過程中水循環系統投運、空載升壓及噴淋霧化試驗的合理控制,來提高系統運行穩定性。有效解決了濕法脫硫石膏雨問題,提高了除塵效率。

      近年來,霧霾現象引起了人們對大氣污染的廣泛關注。燃煤電廠是我國大氣污染的主要來源之一,2014年9月,國家發改委等三部委聯合發布了關于印發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》的通知。通知中要求,2020年,東部地區現役30萬千瓦及以上公用燃煤發電機組、10萬千瓦及以上自備燃煤發電機組及其他有條件的燃煤發電機組達到煙塵排放限值10mg/m3。排放標準的進一步提高,對東部經濟發達地區燃煤電廠污染物控制的要求也日趨嚴格。

      目前,國內大部分大型機組燃煤電廠均裝有濕法脫硫設施,而濕法脫硫會導致煙氣溫度降低和濕度加大。當煙溫降低時,煙氣中的SO3和硫酸分子會形成氣溶膠顆粒,加重霧霾現象;濕度加大則會導致煙氣攜帶過多液滴,從而造成石膏漿液的逃逸,形成石膏雨、酸雨等現象。

      濕式靜電除塵器技術(簡稱WESP),是一種高效的污染物終端處理技術,可以有效降低煙塵濃度,并同時解決硫酸氣溶膠、石膏雨、重金屬污染等問題[2]。因此,近年來在濕法脫硫后加裝濕電除塵器裝置成為一種趨勢。

      1原理

      濕式電除塵器是將水霧直接噴向電極和電暈區,水霧在電極形成的電場內荷電并進一步霧化,粉塵顆粒和霧滴顆粒*終在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集。干式電除塵器是通過振打清灰的方式將極板上的粉塵去除,而濕式電除塵器是將水噴至集塵極上形成連續的水膜,通過流動水膜將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。盡管濕式電除塵的類型和結構很多,但基本原理相同,都是用電除塵的方法分離氣體中的氣溶膠和懸浮塵粒,主要包括以下四個復雜而又相互有關的物理過程:

      氣體的電離——粉塵與霧滴荷電——荷電粒子向電極運動——水膜沖刷極板清灰。

      2系統啟動調試

      2.1分系統調試

      (1)閥門傳動試驗。對濕式電除塵器水系統的電動閥門進行傳動驗收并做好記錄。

      (2)熱工測點及CEMS測點校對。對各系統的溫度、壓力、流量、液位等熱工測點及量程進行校對,并配合CEMS廠家進行煙囪排口CEMS調試,完成NO、SO2、煙塵、O2、煙氣流速、濕度、溫度、壓力等儀表測點及量程靜態校對。

      (3)熱風吹掃系統試運。檢查風機、電加熱器及管路系統檢查,確保具備試運條件后,分別試運加熱風機。風機運行正常狀態下,投運風機出口電加熱器,電加熱器出口溫度設定為80℃,兩臺電加熱器出口溫度分別能達到為79.1℃、77.7℃,滿足設計要求。

      (4)保溫箱加熱系統調試。在手動位投運8臺保溫箱加熱器,溫度顯示正常后,將主令開關打至自動位,并設定溫度55±5℃,投運后保溫箱溫度為52~56℃,能達到設定溫度值。當保溫箱內部濕度較大時應采取邊加熱邊通風的措施(打開保溫箱人孔門)以驅除箱內濕氣。

      (5)泵設備試運。按步驟分別試運補給水泵、過濾水泵、循環水泵、增壓水泵、卸堿泵及加堿泵,確保水系統平衡,保證補給水泵和循環水泵出口壓力達到0.35-0.45MPa、過濾水泵和增壓水泵壓力達到0.2-0.3MPa。

      泵設備穩定運行后,補給水泵在頻率71%時,水泵轉速2155rpm,電流20.42A,出口壓力0.437MPa;過濾水泵在頻率70%時,轉速2035rpm,電流35.23A,出口壓力0.276MPa;循環水泵在頻率68%時,轉速2024rpm,電流16.60A,出口壓力0.407MPa;增壓水泵在頻率60%時,轉速1808rpm,電流24.32A,出口壓力0.263MPa;各項參數滿足要求。卸堿泵和加堿泵試運期間電流、溫度、振動等各項參數滿足要求,加堿泵變頻調節良好。

      (6)噴淋系統調試。投運濕式電除塵器補給水泵、循環水泵,進行水系統管路沖洗,檢查各支管出口有無堵塞,確認沖洗干凈后裝入噴嘴,隨后進行沖洗噴淋、霧化試驗。沖洗時水泵出口壓力達到0.4MPa,噴淋、霧化效果滿足要求。

      (7)聯鎖保護試驗。根據廠家設計邏輯和定值進行濕除系統相關聯鎖、保護、順控試驗,要求在液位低于定值時,泵設備自動跳閘。

      (8)高頻電源空載升壓試驗。配合濕除廠家分別進行干態、濕態條件下高頻電源空載升壓試驗,重點進行絕緣措施檢查,防止出現人員傷亡。

      2.2整套啟動調試

      (1)濕式除塵器系統啟動前試運檢查及安全技術交底。熱態投運前組織參建單位對濕除系統進行完整性及合理性檢查、啟動條件的確認及進行安全技術交底。

      (2)熱態投運。濕除系統在鍋爐點火系統停投大油槍后即可投入,啟動熱風吹掃系統及保溫箱電加熱器,八臺保溫箱內溫度控制在50~60℃之間。投運自清洗過濾器,分別啟動補給水泵、過濾水泵、增壓水泵和循環水泵,出口壓力分別控制在0.40MPa、0.23MPa、0.28MPa和0.41MPa,隨后投入壓力自動。水系統投運期間應注意觀察各出口水泵出口壓力變化,因壓力驟變會影響水量,從而導致噴淋效果不佳,高頻電源放電效果亦會受影響。發現水泵出口壓力變大時,應及時清理出口濾網,防止堵塞。

