湿式静电除尘除雾器净化熔铝炉烟气的应用
摘要：文章介绍了湿式静电除尘除雾器的工作、结构性能及净化熔铝炉烟气的运行效果。实践证明湿式除尘器净化熔铝炉烟气的应用是成功的，并具有良好的推广应用价值。
关键词：熔铝炉烟气；湿式静电除尘除雾器；净化；应用
中圖分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0255-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.124
Abstract： The paper introduced the technological process， structural performance of the wet electrostatic precipitator， and the operation effect of purifying flue gas from Melting Aluminium Furnace. The practice proves the application of purifying flue gas from Melting Aluminium Furnace with Wet Electrostatic Precipitator is successful， and has good promotion and application values.
Keywords： Melting aluminium furnace flue gas；Wet Electrostatic Precipitator；Purify；Application
1 工程概述
广东某铝业有限公司是一家从事工业废铝、铝锭回收利用的企业。熔铝炉在熔炼废铝、铝锭的过程中，会产生烟尘、二氧化硫和黑烟等污染物。原配套有布袋除尘器和麻石塔，但效果不理想，因此业主委托我公司进行改造设计。采用湿式静电除尘器为主要净化设备的处理工艺，处理烟气量为30000m3/h，进入湿式静电除尘器前烟气温度小于等于120℃。自2015年投运至今，除尘除雾效果较高，运行良好。
1.1 原有烟气处理工流程
1.2 原来烟气处理工艺存在问题
原有的烟气处理系统存在以下问题，导致烟气处理系统的效果不理想，不能达到现行的环保要求：
（1）原有的布袋除尘室除尘效率低、温度高容易烧袋、清灰方式落后；（2）原的有麻石塔喷淋塔效率低；（3）两台炉之间的烟气切换阀无法正常开关，加上布袋清灰方式落后且阻力大，采用前推后拉两台风机仍无法将烟气有效收集。
1.3 改造工设计
2 湿式静电除尘除雾器工作原理
在湿式静电除尘器的阳极板（管）和阴极线之间施加数万伏直流高压电，在强电场的作用下，阴阳两极间的气体发生局部电离，使得高效消烟静电除尘器空间充满带负电荷的离子；随烟气流进入高效消烟静电除尘器内的尘（雾）粒子与这些负离子相碰撞而荷电，带电尘（雾）粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，向阳极运动；到达阳极后，将所带的电荷释放掉，尘（雾）粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极板（管）上，然后通过液体冲洗的方法清除；[1]由于湿式电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘[2]，实现超低浓度排放。
3 技术参数表
4 设备主要结构及性能
（1）湿式除尘除雾器由进风口、出风口、上下两层处理单元组成，每层处理单元均配置阳极板（管）、放电极（阴极线）、绝缘箱体、水系统和独立的供电电源。
（2）阳极板（管）为导电玻璃钢六角管，内切圆为300mm，下正六边形管组成蜂窝管束，结构紧凑，质量轻[3]。蜂窝式布置，能更加有效利用空间、并使气流有效均匀的分布。阳极管采用为石墨粉、乙烯基酯树脂、玻璃钢纤维布制作而成，具有耐腐蚀、耐温、阻燃性和导电性好等特点，从而保证较好的除尘效果。
（3）放电极（阴极线）采用钛金属材质的φ19管材、长针刺线型；采用“单电源供电多电场分布”专利技术（专利号ZL 97 2 46596.0），按动态和分布参数对放电极（阴极线）进行设计，使整个通道都达到高除尘效率提交除尘除雾效率。
（4）绝缘箱体安装于设备两侧，采用外置绝缘结构，绝缘体不直接与含尘气体接触绝缘子不直接接触，更好得保证绝缘体干净、干燥，避免结露、爬电现象，从而达到有效绝缘的目的。
