水膜除尘器

新型组合式麻石除尘器在糖厂的应用

摘 要:文章通过广西农垦糖业集团柳兴制糖有限公司使用新型组合式麻石除尘器,对5号炉环保设施的升级改造实 践,验证了该新型高效组合式麻石除尘器的除尘效果,其除尘效率达到了同类湿法除尘器的新高,同时在使用实践中,也说明了该新型组合式麻石除尘器还存一些不足,需要完善和持续改进。该设备的高效率、低成本等优点具有极高的应用价值,为制糖企业在环保设施的升级改造提供一个不错的选择和参考。

关键词:新型高效;麻石除尘器;实践;水膜除尘器;麻石水膜除尘器

明光除尘设备维护

随着新环保法的出台,环保新标准的制定和实施,对企业环保工作提出了更为严格的要求,很多企 业原有的除尘设施难以适应新形势下环保发展的需 要,必须进行升级改造,从当前的技术发展情况看,除尘设备有湿电除尘器、新型高效组合式麻石除尘器、布袋除尘器、电袋组合式除尘器、动力波水膜除尘等先进设备,这些设备各有优点和缺点。如何根据企业自身的实际情况,选择成本低、效率高的除尘设备成了企业最为关心的问题。现就我公司2017年 使用该新型高效组合式麻石除尘器的实践情况进行探讨。

1 柳兴5号炉除尘设备升级改造的背景

柳兴制糖有限公司地处柳州南郊迎宾路口,南靠飞机场,北临白莲洞,属柳州南大门,地理位置重 要,环保问题敏感,烧煤产生的二氧化硫对周边空气影响大,柳州市及柳江区环保部门多次提议停止烧 煤。为顺应社会和环保发展的需要,公司决定停烧 煤,全烧蔗渣。而全烧蔗渣又面临一些问题,一是与 烧煤粉相配套的静电除尘器在全烧蔗渣后,对蔗渣 灰无法吸附,容易堵灰;二是停用静电除尘器后,原 有的脱硫塔除尘效率低,与湿电除尘器配合难以达 环保标准排放要求。要全烧蔗渣,必须解决这些问 题,因而,改造5号炉除尘设施被提上了议程。

2 除尘器设备的选择

当前,市场上的除尘设备种类多,公司对除尘设 备和技术的选择做了总体要求,即立足于公司实际, 以最小的投入获得最大的效果,投资风险小,运行成 本低。按照这些要求,公司对以下几种除尘设备进行了比较。

2.1 常规文丘里水膜

优点:投资少,技术成熟,运行和维护成本低。

缺点:除尘效率低。如果是选择常规文丘里水膜,5 号炉的除尘设施为文丘里水膜+湿法静电除尘器,与公司6号炉现有除尘设施配置一致。从6号炉的除尘效果来看,可以达到80mg/m3以下,但是达到30mg/m3以下难度大。另外,湿法静电除尘器在设计 上还存在一个缺陷,每90分钟需要冲洗一次极板,冲洗期间(2分钟)需停高压,除尘效果基本为0,仅靠文丘里水膜除尘器,烟尘浓度高达200mg/m3以上,容易 出现超标情况。

2.2 布袋除尘器

优点:除尘效率高,技术成熟,电厂应用广泛。 缺点:投资额大,运行和维护成本高,用在蔗渣炉蔗 渣燃烧不全时容易引起烧袋现象,且阻力很大,需要 更换原有风机系统,额外增加成本大。

2.3 电袋除尘器

优点:除尘效率高,技术成熟,可解决蔗渣炉因 蔗渣燃烧不全时容易引起烧袋的问题,少数糖厂在用。

缺点:投资额大,运行和维护成本高,且阻力很大,需要更换原有风机系统,额外增加成本大。

2.4 动力波水膜除尘器

优点:投资相对较少,除尘效率高,技术成熟,阻 力相对较小,目前在部分糖厂使用。缺点:对冲灰水 的质量要求较高,受水质和水量影响较大,喷嘴容易被堵,除尘效果波动大。

2.5 高效组合式麻石除尘器

优点:投资相对较少,运行和维护成本较低,除尘效率高,对冲灰水的质量要求不高,受水质和水量影响较小,除尘效果波动小。缺点:阻力偏大,技术上处于持续改进阶段,在糖厂方面的应用较少。但技术改进空间较大,在减少运行阻力和提高除尘效果方面具有很大的改进潜力和发展空间。 为了慎重起见,我公司派出相关技术人员对一 些相应设备使用单位进行考察和电话咨询,根据所了解的情况和公司技改选型的总体要求,结合公司实际,经综合比较和论证,选择了由桂林宏发环保设 备工程有限公司研发的新型高效组合式麻石除尘器。

3 应用实践

3.1 新型高效组合式麻石除尘器的原理

新型高效组合式麻石除尘器获得了国家授权的 发明专利,它主要是充分应用了文丘里原理,使液气在高速下混合均匀后慢速扩散,从而达到高效除尘的目的。该设备主要结构简图如图1所示。

图1

从图1可知,烟气先经主塔前的文丘里通道,在收口前方喷水,使水与烟气混合并在收口处形成高 速水雾气流,使水气充分混合均匀,进入主塔后,在惯性和重力作用下,水珠吸附烟尘降落随水流走,烟 气往上走,继续流经斜板收口处与斜板水帘高速混 合后扩散减速,使得烟气中的烟尘再次被冲洗,烟气在主塔内如此反复经四次冲洗后排放。