      水系統穩定運行后,投運高頻電源,電流極限設置為30%,濕除進入熱態運行。濕除投運后煙囪排口煙塵濃度由0.94mg/Nm3降至0.51mg/Nm3。根據出口粉塵濃度值,將高頻電源電流極限設置為50%,煙囪排口煙塵濃度降至0.30mg/Nm3,達到設計目標。

      (3)電流極限值與除塵效率的關系。在500MW穩定工況下進行了高頻電源電流極限值與除塵效率關系試驗,試驗過程中,水系統出口壓力穩定,煙溫正常,進口煙塵濃度穩定在0.94mg/Nm3,雙室八電場皆投入,二次電流及二次電壓峰值未出現跳變。表1反映了電流極限值與除塵效率的關系。

      電流極限值與除塵效率的關系

      由表1可看出,在工況穩定,高頻電源運行正常的情況下,除塵效率總體隨電流極限值的增大而升高,呈正相關的關系。由于系統后臺無伏安特性曲線,無法分析二次電壓、二次電流、電流極限等參數與除塵效率之間的函數關系,而電流極限依據出口煙塵濃度來粗略調節,因此僅提供一組運行數據供參考。

      (4)168h滿負荷試運行。在完成熱態調試后,濕式電除塵器與1號機組同步進入168h滿負荷試運行,試運行期間,濕除系統運行穩定,各項參數正常。

      3結語

      隨著我國粉塵污染物排放的控制法規的不斷出臺,標準也逐步提高,因此,在燃煤電廠中應用濕式電除塵器將成為趨勢。調試過程中應注意水系統的穩定運行,從而保障噴淋效果,并對高頻電源設定合理的參數,保 證除塵率的同時減少耗電量,達到環保與節能的共存。

      來源:科技視界 邱勇軍

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      除塵除霧技術:鍋爐脫硫除塵裝置改造
      瀏覽次數:    2019-03-29

      對雙堿法脫硫工藝原理進行了分析,結合實例探討了脫硫除塵裝置一體化改造的依據、指標以及原則,通過脫硫除塵一體化改造方案的實際應用得出,脫硫除塵一體化改造沒有影響到鍋爐正常的負荷能力,也未對鍋爐的運行效率造成影響,除塵效率超過了99%,脫硫效率達到82%,擁有良好的脫硫除塵效果。

      關鍵詞:鍋爐,脫硫除塵,改造方案.

      1 概述

      現階段,所采用的濕法脫硫工藝多是石灰石/石灰—石膏煙氣脫硫工藝,此種脫硫技術是利用鈣基脫硫劑吸收煙氣中含有的SO2物質,并且產生CaSO4以及CaSO3物質,由于這兩種物質擁有相對小的溶解度,經常導致脫硫塔和相應的輸送管道發生結垢問題,使得裝置出現堵塞。

      堵塞現象的出現會對系統運行帶來極大影響,甚至會使得整個鍋爐系統的運行受到影響。而要想防止上述問題的發生,采用鈣法脫硫技術時一般均要求加設上強制氧化裝置,即曝氣裝置,這樣會導致系統的初裝投資極大增加,而且系統運行過程中所需成本也顯著增加。若是采用性能較為優良的鈉基脫硫劑吸收煙氣中的SO2物質,所需原料成本較高,產生的產物也較難進一步處理。通過采用雙堿法煙氣脫硫技術,則能夠有效的解決上述問題。

      此種工藝技術是利用鈉基脫硫劑完成脫硫作業,因為該種脫硫劑擁有相對強的堿性,在吸收SO2以后得到的產物擁有較大溶解度,可以有效的避免結垢以及堵塞問題出現。并且,所得的產物會排至再生池之中,再利用Ca(OH)2對脫硫產物進一步還原處理,得到再生的鈉基脫硫劑,確保脫硫劑可以循環利用。采用雙堿法脫硫技術能夠有效的減少初期投資費用,同時還能降低系統運行成本,非常適宜應用在一些中小型的鍋爐脫硫改造之中。

      2 雙堿法脫硫工藝原理

      其是將NaOH溶液當成是啟動脫硫劑,把事先配置好的NaOH溶液直接的打入脫硫塔之中,通過洗滌方式有效脫除煙氣之中含有的SO2物質,所形成的產物被輸送至脫硫劑再生池之中,經過還原反應得到NaOH,然后將回收的脫硫劑再次打入脫硫塔之中,通過洗滌方式有效脫除煙氣之中含有的SO2物質。采用雙堿法脫硫工藝時,其脫硫機理和石灰石/石灰—石膏煙氣脫硫工藝較為相近。首先,先將煙氣中含有的SO2物質溶于脫硫劑之中,在脫硫劑之中發生水解反應,得到H+以及HSO3-,其中H+和脫硫劑之中的OH-發生反應,并生成鹽與水,這樣便能夠有效的促進SO2進一步溶解于脫硫劑中。經過脫硫反應得到的產物會被輸送至再生池之中,再生池中含有另一種堿,通常采用Ca(OH)2,其會與脫硫反應生成物發生反應,這一反應便為脫硫劑的再生反應。脫硫得到的物質會以CaSO3以及CaSO4的形式析出溶液,再將得到的物質泵送到石膏脫水系統之中進行脫水處理,可以直接將得到的脫硫產物排出。再生池之中得到的NaOH能夠被再次的利用,實現脫硫劑的循環使用目標。