（5）水系统（清洗部份）：阳极板（管）表面是否能够持续保持干净、清洁是湿式除尘除雾器能否长期稳定运行的关键。所以每个单元内设置喷淋清洗装置，冲洗喷头采用120°广角实心圆形陶瓷喷头，可以全方位清洗湿式除尘设备内部件的尘雾，从而确保湿式除尘具有良好的运行状态和较高的除尘除雾效率。绝缘箱体也设置喷淋清洗装置冲洗喷头采用120°广角实心扇形陶瓷喷头，确保绝缘子干净、避免结露、爬电现象，确保有绝缘性能。喷淋清洗时间为1-2分钟，清洗间隔时间根据现场运行状态设定。
（6）湿式电除尘器设用水及麻石塔降温用水均采购循环水，通过循环水池对湿式除尘器灰水进行处理中和后，达到喷淋用水的要求即可以回收利用；定期清查，排出的水份可进行清水补充，维持水系的平衡。
（7）湿式电除尘器设备采三相高压整流电源供电，电源型号为CKD-350mA/60kV，每层处理单元配套一个电源。每层单元独立供电，确保一个单元故障，另一个单元还能正常工作。
（8）所有控制部分采用集中控制，主要控制包括：高压电源控制、安装联锁控制、喷淋清洗控制、超温报警控制、故障报警控制。
5 运行情况
湿式静电除尘器投入运行后，除尘效果显著，烟囱排放效果肉眼可见，基本无有色烟气排放。在调试运行中，出显超湿报警现象。经检查，发现原麻石塔入降温喷头堵塞。现场直接对喷头进行整改，让喷头水流与烟气同一流向。从而使喷头不被进入原麻石塔烟气所带的粉尘附着堵塞。整改后系统运行正常，运行的各项指标正常、稳定。现检测数据表明湿式静电除尘器的出口烟尘量排放浓度39.7 mg/m3低于排放要求的100mg/m3。二氧化硫等也降至低于排放标以下。
6 结束语
湿式静电除尘除雾技术及其在熔铝炉烟气应用，成功解决了熔铝炉在熔炼废铝、铝锭的过程中产生的烟尘、二氧化硫和黑烟等污染物等环境污染问题及对人体健康影的问题，并确保企业的正常生产。随着国家对大气环境治理的日益重视，相信湿式静电除尘器会更快普及到各大行业废气治理上，在我国大气污染治理工程中起到重要作用。
参考文献
[1]吴少娟.湿式静电除尘雾器净化氧化锆煅烧烟气的应用[J].广东化工，2013，40（17）：122.
[2]林国鑫，陈小利，郑岩峰，黄建华.湿式电除尘技术在长兴岛电厂的应用[C].第十五中国电除尘学术会议论文集，2013，384.
[3]陈志华，左宏宜，高小荣.蜂窝型导电玻璃钢电除雾器在转炉烟气制酸系统中的应用[J].硫酸工业，2005，（3）：19-20.
[4]胡永锋. 燃煤电厂烟尘超低排放改造方案对比分析[J]. 华电技术，2015，（12）：55-58+75.
作者简介：李秀芬（1982-），女，本科，初级工程师，研究方向为废气治理。
关键词：熔铝炉烟气；湿式静电除尘除雾器；净化；应用
中圖分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）04-0255-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.124
Abstract： The paper introduced the technological process， structural performance of the wet electrostatic precipitator， and the operation effect of purifying flue gas from Melting Aluminium Furnace. The practice proves the application of purifying flue gas from Melting Aluminium Furnace with Wet Electrostatic Precipitator is successful， and has good promotion and application values.
Keywords： Melting aluminium furnace flue gas；Wet Electrostatic Precipitator；Purify；Application
1 工程概述
广东某铝业有限公司是一家从事工业废铝、铝锭回收利用的企业。熔铝炉在熔炼废铝、铝锭的过程中，会产生烟尘、二氧化硫和黑烟等污染物。原配套有布袋除尘器和麻石塔，但效果不理想，因此业主委托我公司进行改造设计。采用湿式静电除尘器为主要净化设备的处理工艺，处理烟气量为30000m3/h，进入湿式静电除尘器前烟气温度小于等于120℃。自2015年投运至今，除尘除雾效果较高，运行良好。
1.1 原有烟气处理工流程
1.2 原来烟气处理工艺存在问题
原有的烟气处理系统存在以下问题，导致烟气处理系统的效果不理想，不能达到现行的环保要求：
