劉國華

靜電除塵器（ESP）是利用庫侖力將氣體中的粉塵和液滴分離出來的除塵設(shè)備，也稱電除塵器。自從第yi臺電除塵器發(fā)明以來，該技術(shù)已有100多年的發(fā)展歷史。該技術(shù)具有處理煙氣量大、除塵效率高、設(shè)備阻力低、適應(yīng)煙氣溫度范圍寬、全鋼結(jié)構(gòu)、使用簡單可靠、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為很多行業(yè)除塵設(shè)備的不錯。

鋼鐵企業(yè)是我國應(yīng)用ESP除塵好早、數(shù)量好多的行業(yè)之一，己有近50年的應(yīng)用歷史，主要應(yīng)用于礦山、選礦廠、燒結(jié)（含球團(tuán)）廠、煉鐵廠、煉鋼廠、鐵合金廠、軋鋼廠和耐火材料廠等。

ESP廣泛應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)

鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中，每天都要排出大量的廢氣、廢水和廢渣，以年產(chǎn)600萬噸鋼的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)（不包括礦山部分）為例，其每小時要排出10×106m3~15×106m3的廢氣，且廢氣的主要污染物中，粉塵占第yi位。這些粉塵不僅污染環(huán)境，而且無法回收煙氣中的可燃?xì)怏w和煙氣粉塵中的鐵元素等有用原料，造成極大的浪費(fèi)。

國內(nèi)高爐煙塵凈化干式ESP的應(yīng)用始于1954年；1957年，包鋼選礦廠轉(zhuǎn)爐焙燒煙塵凈化開始使用ESP；1964年，包鋼燒結(jié)廠機(jī)尾煙塵凈化選用兩臺40平方米立式ESP。此后，ESP技術(shù)又?jǐn)U大應(yīng)用到礦山破碎篩分、吹氧平爐、鎂砂鍛燒、白云石鍛燒、高爐原料及出鐵廠、燒結(jié)機(jī)頭等領(lǐng)域。自20世紀(jì)80年代后，高爐煤氣、鐵合金電爐、煉鋼電爐、轉(zhuǎn)爐二次煙塵的凈化也開始采用ESP技術(shù)。

為解決鋼鐵企業(yè)煙塵問題，1973年，國家組團(tuán)赴羅馬尼亞加拉茨和胡內(nèi)多阿拉鋼鐵公司，對其ESP的應(yīng)用情況進(jìn)行了考察，在實(shí)驗(yàn)研究和國外考察的基礎(chǔ)上，ESP開始廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)各個領(lǐng)域。

進(jìn)入新世紀(jì)以來，電除塵器技術(shù)蓬勃發(fā)展，泛比電阻電除塵器技術(shù)、移動電極電除塵器技術(shù)、薄膜電除塵器技術(shù)等成為國內(nèi)的研發(fā)熱點(diǎn)，各種電除塵新技術(shù)的開發(fā)方興未艾，并逐步深入到除塵機(jī)理研究層面。

ESP除塵效率為何低

盡管電除塵器在鋼鐵企業(yè)的熱電廠、燒結(jié)、轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵方面應(yīng)用廣泛，但各廠家對除塵工藝的掌握和設(shè)備維護(hù)的差異性，導(dǎo)致很多電除塵器的除塵效率低于設(shè)計(jì)值。隨著鋼鐵企業(yè)大氣污染排放新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，人們對使用電除塵器能否達(dá)標(biāo)產(chǎn)生疑慮，也使得干法除塵中電除塵器相較布袋除塵處于劣勢。

造成除塵器除塵效率低下的因素有很多，且相互關(guān)聯(lián)。首先是歷史因素，現(xiàn)有的電除塵器多是在幾年前甚至十幾年前建成的，由于當(dāng)時環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求較低，且存在“環(huán)保投資不能直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益”的理念，電除塵器選型時的比集塵面積偏小。隨著鋼鐵企業(yè)大氣污染排放指標(biāo)的提高，現(xiàn)有的很多除塵設(shè)備不能完成當(dāng)前的排放指標(biāo)。