3.2 新型高效组合式麻石除尘器的应用实践

该新型高效组合式麻石除尘器虽除尘效率高,但运行阻力较大,影响锅炉的出力和糖厂的甘蔗处 理量,而且更换风机系统成本会成倍增加,开榨期间 基本没有时间换风机。为降低技改风险,我公司将技改前后不增加原有运行阻力放在首位,将技改后 不影响锅炉原有出力、不需更换原有风机列为前提, 要求设备商根据我公司的实际情况进行设计。

改造方案于2017年7月开始实施,8月完工,完工后,我公司对该改造设备进行了冷态阻力检测,运 行阻力达2100Pa,阻力明显偏大,为了慎重起见, 我公司请桂林宏发环保设备工程有限公司进行了整改,先是将主塔内的第一级斜板收口扩宽200毫 米,结果阻力只降了100Pa,再将中间隔墙降低800毫米,结果阻力又只降了200Pa,设备运行阻力还 有1800Pa,阻力还是偏大,后来又将主塔最后一级斜板收口扩宽100毫米,阻力再次降了200Pa,设备 运行阻力降到了1600Pa,基本达到预期效果。在榨 季生产期间,5号炉出力与技改前相比,并没有受 到影响,烟气在线监测结果显示,5号炉的烟尘排 放基本在20~30mg/m3之间,均值26 mg/m3,湿法静 电除尘器二次电流在200~300mA之间。为了验证本次设备改造的效果,将湿法静电除尘器停下后,仅 运行新型高效组合式麻石除尘器,烟尘浓度在75~85mg/m3之间,与预期的40mg/m3以下差距较大。再次进行了整改,整改的主要内容是:一是将主塔内 的第一级斜板收口缩小200毫米;二是将中间隔墙 增高400毫米;三是将主塔内的第三级斜板缩小100毫米。整改后,5号炉出力与技改前相比,并没 有受到影响,烟气在线监测结果显示,5号炉的烟 尘排放基本在15~25 mg/m3之间,均值22mg/m3,湿 法静电除尘器二次电流在70~140mA之间,停下湿 法静电除尘器后,5号炉的烟尘排放基本在25 ~40mg/m3之间,均值31mg/m3,达到了预期要求。公司于2018年1月25日,委托具有相关检测资质的柳州 市三达环保检测公司对本次技改进行了验收检测,即在停下湿法静电除尘器,仅运行新型麻石除尘器,检测结果如表1所示。

表1

从检测结果可知,新型高效组合式麻石除尘器除尘效率很高,开湿电和不开湿电相比,烟尘外排浓 度仅相差9mg/m3,而且从5号炉与6号炉的湿式静电除尘器的二次电流值的比较情况可以看得出,6号炉 湿式静电除尘器二次电流为350~500mA,5号炉湿式 静电除尘器二次电流为70~140mA,相差大约4倍,从 湿式静电除尘器的原理上讲,吸尘越多,二次电流越大,意味着5号炉的新型高效组合式麻石除尘器效率 比6号炉的旧水膜塔要高得多。从在线监测的数据 看,5号炉新型高效组合式麻石除尘器除尘效率是6 号炉常规文丘里水膜除尘器的7倍以上。再从第三 方的验收检测结果看,均值22.7mg/m3,完全达到了 预期的效果。

4 经验总结分析

4.1 阻力偏大

4.1.1 影响风阻的因素

通过本次使用和改造实践,发现造成该新型高效组合式麻石除尘器的阻力偏大的主要因素为:一 是设计本身的不足。一方面,进口风向与出口风向 相反,增加风阻;另一方面,出口过低和过窄增加风 阻;二是中间隔墙过高且通道小增加风阻力;三是多次文丘里收口增加风阻。

4.1.2 解决措施及建议

  • 第一,从本次整改实践中可以看出,主塔内扩宽 后面斜板收口的降阻效果比扩宽前面斜板收口好。由此可见,主塔出口过低和过窄是造成风阻大的关 键因素,建议在今后的设计上加以改进,使得主塔出 口够大且连接顺畅。
  • 第二,主塔进口和出口风流逆向是影响风阻大 的重要因素,建议在今后的设计中使主塔的进口和 出口风流同向,减少风阻。
  • 第三,主塔内的中间隔墙不宜过高,通道不宜过 窄,以免增大风阻。

4.2 除尘效率仍有较大的提升潜力

该新型高效组合式麻石除尘器除尘效率高主要 得益于五级文丘里液气混合冲洗,文丘里收口小,液 气混合效果好,除尘效率就更高,但文丘里收口小又会增加风阻。反之,收口大,风阻小,除尘效率就低。 收口大小直接影响到除尘效率和风阻。从本次的应用实践来看,该设备的除尘效率还有很大的提升潜 力,一方面,通过完善设计降低风阻,在保持合理风 阻的基础上,从主塔进气端起,逐级收小主塔内的斜 板收口;另一方面,如风机压力足够大,在不影响锅 炉出力的前提下,逐级收小主塔内的斜板收口。从而达到提升除尘效率,进一步降低烟尘排放浓度的目的。

5 结束语

通过本次技改应用实践,证明该新型高效组合式麻石除尘器除尘效率高,处于当前同类湿法除尘器的前列,同时,设备具有很大的改进空间,除尘效率具有很大的提升潜力。该设备具有投资少,运行 和维护成本低,使用年限长、除尘效率高等优点,使 用性价比高,应用前景广,在当前环保要求日趋严峻 的情况下,更适合糖厂的使用要求和适应环保发展的需要,值得在制糖行业广泛推广。