（1）原有的布袋除尘室除尘效率低、温度高容易烧袋、清灰方式落后；（2）原的有麻石塔喷淋塔效率低；（3）两台炉之间的烟气切换阀无法正常开关，加上布袋清灰方式落后且阻力大，采用前推后拉两台风机仍无法将烟气有效收集。
1.3 改造工设计
2 湿式静电除尘除雾器工作原理
在湿式静电除尘器的阳极板（管）和阴极线之间施加数万伏直流高压电，在强电场的作用下，阴阳两极间的气体发生局部电离，使得高效消烟静电除尘器空间充满带负电荷的离子；随烟气流进入高效消烟静电除尘器内的尘（雾）粒子与这些负离子相碰撞而荷电，带电尘（雾）粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，向阳极运动；到达阳极后，将所带的电荷释放掉，尘（雾）粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳极板（管）上，然后通过液体冲洗的方法清除；[1]由于湿式电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘[2]，实现超低浓度排放。
3 技术参数表
4 设备主要结构及性能
（1）湿式除尘除雾器由进风口、出风口、上下两层处理单元组成，每层处理单元均配置阳极板（管）、放电极（阴极线）、绝缘箱体、水系统和独立的供电电源。
（2）阳极板（管）为导电玻璃钢六角管，内切圆为300mm，下正六边形管组成蜂窝管束，结构紧凑，质量轻[3]。蜂窝式布置，能更加有效利用空间、并使气流有效均匀的分布。阳极管采用为石墨粉、乙烯基酯树脂、玻璃钢纤维布制作而成，具有耐腐蚀、耐温、阻燃性和导电性好等特点，从而保证较好的除尘效果。
（3）放电极（阴极线）采用钛金属材质的φ19管材、长针刺线型；采用“单电源供电多电场分布”专利技术（专利号ZL 97 2 46596.0），按动态和分布参数对放电极（阴极线）进行设计，使整个通道都达到高除尘效率提交除尘除雾效率。
（4）绝缘箱体安装于设备两侧，采用外置绝缘结构，绝缘体不直接与含尘气体接触绝缘子不直接接触，更好得保证绝缘体干净、干燥，避免结露、爬电现象，从而达到有效绝缘的目的。
（5）水系统（清洗部份）：阳极板（管）表面是否能够持续保持干净、清洁是湿式除尘除雾器能否长期稳定运行的关键。所以每个单元内设置喷淋清洗装置，冲洗喷头采用120°广角实心圆形陶瓷喷头，可以全方位清洗湿式除尘设备内部件的尘雾，从而确保湿式除尘具有良好的运行状态和较高的除尘除雾效率。绝缘箱体也设置喷淋清洗装置冲洗喷头采用120°广角实心扇形陶瓷喷头，确保绝缘子干净、避免结露、爬电现象，确保有绝缘性能。喷淋清洗时间为1-2分钟，清洗间隔时间根据现场运行状态设定。
（6）湿式电除尘器设用水及麻石塔降温用水均采购循环水，通过循环水池对湿式除尘器灰水进行处理中和后，达到喷淋用水的要求即可以回收利用；定期清查，排出的水份可进行清水补充，维持水系的平衡。
（7）湿式电除尘器设备采三相高压整流电源供电，电源型号为CKD-350mA/60kV，每层处理单元配套一个电源。每层单元独立供电，确保一个单元故障，另一个单元还能正常工作。
（8）所有控制部分采用集中控制，主要控制包括：高压电源控制、安装联锁控制、喷淋清洗控制、超温报警控制、故障报警控制。
5 运行情况
湿式静电除尘器投入运行后，除尘效果显著，烟囱排放效果肉眼可见，基本无有色烟气排放。在调试运行中，出显超湿报警现象。经检查，发现原麻石塔入降温喷头堵塞。现场直接对喷头进行整改，让喷头水流与烟气同一流向。从而使喷头不被进入原麻石塔烟气所带的粉尘附着堵塞。整改后系统运行正常，运行的各项指标正常、稳定。现检测数据表明湿式静电除尘器的出口烟尘量排放浓度39.7 mg/m3低于排放要求的100mg/m3。二氧化硫等也降至低于排放标以下。
6 结束语
湿式静电除尘除雾技术及其在熔铝炉烟气应用，成功解决了熔铝炉在熔炼废铝、铝锭的过程中产生的烟尘、二氧化硫和黑烟等污染物等环境污染问题及对人体健康影的问题，并确保企业的正常生产。随着国家对大气环境治理的日益重视，相信湿式静电除尘器会更快普及到各大行业废气治理上，在我国大气污染治理工程中起到重要作用。
参考文献
[1]吴少娟.湿式静电除尘雾器净化氧化锆煅烧烟气的应用[J].广东化工，2013，40（17）：122.
[2]林国鑫，陈小利，郑岩峰，黄建华.湿式电除尘技术在长兴岛电厂的应用[C].第十五中国电除尘学术会议论文集，2013，384.
[3]陈志华，左宏宜，高小荣.蜂窝型导电玻璃钢电除雾器在转炉烟气制酸系统中的应用[J].硫酸工业，2005，（3）：19-20.
[4]胡永锋. 燃煤电厂烟尘超低排放改造方案对比分析[J]. 华电技术，2015，（12）：55-58+75.
作者简介：李秀芬（1982-），女，本科，初级工程师，研究方向为废气治理。