      3 脫硫除塵裝置一體化改造分析

      3.1改造設計的依據以及指標

      鍋爐系統的具體參數以及改造設計的各項指標見表1,表2。

      表1鍋爐系統具體參數

      表1鍋爐系統具體參數

      表2鍋爐系統改造設計指標

      表2鍋爐系統改造設計指標

      3.2改造設計的原則

      1)所采用的工藝技術應當先進且可靠,不僅要保證脫硫效率以及除塵效率,并且也要確保系統能夠安全與穩定的運行,不會對系統有不良影響,得到了脫硫產物不能出現二次污染問題。

      2)依照目前設備以及環境情況,盡可能的使用現有一些設備與裝置,對設備及裝置進行優化組合設計,形成具有較強針對性的改造方案。

      3)因為現階段煤炭資源較為緊張,煤炭燃料的品質不能得到有效保障,所以,在各種參數的確定工程中,對于控煤之前以及控煤之后具體煤質情況加以分析,合理確保各種參數。

      4)經過技術改造以后,脫硫效率應當達到80%以上。

      5)在設計脫硫設備過程中,要結合實際情況,盡可能的避免煙道出現折轉現象,并且盡量降低煙道的長度,從而有效的減少排煙阻力。

      3.3脫硫除塵一體化改造方案

      1)在吸收塔裝置之前豎井煙道位置處加設預增濕裝置。

      2)在煙氣吸收塔裝置之中加設旋轉噴射裝置,同時還需加設上旋流芯筒裝置,確保煙氣能夠旋流效果更為理想。

      3)利用雙堿法脫硫工藝,不僅有效的去除煙氣中SO2物質,同時確保脫硫劑能夠回收利用,顯著的解決脫硫成本,并且保證脫硫產物不會造成二次污染問題。

      此次改造設計主要是為了確保鍋爐脫硫的安全與可靠,并且全面考慮了改造方案的經濟性以及環境效益。針對上述改造方案,做出如下說明:

      1)在煙氣吸收塔裝置之前,加設旋渦預增濕脫硫除塵裝置。在吸收塔裝置之前豎井煙道位置處,對之前煙道麻石板進行一定的改造處理,新增設上預除塵設備,在該除塵設備之中加設多個旋渦式噴嘴裝置,每一層設置兩組。除塵使用水體經由噴嘴裝置噴出并且霧化,向上進行噴淋作業,產生極其細微霧滴,確保除塵水能夠和煙氣之中包含粉塵更加充分的接觸,有效的提升除塵效果。另外,還需要進一步的增加煙氣的濕度,并適當降低煙氣的溫度,從而為之后開展脫硫作業提供有利條件。

      2)在煙氣吸收塔裝置之中加設旋渦液柱噴射嘴,同時加設芯筒結構。在經由之前除塵裝置預濕處理以后,此時煙氣便會沿著煙道的切線方向而輸送到主筒之中,即輸送到吸收塔裝置之中,完成初步除塵工作,將煙氣之中包含的一些粉塵以及霧滴等加以去除。并且,為了能夠進一步的增強煙氣旋轉效應,改善脫水以及除塵效果,還在吸收塔之中加設了芯筒結構。脫硫使用的液體經過噴嘴裝置向上噴出,在上升以及下落的過程中,均能夠有效的吸收煙氣中SO2氣體,并且還能有效的去除煙氣之中的微小粉塵顆粒,從而有效的改善系統脫硫除塵效率。

      4 改造后的效果分析

      在對鍋爐脫硫除塵裝置進行改造之后,為了能夠有效檢查改造工作所擁有的效果,并且合理的確定改造后裝置具體運行參數,依照各個運行工況,對系統做了全面的熱態調試,在經過一系列調試之后得出下列結論:

      1)通過對鍋爐脫硫除塵裝置的改造,雖然在一定程度上加大了煙氣排出過程中存在的阻力,不過,并沒有影響到鍋爐正常的負荷能力,在經過改造之后,鍋爐依舊可以滿負荷的運行。

      2)對改造實施之前以及改造實施之后進行對比分析發現,經過脫硫除塵改造后并未對鍋爐的運行效率造成影響,也說明了脫硫除塵改造不會對系統的正常運行造成影響。

      3)脫硫除塵裝置在改造以后,其運行效率以及穩定性等均得以顯著的提升。經過實際的試驗測量得出,不管在任意一種工況之下,經過脫硫除塵改造之后所擁有的除塵效率均超過了99%。因為在整個試驗過程中,所采用的燃料煤均為低硫煤,鍋爐煙氣中的含硫的濃度值*大是209mg/Nm3,經過折算之后脫硫效率達到82%。要是采用的燃料煤之中含硫量更好,則所得到的脫硫效率也會相應增加。

      5 結語

      在采用雙堿法脫硫工藝之后,能夠有效的對脫硫劑進行回收利用,從而可以降低脫硫過程中的原材料成本投入。并且,在裝置改造之后,是采用液柱噴射的方法,在噴嘴位置發生結垢以及堵塞問題的概率非常小,并且脫硫過程產生的鹽溶解度相對大,也會有效避免脫硫塔中發生結垢以及堵塞問題。通過預濕除塵裝置能夠起到除塵以及預濕效果,從而為后續脫硫以及除塵提供了極為有利的條件。脫硫之后得到的產物經過固液分離之后,溶液可以在此循環利用,避免出現二次污染物問題,具有良好的環境效益.

