下面就我國(guó)中西部和北方地區(qū)水泥行業(yè)在秋冬季電除塵器排放超標(biāo)的問(wèn)題分析如下:
影響電除塵效率的主要因素有四個(gè):比集塵面積、二次電壓和煙氣流速、粉塵比電阻。由于早期國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)電除塵排放標(biāo)大部分是按50mg/Nm3設(shè)計(jì)的,國(guó)內(nèi)電除塵器普遍存在選型裕量較小,加之國(guó)內(nèi)除塵電源效率普通低下的原因,當(dāng)工況發(fā)生波動(dòng)時(shí),比集塵面積偏小,煙氣流速偏高,除塵效率下降。因此在無(wú)法擴(kuò)大比集塵面積和降低煙氣流速,但能確保電除塵器基本性能完好的情況下,從除塵電源技術(shù)升級(jí)和調(diào)節(jié)粉塵比電阻上入手,是行之有效的解決方案。
除塵電源是電除塵系統(tǒng)的核心部分,其性能和技術(shù)的先進(jìn)性,直接影響除塵的效率。目前國(guó)內(nèi)大部分水泥行業(yè)電除塵采用的是可控硅移相控制電源(工頻),轉(zhuǎn)換效率低于70%,在實(shí)際使用中存在輸出紋波大、電場(chǎng)電壓低、對(duì)高比電阻粉塵除塵效果差等缺點(diǎn),解決此問(wèn)題,完全可以通過(guò)更換除塵電源和對(duì)粉塵進(jìn)行比電阻調(diào)節(jié),來(lái)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
相較于傳統(tǒng)類型電源,江蘇一品聯(lián)合東南大學(xué)研發(fā)的智能變頻脈沖電源技術(shù),其平均電壓和峰值電壓都要高于其他電源。通過(guò)由多依奇公式可以準(zhǔn)確得知,智能變頻脈沖電源使荷電粉塵趨近速度比傳統(tǒng)電源要高出二倍,能有效提高除塵效率,大幅降低粉塵排放濃度,該類型電源,對(duì)于我國(guó)西部和北方地區(qū)的水泥生產(chǎn)線窯頭電除塵器小于PM2.5的細(xì)微粉塵,除塵效率尤其顯著。
但是在我國(guó)的大部分地區(qū),尤其是中西部和北方地區(qū),一個(gè)主觀存在的重要的因素,也是常被忽略的,那就是因?yàn)榈乩須夂蛞蛩?,?dāng)空氣干燥時(shí)或電除塵器入口溫度偏高,導(dǎo)致粉塵比電阻過(guò)高,粉塵反電暈,電場(chǎng)內(nèi)形成封閉,電除塵器除塵效率將大打折扣,無(wú)法荷電的粉塵,隨氣流直接排放。這也是許多水泥生產(chǎn)線電改電失敗的原因之一。
因此,我國(guó)中西部和北方地區(qū)的水泥生產(chǎn)線,在確保本體工況正常的情況下,除了更換除塵電源,同時(shí)必須對(duì)入口粉塵進(jìn)行比電阻調(diào)節(jié),即“煙氣調(diào)質(zhì)”。電除塵器工作適宜的粉塵比電阻范圍是10^4-10^11Ω.cm,而窯頭余熱利用鍋爐投運(yùn)之后,煙氣溫度從200℃以上降至90~130℃,粉塵比電阻從<10^11Ω·cm上升到>10^12Ω·cm,如圖1,煙氣溫度在90~130℃范圍內(nèi),粉塵比電阻正處于極大值附近,只有適當(dāng)增加煙氣中的濕度,使得粉塵比電阻降低到合適的范圍,除塵效率才能相應(yīng)提高。
需要特別說(shuō)明的是,江蘇一品環(huán)保提供的煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù),絕非傳統(tǒng)意義上從篦冷機(jī)上噴水降溫的簡(jiǎn)單措施, 許多水泥生產(chǎn)線窯頭采用單流體噴槍,產(chǎn)生的霧滴的粒徑大,(通常在800um以上),熟料容易板結(jié)篦床,而且噴霧量無(wú)法精準(zhǔn)控制,噴槍開(kāi)啟后,極易造成1、2電場(chǎng)極板極線的裹灰現(xiàn)象,同時(shí)由于降溫,影響了余熱發(fā)電量,對(duì)此,大部分水泥生產(chǎn)部門比較排斥。江蘇一品的智能煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng),(專利技術(shù):ZL 2016 1 0048096.8)主要特點(diǎn)是壓縮空氣參與水流霧化,使得整個(gè)系統(tǒng)的水流壓力僅有0.4 Mpa(噴槍處)~0.9 Mpa(水泵出口處),所需壓縮空氣進(jìn)口壓力0.5Mpa~0.6Mpa。
由于壓縮空氣參與了水流霧化,使得噴水量的控制變得相當(dāng)容易,無(wú)論噴水量大小如何,只要保證系統(tǒng)壓縮空氣壓力不低于0.3Mpa,就可以達(dá)到相同的霧化效果 平均霧粒100um,最大霧粒180 um,部分霧落在熟料上,大部分的霧在熟料之上的熱煙氣中迅速蒸發(fā),即主要冷卻窯頭煙氣,同時(shí)也部分冷卻熟料。另外由于降低了水流的壓力,使得水泵的功率也相應(yīng)大大的降低了,即使加上壓縮空氣所需的電耗,能耗也比高壓直噴式低10%~20%,噴槍孔徑4.8mm~6.2mm,不容易堵塞,也不容易磨損,使用壽命在5年左右。
智能煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng),只是在水泥生產(chǎn)季節(jié)步入秋冬季氣候干燥,當(dāng)粉塵比電阻超出適合電收塵工作時(shí),作為備用調(diào)節(jié)手段。同時(shí),可以在控制粉塵排放值和余熱發(fā)電量之間尋找平衡點(diǎn),比例,將煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)到既能確保粉塵排放不超標(biāo),又使其對(duì)余熱發(fā)電的影響控制在10-15%以下,在這種狀態(tài)下,大部分用戶是能接受的,畢竟智能煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)并非常年使用,且相比較因超排帶來(lái)的停產(chǎn)或環(huán)保處罰,這點(diǎn)影響微不足道。
2019年春節(jié)以來(lái),江蘇一品環(huán)保在陜西滿意水泥5000t/d生產(chǎn)線、華新(大冶)4500t/d生產(chǎn)線、華新(宜昌)4300t/d、2700t/d生產(chǎn)線、新疆莎車2500t/d等上述水泥生產(chǎn)線電除塵改造中,使用上述組合方案,均達(dá)到或超過(guò)了預(yù)期超低排放目標(biāo)!
華新水泥(宜昌)有限公司的兩條生產(chǎn)線,自2019年春由江蘇一品環(huán)保承擔(dān)電除塵器減排改造以來(lái),除塵器出口實(shí)測(cè)粉塵排放值一直穩(wěn)定保持在10mg/Nm3 左右,更多時(shí)候是維持在10mg/Nm3 以下,取得突破性的減排效果,打破了電除塵器粉塵排放不可能穩(wěn)定在傳統(tǒng)概念!
(來(lái)源:江蘇一品)