湿式电除尘器在湘钢360㎡烧结机全烟气脱硫的应用

摘要：湿式电除尘器能够有效捕集湿法脱硫后烟气中的细颗粒物PM2.5、水雾、重金属汞、SO3、酸雾等多种污染物。湘钢360㎡烧结机全烟气脱硫采用石灰石-石膏+湿式电除尘器技术，2018年6月份投产使用。经过一年多稳定运行和数据测试证明，烟气排放浓度能够小于20mg/Nm?，为烧结机机头污染物控制技术选择提供参考借鉴。

关键词：湿式电除尘器;烧结烟气;湿法脱硫;烟尘排放

Abstract：Wet electrostatic precipitator can effectively capture fine particulate matter PM2.5，water mist particle，mercury，SO3 acid mist and other pollutants in the flue gas after wet desulfurization. Limestone-Gypsum FGD+ wet electrostatic precipitator used in the all flue gas desulfurization of 360m2 sintering machines of Xiangtan Iron and Steel company.This engineering put into operation in June 2018. After running for one year，the results of operation and experiment test show that the dust emission concentra-tion is lower than 20 mg/Nm?.It provides a better reference for sintering machine tail choice of pollutant control technology.

Key words：Wet electrostatic precipitator;Sintering flue gas;Wet desulfurization;Fine particulate matter

GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染排放标准》[1]比GB9078-1996对钢铁烧结烟气中的大气污染物的排放做出了更加严格的规定，烧结机头烟气中二氧化硫排放浓度须小于200mg/Nm3，粉尘排放浓度须小于50mg/Nm3。目前环大气〔2019〕35号《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》[2]中，超低排放标准对排放物要求更加严格，烧结机头烟气二氧化硫排放浓度须小于50mg/Nm3，粉尘排放浓度须小于20mg/Nm3。

超低排放标准的实施，对烧结烟气脱硫提出更高的要求。单纯地采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，即使通过机头电除尘器的综合提效改造使脱硫进口满足排放要求，脱硫系统本身所产生的石膏浆液携带也会导致脱硫出口的烟尘排放超标。脱硫系统的除雾器一般也只能去除40以上大液滴水雾，但对烟气中的微细水雾、细颗粒物、重金属和气溶胶粒子的去除效果较弱。

湿式电除尘器作为脱硫系统下游的烟气处理装置，对细颗粒物PM2.5、水雾、重金属颗粒、汞、SO3、酸雾等污染物有较好的捕集作用[3]。2017年，华菱湘潭钢铁公司投资5 000多万元，对360m2烧结机进行全烟气脱硫改造，采用石灰石-石膏+湿式电除尘器技术，于2018年6月份投运。初运行时电场运行不稳定，通过工艺优化，目前运行效果良好，粉尘排放低于20mg/Nm3。

1 工程概述

湘钢一烧360m2烧结机脱硫工艺采用石灰石-石膏湿法脱硫，脱硫出口烟尘排放浓度平均值为100mg/Nm3。仅建设脱硫设施，无法满足出口粉尘低于50mg/Nm3的要求。因此在脱硫塔后设置湿式电除尘器，实现烟尘排放终端控制。

1.1 湿式电除尘器工作原理

湿式电除尘器的工作原理是：在除雾设备的阳极板（管）和阴极線之间施加数万伏直流高压电，在强电场的作用下，阴极周围方圆一公分的气体发生充分电离，在扩散和电场力的作用下使得除尘器空间充满带正、负电荷的离子;随工艺气流进入除尘器内的尘（雾）粒子与这些正、负离子相碰撞并吸附而荷电，带电尘（雾）粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，分别向阴、阳极运动;到达两极后，将各自所带的电荷释放掉，尘（雾）粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极板（筒）和阴极线上，然后通过水冲洗的方法清除。因此，湿式电除尘器与干式电除尘器原理相同，都要经历荷电、收集和清灰三个阶段。然而，与普通干式除尘器清灰不同的是，湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰[4]。