      原標題:鍋爐脫硫除塵裝置改造

      電除霧技術:環氧乙烯基酯樹脂在銅冶煉煙氣制酸中的防腐蝕應用
      瀏覽次數:    2019-03-14

      河北威美環保專注于煙氣污染深度治理領域,致力于濕式靜電除塵器、電除霧器及脫硫脫硝等煙氣處理領域環保工程技術咨詢、設計、制作、安裝及維護等相關技術服務,濕電相關技術探討咨詢張工18633235200,以下這篇論文《環氧乙烯基酯樹脂在銅冶煉煙氣制酸中的防腐蝕應用》的技術內容,可以給相關的廠家起到參考作用。

      摘要:環氧乙烯基酯樹脂具有優良的耐腐蝕性能,廣泛應用于銅冶煉工業中。本文介紹了銅冶煉工業中煙氣制酸的工藝,并針對煙氣制酸工藝流程中的腐蝕介質環境,分析了環氧乙烯基酯樹脂的特點和防腐蝕工程應用案例,旨在為銅冶煉工業中的腐蝕與防護提供了切實可行的防腐蝕技術方案參考。

      關鍵詞:環氧乙烯基酯樹脂;銅冶煉;防腐蝕;制酸;應用

      中圖分類號:TG172;TE98

      文獻標志碼:B

      文章編號:1005-748X(2013)05-04490-03

      中國是世界*大的精煉銅生產國和消費國。隨著我國銅冶煉技術的提高以及對環境保護的日益重視,銅冶煉工業中的防腐蝕要求也越來越嚴格。根據銅冶煉的工藝流程和特點,目前主要的腐蝕現象發生在煙氣制酸、電解精煉、水處理等工段,根據腐蝕環境的不同,主要選用不銹鋼、鉛、耐酸磚/花崗巖、水玻璃、樹脂等材料,其中環氧乙烯基酯樹脂作為一種近幾十年新興的優良耐腐蝕材料,在銅冶金防腐蝕工業中發揮出重要的作用[1-3]。特別是在煙氣制酸中的凈化、靜電除霧、尾氣脫硫等工段。煙氣管道和酸管道等設備大量使用環氧乙烯基酯樹脂玻璃鋼制作。本文重點介紹環氧乙烯基酯樹脂在銅冶煉工業中煙氣制酸工段的防腐蝕應用。

      1·環氧乙烯基酯樹脂

      環氧乙烯基酯樹脂是殼牌化學公司開發的一種優良的耐腐蝕耐高溫樹脂材料于20世紀70年代末由華東理工大學*早在國內研究成功,并很快推出商品名為MFE-2的環氧乙烯基酯樹脂[4-5]。環氧乙烯基酯樹脂主鏈由不飽和羧酸與環氧樹脂進行開環酯化反應得到,固化過程通過主鏈兩端的雙鍵與苯乙烯交聯共聚,形成穩定的立體網狀結構。分子結構和固化工藝使其具有以下優點:

      (1)分子主鏈為環氧骨架,具有環氧樹脂固有的良好力學性能和玻纖浸潤性等優點;

      (2)固化過程使其具有不飽和樹脂的粘度特點和優良的固化工藝可調節性;

      (3)相鄰交聯雙鍵對酯基的空間屏蔽作用使得樹脂擁有很高的耐水解穩定性,具有很好的耐酸、耐堿腐蝕等性能;

      (4)穩定的三維立體網絡結構使樹脂有很高的耐溫性能。

      環氧乙烯基酯樹脂具有良好的成形性、力學性能和耐化學品腐蝕性,在100℃下能耐大部分酸、堿及鹽溶液的侵蝕。根據主鏈引入基團不同,有雙酚A型、酚醛型以及各種改性的環氧乙烯基酯樹脂,以達到不同的性能要求和成本控制。如:①雙酚A型環氧乙烯基酯樹脂綜合性能優良,適合制作耐蝕內襯、罐體、運動器材、風電設備、玻璃鋼船體等各種耐蝕玻璃鋼制品,玻璃鱗片涂料或膠泥,膠衣基體等;②酚醛型環氧乙烯基酯樹脂澆注體可耐150℃以上高溫,廣泛用于電廠、冶煉廠等煙氣脫硫的高溫高濕環境;③經溴化阻燃改性的環氧乙烯基酯樹脂氧指數超過30,可用于交通、建筑等行業的設備組件、工件等;④異氰酸酯改性環氧乙烯基酯樹脂具有高韌性、低收縮,良好的表面氣干性和高觸變性等特點,大量用于模具制作和整體復合材料橋梁等領域;⑤彈性體改性環氧乙烯基酯樹脂斷裂延伸率超過10%,高柔韌性,粘結性好,及其適合制作高速鐵路彈性墊片,或是作為勾縫材料、密封材料等。

      環氧乙烯基酯樹脂加工工藝適用性廣,可直接制作各種高透光樹脂澆注體,或與玻纖/氈、滌綸布等增強材料手糊、模壓、拉擠、纏繞等制作各種玻璃鋼制品或高性能復合材料[6-7];也可以與各種添加材料如石墨、鈦白粉、Sb2O3等制成導電樹脂、阻燃樹脂等特種材料或涂料、膠衣等,或者直接與石英砂/粉、玻璃鱗片等混合攪拌成砂漿、膠泥等砌磚或鋪砌花崗巖等。環氧乙烯基酯樹脂作為一種性能優良、價格合理,應用范圍廣的優秀耐腐蝕樹脂,已漸漸取代常規樹脂和金屬材料,成為防腐蝕設計的主力選材。