其次是原材料變化造成工況惡化。鋼鐵企業(yè)原料礦石的多元化配置，使其在冶煉過程中產(chǎn)生的粉塵性質(zhì)也不相同。當(dāng)煙氣粉塵中的粒徑、比電阻、濃度等參數(shù)發(fā)生變化時，特別是比電阻小于或超出電除塵器適用范圍時，電除塵器的除塵效率將急劇降低。

好后，和所有通用設(shè)備一樣，隨著時間的推移，電除塵器各功能部件也會出現(xiàn)電腐蝕、變形、螺栓脫焊甚至脫落等問題。而企業(yè)普遍對非生產(chǎn)性設(shè)備缺乏重視，設(shè)備維護(hù)和管理力度不夠，好終導(dǎo)致除塵效率下降。

三大措施提高ESP除塵效率

電除塵器除塵效率受諸多因素影響，提高粉塵捕集效率可以從煙塵性質(zhì)、設(shè)備狀況和設(shè)計(jì)參數(shù)（操作條件）3個方面入手。

煙氣性質(zhì)的影響包括粉塵的比電阻、粉塵粒徑分布、粉塵濃度、粉塵密度、黏附力等。一般來說，適用于靜電除塵器的比電阻值為104Ω·cm~1011Ω·cm，當(dāng)粉塵比電阻值不在這個范圍內(nèi)時，需要對煙氣粉塵進(jìn)行調(diào)質(zhì)，如轉(zhuǎn)爐LT干法除塵工藝中的噴水調(diào)質(zhì)。結(jié)合除塵工藝設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)煙氣粉塵比電阻值是電除塵器高效除塵的關(guān)鍵。此外，為防止電暈閉塞，當(dāng)煙氣粉塵濃度大于30g/Nm3時，須設(shè)置初除塵器。

電除塵器內(nèi)的氣流速度、清灰方式、比集塵面積是好重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。氣流速度的大小與所需電除塵器的尺寸成反比關(guān)系。為平衡設(shè)備投資和除塵效率的關(guān)系，氣流速度設(shè)為0.8m/s~1.2m/s，在電場內(nèi)的逗留時間為8s~12s。靜電除塵器常用的清灰方式為振打清灰，合理的振打周期可避免出口煙氣的二次揚(yáng)塵。電除塵器比集塵面積的正確選取是國外電除塵器達(dá)標(biāo)排放的好關(guān)鍵因素之一。目前國外電除塵器比集塵面積可達(dá)到170m2/(m3/s)~300m2/(m3/s)，單室電場數(shù)可達(dá)7個~8個，經(jīng)過處理的氣體排放甚至能夠達(dá)到5mg/m3的極限指標(biāo)。而國內(nèi)長期缺少對環(huán)保除塵的投入，對“排放標(biāo)準(zhǔn)提高后比集塵面積要相應(yīng)調(diào)整到合理范圍值”的認(rèn)識普遍不足，導(dǎo)致電除塵器比集塵面積普遍偏小，大部分比集塵面積在60m2/(m3/s)~110m2/(m3/s)。因此，加大比集塵面積是提高除塵效率、實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)的有效途徑。

設(shè)備狀況對除塵效率的影響主要體現(xiàn)在設(shè)備的制造安裝質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)上。電除塵器不同于一般的工業(yè)設(shè)備，其體積龐大、噸位重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是用于煤氣回收的圓式電除塵器，對零部件的加工、焊接要求較高，制作困難。為保證電除塵器的除塵效率，還需要電除塵器具有很高的安裝精度———在整機(jī)安裝過程中，既要克服因制造中的局部缺陷與運(yùn)輸儲存堆放過程引起的變形，又要保證達(dá)到設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)要求。要實(shí)現(xiàn)設(shè)備長期穩(wěn)定的除塵效率，還需要正確的操作管理，并有計(jì)劃地進(jìn)行檢修，根據(jù)實(shí)際情況決定小修、定期檢修和大修的時間、內(nèi)容等。

在鋼鐵行業(yè)中，燒結(jié)、轉(zhuǎn)爐煤氣治理目前已具備成熟的電除塵器技術(shù)。此外，新日鐵住金、中冶賽迪等企業(yè)也在積極開發(fā)高爐煤氣的干法電除塵技術(shù)，且取得較大的進(jìn)展。伴隨著電除塵技術(shù)的不斷發(fā)展，電除塵器在鋼鐵企業(yè)有著廣闊的前景。

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