1.2 湿式电除尘器工艺设计

华菱湘潭钢铁公司一烧360m2烧结机湿式电除尘器设计参数见表1。

（1）内部收尘极是整个设备的核心，阳极管组为正六边形形状，材料选用非金属耐腐蚀树脂基导电材料CFRP，具有良好的导电性和极强的耐腐蚀性。（2）放电极材料采用耐酸性和耐腐蚀性2205双相不锈钢。上下气室均设有阴极框架，并用绝缘箱固定，放电线固定于上下阴极框架上。采用这种固定稳定性好，电晕线不易发生摆动。（3）放电极绝缘子采用热风吹扫，实现绝缘瓷瓶与饱和湿烟气有效隔离，防止绝缘瓷瓶受潮爬电，提高电场运行稳定性。（4）收尘极和放电极采用定期冲洗方式，清洗周期根据烟尘特性决定。清洗喷嘴采用非金属耐腐蚀高强度实心涡旋喷嘴，清洗液滴与烟气流场均匀分布，保证电场区整体清洗效果。（5）采用高频电源，额定二次电压达80kV，额定电流2 400mA，提高电场的运行电压和电流，能快速适应烟气工况的变化，保证除尘效率。

2 运行效果与性能测试

2.1 运行状况

一烧360m2烧结机湿式电除尘器于2018年6月正式投入运行，设备投运初期，电场运行稳定。运行3个月后，电场二次电压和二次电流出现波动，停机检修时对湿式电除尘器内部设备进行检查，发现阴极线上出现积灰腐蚀现象，我们随即对工艺运行进行调整。

（1）加大一烧脱硫浆液的废水排放量，每日外送脫硫废水量由之前的72m3提高至110m3。脱硫塔浆液内氯离子浓度由之前80 000mg/L降低至20 000mg/L以下，减少浆液内氯离子造成的极线腐蚀。（2）在喷淋工艺水泵后增设增压阀，增加喷淋压力，将喷淋压力由之前的0.2Mpa提高至0.3Mpa，提高冲洗力度。工艺调整后运行至今超过一年时间，四个电场分区运行参数稳定，二次电压范围为50～70kV，二次电流范围为1 000～2 000mA。利用烧结机停机定修时间，多次对湿式电除尘器内部设备进行全面检查。阳极模块导电玻璃钢材质外观完好，阴极系统、清洗管道、喷嘴、支撑梁等各设备未再出现腐蚀情况。阳极管束上有少量积灰，阴极线上基本无粘灰，除尘效果稳定。

2.2 性能测试

第三方检测机构于2019年多次对湿式电除尘器排放进行了测试。湿式电除尘器出口烟尘平均排放浓度为8mg/Nm3，满足≤20mg/Nm3的设计排放标准。同时，每小时在线监测数据2019年以来未出现超标情况，均低于20mg/Nm3 。

3 结语

湘钢360㎡烧结机全烟气脱硫工程采用湿式电除尘器，应用前期虽遇到一些问题，但通过工艺优化调整，最终有效稳定的满足了国家超低排放的要求。此次工程应用为国内同行业湿式电除尘器的选择使用积累了宝贵经验，为我国钢铁烧结、球团工业大气污染物的综合治理提供有效的技术方案。

参考文献

[1]环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.GB28662-2012 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准[S]北京：中国环境科学出版社，2012.

[2]生态环境部，国家发展和改革委员会，工业和信息化部等.环大气〔2019〕35号关于推进实施钢铁行业超低排放的意见[R/OL].北京：生态环境部（2019-04-28）.http：//www.mee.gov.cn.

[3]聂孝峰，张超，等，湿式电除尘（雾）器在燃煤电厂300MW机组上的应用[J].电力科技与环保，2016，32（2）：32-34.

[4]薛建明，纵宁生，湿法电除尘器的特性及其发展方向[J].电力环境保护，1997，13（3）：40-44.

收稿日期：2020-06-18

作者简介：闫现芳（1983-），女，汉族，本科学历，中级工程师，研究方向为烧结烟气排放治理。