      2 煙氣制酸各工段防腐蝕應用

      地球上大約80%的銅礦物組成是Cu-Fe-S礦,通常采用火法冶金方式提取銅[8]。釋放的硫化物多以SO2的形式存在,如奧托昆普閃速熔煉爐排出的煙氣中SO2體積百分比約占25%~50%;皮氏臥式(Peirce-Smith)轉爐煙氣中SO2約占8%~15%。此外,煙氣中還含有少量的SO3,Cl2,F2等氣體和灰塵。過去,SO2煙氣一般都直接排放到大氣中,如今隨著國家對環境保護的重視,這種做法已被嚴格禁止,火法冶銅必須捕獲硫化物,回收的硫化物一般都制成硫酸。圖1是利用熔煉尾氣中SO2制酸的流程。其中凈化、靜電除霧、尾氣脫硫等工段大量使用環氧乙烯基酯樹脂制作玻璃鋼設備。

      熔煉爐或精煉爐煙氣生產硫酸的工藝流程

      圖1 熔煉爐或精煉爐煙氣生產硫酸的工藝流程

      2.1 凈化工段

      冶煉產生的煙氣經靜電除塵后,主要為SO2和少量的Cl2,F2,SO3等氣體和灰塵,溫度在300℃左右,需首先進入洗滌塔(流量塔或文氏管)內被水冷卻至55~60℃。

      早期洗滌塔的設計多采用合金鋼或鉛結構,但成本高、質量大,不易制作,耐腐蝕效果也不理想,使用壽命短?,F在的洗滌塔、冷卻塔以及配套的斜板沉降槽、上清液貯槽、事故高位槽等已全部采用玻璃鋼制作,塔主體為正圓形,多采用中堿玻璃纖維紗浸環氧乙烯基酯樹脂纏繞制備,有時樹脂中還會添加玻璃微珠或其它填料等來增加制品的剛性或其它特種性能。目前玻璃鋼廠家采用纏繞機來生產圓形塔或罐等玻璃鋼制品,生產效率高,產品質量穩定,尺寸精確。相比同等質量要求的金屬制品,可減少40%~60%的質量,而且對于較大型的設備,可通過切割和現場粘接組裝來簡化運輸要求,具有更好的技術和經濟效果。如圖2所示為某200kt·a-1銅項目的一級洗滌塔、冷卻塔和二級洗滌塔。

      圖2 某200kt·a-1銅項目的一級洗滌塔冷卻塔和二級洗滌塔

      圖2 某200kt·a-1銅項目的一級洗滌塔冷卻塔和二級洗滌塔

      2.2 靜電除霧

      經冷卻和洗滌后的氣體需要通過靜電除霧器,以除去經過水冷后仍然存在于氣體中的霧狀液滴。氣體進入除霧器內平行的數百個陽極管內后,氣體中的酸霧微粒隨即吸附電荷,在電場力的作用下作定向運動,抵達到捕集酸霧的陽極板上。之后,帶電粒子在極板上釋放電子,酸霧被集聚,在重力作用下流到除酸霧器的儲酸槽中,達到了凈化酸霧的目的。

      氣體進入除霧器時的主要組成約為8%~12%SO2,8%~10%H2S,以及5%~10%的酸霧,溫度仍保持在40℃左右。由于電除霧器長期處在酸性氣氛中,所以必須使用防腐蝕性能好的材料制造。陰極線均采用金屬制品,陽極板常用的材質有鉛質、硬聚氯乙烯(PVC)和導電玻璃鋼三種類型。但PVC制品易老化開裂,使用壽命短,鉛制品則存在重量大、易變性,維修困難,污染環境和成本高等缺點,而由環氧乙烯基酯樹脂和石墨制成的導電玻璃鋼制品則完全克服了上述缺點。如貴溪冶煉廠的1307-5#方管型立式電除霧器[9],采用MFE-3環氧乙烯基酯樹脂制作導電玻璃鋼,當電壓升至72kV時,電流就能達到額定電流400mA,除霧效率99%以上,運行16a玻璃鋼構件仍保持外觀完好。如圖3所示為某200kt·a-1銅項目電除霧器內部結構,陽極板用MFE-7阻燃型環氧乙烯基酯樹脂制作導電玻璃鋼,氧指數(OI值)大于30。

      圖3 某200kt·a-1銅項目電除霧器內部結構

      圖3 某200kt·a-1銅項目電除霧器內部結構

      2.3 尾氣脫硫

      經電除霧后的煙氣在干燥塔內用93%H2SO4+7%H2O(有時用96%~98%的濃硫酸)除水,加熱至410℃后與O2在轉化塔內催化氧化為SO3,降溫至200℃后SO3在吸收塔內被98%H2SO4+2%H2O吸收生產硫酸,轉化工段主要采用水玻璃砌耐酸磚做防護處理。殘余尾氣根據含硫量選擇排入大氣或進一步脫硫,煙氣脫硫工藝主要有:石灰石-石膏濕法脫硫、海水脫硫等,其中石灰石-石膏濕法脫硫法應用廣泛,活性焦脫硫技術在環境保護和資源重復利用方面具有代表性。

      (1)石灰石-石膏法脫硫

      石灰石-石膏法脫硫技術成熟可靠、適用范圍廣,脫硫效率高,是目前煉銅工業中應用廣泛的脫硫方法。其主要工藝流程是:煙氣經換熱器降溫后,進入吸收塔與石灰石乳液充分接觸,煙氣中的SO2在O2和H2O參與下反應生成CaSO4·2H2O,剩余氣體經除霧升溫后排入煙囪。

      吸收塔主體為碳鋼結構,內襯一定厚度的環氧乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥,對防腐蝕相當有利。目前環氧乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥已漸漸取代其他材料,大量應用于脫硫防腐蝕中。

      (2)活性焦煙氣脫硫技術該技術是一種可資源化的干法煙氣脫硫技術,以煤基活性焦為吸附劑,吸附脫除煙氣中的SO2。吸附SO2后的活性焦可加熱脫附,獲得高濃度SO2混合氣體?;钚越篃煔饷摿蚬に嚺c石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝相比有以下優點:①在脫硫的同時還能脫硝及脫除有害重金屬;②煙氣脫硫反應不需要對出口煙氣加熱;③脫硫過程不用水,適用于水資源缺乏地區;④脫硫劑以煤炭為原料生產,可再生循環利用;⑤所產生的廢物極少,不會對環境造成二次污染。

      所以活性焦脫硫技術符合產業發展方向。

      煙氣首先進入增濕塔,增濕塔為玻璃鋼罐結構,內裝鮑爾環填料,煙氣在填料中經過時被高溫水蒸氣增濕加熱后進入吸附塔,吸附塔為碳鋼結構,下部進氣室內襯酚醛型耐高溫環氧乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥。中部為活性焦層,活性焦是以煤為原料,成型、焦化、活化生產的多孔狀黑色顆粒,煙氣在活性焦層完成SO2,HF,HCl和二噁英等大分子氧化物以及汞、砷等重金屬的吸附,然后從側煙道排向煙囪。飽和活性焦則輸送至解析塔加熱脫附,獲得體積濃度大于20%的SO2混合氣體,送去制酸。

      2.4 煙囪排氣和管道防腐蝕

      凈化后的煙氣仍會有殘存的硫化物,當煙氣中含有水分,或空氣濕度較大時,硫化物仍會結合水成為酸液。煙氣溫度在40~80℃間,酸液對結構材料的腐蝕性很強,煙囪內襯環氧乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥進行*后的防腐蝕防護。

      整個制酸過程中,煙氣在管道中大部分是以低于80℃狀態流動,管道也均為玻璃鋼制作。部分酸液管道采用聚氯乙烯外襯玻璃鋼增強的復合管道。

      3 結束語

      國產優秀環氧乙烯基酯樹脂的性能和質量已經達到甚至超越了國外同類產品。煙氣制酸中目前已大量采用環氧乙烯基酯樹脂作為防腐蝕選材隨著產品的深入研發和改進,生產工藝的不斷改進,更多的環氧乙烯基酯樹脂產品陸續面世,環氧乙烯基酯在銅冶煉行業將有更加廣闊的應用市場。

      參考文獻:

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      電除塵器的技術參數表
      瀏覽次數:    2019-03-12

      煙氣實際通流面積、設計壓力、設計阻力、漏風率、運行溫度、電場有效高度、電場有效寬度、電場有效長度、同極間距、電場數、收沉積形式、放電極形式、總收塵面積、高壓電源型號及數量

      電除塵器的技術參數表

      圖文:電除霧器在硫酸生產尾氣中的應用分析
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      河北威美環保專注于煙氣污染深度治理領域,致力于濕式靜電除塵器、電除霧器及脫硫脫硝等煙氣處理領域環保工程技術咨詢、設計、制作
      、安裝及維護等相關技術服務,濕電相關技術探討咨詢張工18633235200,以下這篇論文電除霧器在硫酸生產尾氣中的應用分析的技術內容,現轉發給大家參考:

      下面的論文來源:中國化工貿易 作者:黃世雄

      硫酸生產企業所排放的尾氣是環境治理的重點,因此在生產硫酸的過程中應并重經濟效益與環保效益。在處理硫酸生產中的尾氣時面臨著許多難題,其中酸霧處理問題亟待解決。在硫酸生產過程中應用電除霧器是解決酸霧問題的有效途徑,因此必須重視在硫酸生產線中裝設電除霧器。本文分析了硫酸生產尾氣中除霧的意義,同時探討了電除霧器在硫酸生產尾氣中的應用方法,包括結構與工作原理,質量控制方法及應用實例。此外,還簡單闡述了應用電除霧器時需要注意的問題。

      河北威美硫酸尾氣濕式電除霧器運行案例

      河北威美硫酸尾氣濕式電除霧器運行案例

      硫酸是一種較為常見的工業生產原料,主要被用于蓄電池、洗滌劑、顏料、藥物及肥料等工業產品的制造當中,在染料生產、金屬冶煉及石油凈化過程中也需要使用到硫酸[1]。在硫酸生產中排放的尾氣可對環境造成污染,因此必須采用科學合理的技術對硫酸生產尾氣進行處理。本文結合實踐工作經驗對硫酸生產尾氣處理中應用電除霧器的相關問題進行了探討,旨在有效提高硫酸生產企業的經濟效益及促進硫酸生產工業的發展。

      1.硫酸生產尾氣中的除霧問題

      為了生產出純度及濃度較高的硫酸,在實際工作中通常需要采用轉換率較高的工藝技術,目前我國所采用的硫酸生產工藝轉換率基本可以達到95%以上,在轉換率較高的同時,尾氣處理工作還有待完善,尤其是硫酸霧的清除問題。

      (1)在生產硫酸時,氣量、氣濃會出現大幅度波動現象,在這樣的條件下極易導致酸溫及酸濃得不到有效控制,進而造成硫酸蒸汽超過吸收臨界值或飽和值。上述情況發生后,蒸汽冷凝時就會形成大量酸霧,如無法有效除去尾氣中的酸霧,將會導致脫硫裝置的運行受到影響。目前硫酸生產中多使用填料塔、空塔等核心脫硫設備,脫硫設備除霧能力有限,即使在脫硫中應用堿性吸收劑也難以獲得理想的除霧效果。

      (2)冷凝器及凈化工段是硫酸霧形成的主要區域,生成的酸霧粒子較小,一般<5um,因此機械過濾或機械攔截除霧效率相對較低。當酸霧顆粒進入脫硫塔后如采用濕法脫硫工藝,則將會增大煙氣含濕值,如此一來,不但無法將尾氣中的酸霧去除,同時還會導致酸霧增加。酸霧粒徑一般在0.1um~0.8um之間,與可見光波長相接近,因此酸霧能夠高效散射可見光;當尾氣被排出時就會出現排煙尾羽現象。排煙尾羽一般為白色,在受到煙氣溫度、環境相對濕度及溫度等影響下,白煙會發生變化,環境相對濕度越大時,白煙就會越長,甚至可達到1000m左右。如煙氣中存在粉塵、溶膠物質及氮氧化物等,還會對煙氣透明度造成影響并導致煙氣變成紅棕色,如此一來就可能使硫酸生產企業尾氣排放黑度超出相關標準。通過上述分析可知,硫酸霧可對硫酸生產過程產生不利影響,所以必須應用電除霧器將尾氣中的硫酸霧清除。

      2.電除霧器在硫酸生產尾氣中的應用分析

      2.1結構與工作原理

      電除霧器的結構與工作原理如下:

      (1)結構形式。在硫酸生產中所采用的電除霧器由以下幾個部分構成,即供電系統、上下氣室、陽極管、電暈極。如將電除霧器的外形特征作為分類標準,則可以分為室外電除霧器與室內電除霧器;如按照沉淀極形狀對電除霧器進行劃分,則可以分為管式與板式電除霧器。如進一步細分,則可以將管式電除霧器分為圓管式除霧器與蜂窩式除霧器,而板式電除霧器則分為同心圓式除霧器與平板式除霧器。

      寧夏鋅冶煉硫酸煙氣電除霧器應用

      寧夏鋅冶煉硫酸煙氣電除霧器應用

      (2)工作原理。電除霧器實現酸霧消除的工作原理為,在電除霧器的電暈極接通高壓直流電源,接通后檢查電暈極當中所釋放的靜電場能否使氣體發生電離現象,以便保證硫酸霧氣可在電離子的作用下分解為負離子與正離子。由于電暈極為陰極,在接通電源后變成負高壓極,發生電子雪崩后,小顆粒如塵及酸霧等就會被異性電荷所吸引,并在電場作用力下逐漸移動到沉淀極,當沉淀極當中的塵粉及霧粒厚度達到一定程度時,就會在重力作用下流向電除霧器的底部。由于塵粉及霧粒被吸附于除霧器當中,氣體則可以自由通過,因此可以實現有效消除酸霧及凈化尾氣的作用。經過電除霧器的尾氣可直接輸送到脫硫裝置當中,并在脫硫階段完成干吸處理,如此一來就能夠有效控制尾氣中酸霧的含量及預防出現排煙尾羽。

      2.2質量控制

      為了保證電除霧器能夠在硫酸生產的尾氣處理中發揮應有的作用,則應注重提高電除霧器運行的可靠性。要確保電除霧器能夠處于安全、可靠的運行狀態,并在此基礎上延長電除霧器的使用壽命及提高除酸霧的效率,則必須在應用之前做好相應的質量控制工作。

      (1)在采購原材料時應對材料供應方所提供的材料進行嚴格檢測,在檢測的過程中應按照ISO9001標準,確保物資質量與相關規定相符。

      (2)必須重視控制電除霧器安裝質量。在安裝電除霧器之前要對安裝人員進行相應的技能培訓,并安排質保人員負責監控電除霧器安裝的全過程[4]。(3)在硫酸生產線當中安裝好電除霧器之后應按照JB/T8535-2007標準及安裝圖紙要求對安裝質量進行檢查,同時按照HGJ299-2008、GB50205及HG20640標準對電除霧器的安裝質量進行驗收,驗收合格之后才能投入使用。

      2.3應用實例

      2.3.1除霧裝置中存在的問題

      某硫酸生產企業當中的工藝生產線始建于2005年,到目前為止已經投產運營了10年。硫酸生產線當中的除霧裝置為管式電除霧器,電除霧器當中共有205根PVC管,PVC管的直徑為300mm。在開始投入使用至投入使用的第4年,生產線當中的電除霧器運行指標均符合標準,且除霧效果良好。2010年后電除霧器的部分性能指標出現了下降趨勢,在生產硫酸的過程中無法有效調節指標電流,電除霧器當中通過的電流僅為40mA左右,無法有效滿足除霧需求。如此一來,后段設備生產狀況也受到影響。為了改善除霧效果,該廠在了解硫酸生產現狀后決定對除霧裝置進行系統性的改造,改造方法為增加一臺新型FRPP(增強聚丙烯)除霧器,并在此基礎上對原除霧器當中的PVC管進行處理。

      2.3.2電除霧器的應用

      電除霧器的應用情況如下:

      (1)FRPP除霧器結構如下:使用具有阻燃作用的FRPP材料制作除霧器外殼,以提高除霧器的氣密性、剛度及強度,并改善除霧器外殼的耐腐蝕性。電除霧器的外型為方形,陽極管采用導電性較強、耐氧化、耐腐蝕及耐高溫的FRPP材質制作而成,電除霧器整體具有質輕及強度高的特點。陽極管為六角形,沉淀極由方形管束組成,因此可增加氣流的截面積及改善除霧、吸塵效果。除霧器當中的放電電極由功率大、電極強且防塵性能良好的高效極線組成。此外,陰極管的長度為5.0m,陽極管的內徑為305mm~350mm,因此可以使處理的尾氣量得以增加。

      (2)FRPP除霧器工藝參數。恒流電源為85kV,除霧效率≥99%,沉淀極的有效面積為3.5m2~35m2,沖洗水壓≤0.25MPa,氣體流速為0.9m/s~1.6m/s,工作氣量為0.3×104m3/h~18.5×104m3/h,工作壓力≤-9kPa,工作溫度≤90℃,工作介質為含有SO2的酸性氣體。

      (3)原除霧器當中PVC管的處理。將電除霧器的入孔拆開,隨后進入到除霧器塔內對PVC管進行檢查,在檢查中發現部分PVC管已經被損壞,損壞的PVC管共為15條,表現為穿孔或破裂。對于已經損壞的PVC管,則在原PVC管套上新PVC管,套上新PVC管后焊接好套合部位。檢測焊接質量符合要求后利用高壓水沖洗PVC管上的積塵,沖洗后立即調整管內極線,以免對電除霧器的除霧作用造成影響。完成以上改造工作后開始送電進行試運行。

      2.3.3應用效果

      對原有的除霧裝置進行改造后投送全部電場進行試運行,在試運行期間發現電除霧器當中絕緣箱的內部溫度過低,且將硫酸生產的尾氣通入后,發現除霧器的二次電流及二次電壓均低于正常水平。對這一異?,F象進行分析后發現保溫材料當中的含水量過高是引起絕緣溫度低于正常值的主要因素,因此在FRPP除霧器中采用礦渣棉代替原有保溫材料。對保溫材料進行更換后,絕緣溫度明顯上升,且達到了正常標準;在實際絕緣溫度與設計溫度相符后,除霧器的二次電流及二次電壓均有了明顯提高,同時也減少了鼓風機出口部位存在的酸霧。通過試運行發現,相對于普通型電除霧器,FRPP除霧器具有以下優點:制作及安裝便利,對于硫酸生產過程中尾氣濃度波動大、流量變化大的特點具有較強的適應性,同時二次電壓及電流較高。另一方面,在對原電除霧器當中的部分PVC管進行改造前后獲得了以下指標數據:改造前電除霧器的電壓為40kv~43kv,改造后為55kv;改造前電流為40mA,改造后為150mA。在硫酸生產線當中正式投入使用電除霧器后,硫酸生產中的尾氣質量有了明顯改觀,含硫量顯著降低,當地環保局對該企業排放的尾氣進行在線監測后發現SO2為90mg/m3,與國家制定的強制性排放標準相符。此外,在正式投入使用后,電除霧器的除霧效率達到了99.4%,除霧效率得到了有效提高,同時在煙囪中排放尾氣的視覺效果良好,排放黑度達到標準,且無白煙及排煙尾羽現象出現。因此,同時收獲了環保效益與經濟效益。

      3.應用電除霧器時需要注意的問題

      電除霧器一般被應用在硫酸生產的凈化工序當中,為了保證電除霧器能夠有效運行,則應注意以下事項:

      (1)由于電除霧器屬于脫硫系統當中的一部分,而尾氣在經過脫硫處理之后仍具有一定的腐蝕性,所以在硫酸生產的尾氣處理中應盡量選擇抗酸腐蝕能力較強的電除霧器。

      (2)如將脫硫系統直接增設于原建設完成的制酸系統中,則可能會遇到場地受限的問題,難以將電除霧器獨立支撐平臺建設在凈化工段中。針對以上問題,則可以在除沫器的出口處直接安裝電除霧器,以便可以使流通面積得到有效利用。需要注意的是安裝于除沫裝置出口部位的電除霧器應具有相對較強的可塑性,以避免其除霧性能受到不良影響。

      (3)如將電除霧器布設于WSA工藝生產線的冷凝器后,則應確保電除霧器具有相對較高的操作氣速及尾氣捕集效率。在設計除霧器支撐平臺時,應充分考慮脫硫塔與支撐平臺是否相配套,并在此基礎上對電除霧器支撐平臺進行優化設計,以保證除霧效率及脫硫能力能夠達到相關標準。

      (4)為了有效優化電除霧器運行性能,則在實際生產中可以優先選用PVC材質制作的除霧器,同時將沉淀極設計為六邊形的蜂窩狀。實踐證明PVC材質的可塑性較高,且具有較強的抗腐蝕能力,能夠在酸性氣體及濕性氣體中維持穩定運行。下圖為脫硫裝置中所采用的電除霧器橫截面圖。

      4.結束語

      綜上所述,在硫酸生產過程中產生的尾氣需要經過特殊處理后才能排放到大氣中,以免對大氣質量造成不良影響。電除霧器能夠在尾氣處理中發揮非常重要的作用,因此要在硫酸生產及脫硫系統當中安裝電除霧器。為了有效提高電除霧器的除霧效率,并同時確保硫酸生產企業排放的尾氣與環保要求相符,則應注重改善電除霧器的性能。此外,由于電除霧器的除霧效率可受到多種因素的影響,所以在應用電除霧器時應綜合考慮硫酸生產的各方面情況,對電除霧器的安裝質量進行有效控制,同時還要在試運行中找出電除霧器存在的不足,以便為除霧效率的提高奠定基礎。

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