钢铁工业烧结烟尘电除尘技术的特点及应用

钢铁工业烧结烟尘电除尘技术的特点及应用作者：袁仙民
来源：《城市建设理论研究》2012年第33期
摘要：电除尘器具有除尘效率高、阻力损失小、处理烟气量大且耐高温和耐腐蚀等优点,被广泛应用于各行各业的烟气除尘中。

而对于具有粉尘比电阻较高、黏度大、含湿量大、烟温高、化学成分复杂等特点的烧结机头烟气,在电除尘器技术上有相当难度。

本文作者针对钢铁工业烧结机机头烟气特点，结合烧结烟尘排放标准，从电除尘电场特性、清灰技术等方面，讨论了烧结机电除尘相关技术问题，并给出应用实例。

关键词：钢铁工业；烧结烟尘；电除尘技术
Pick to: electric precipitator has higher dust removal efficiency, resistance losses small, processing smoke gas large and high temperature resistance and corrosion resistance, and other advantages, is widely used in all walks of life in flue gas dust removal. And to have dust resistivity is higher, viscosity, moisture content, smoke temperature is high, the chemical composition characteristics of complex of the sintering flue gas, the electric dust collector in the technology has quite a difficulty. This paper based on the iron and steel industry sintering machine head flue gas characteristics, combined with sintering dust emission standard, the electric dust removal from the electric field characteristics, soot cleaning technology, discussed the sintering machine electric precipitation related technical problems, and gives examples of application.
Keywords: iron and steel industry; Sintering dust; Electric precipitation technology 中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
引言
在钢铁工业烧结生产过程中产生的主要污染物是粉尘，粉尘治理以电除尘器为主要净化设备，电除尘器具有运行费用低、阻力小、处理烟气量大、除尘效率较高的特点随着环保要求日益严格，污染排放实行总量控制及节能减排要求，寻求更优良的除尘效果是大势所趋。

1 烧结机头的烟气特性
目前烧结行业普遍采用低温、厚料层的烧结工艺, 使机头的烟气处理、除尘系统的维护与日常运行管理更加困难。

烧结机机头烟气特点主要有以下几点: 粉尘成分复杂, 而且K2O、Na2O 粒径细,密度小, 极易产生二次飞扬;烟气负压大,一般在1.5 ×104~ 2. 6×104Pa之间,易使设备漏风,易产生电晕封闭现象；粉尘比电阻高,一般在1010~1012Ω·cm,使粉尘荷电后在极板上不易放电而产生反电晕现象；含湿量较高,一般在 10%左右,并含有较高的 SO2成分,使烟气具有较高的露点温度；烟气温度波动幅度大,温度变化在 100~180；粉尘中氧化钙、钾、钠含量高, 粉尘黏度大, 易出现结块现象。

2烧结烟尘电除尘技术途径
2.1 电场特性
电除尘器的性能受尘粒荷电和电场支配，故电流、电压必需匹配得当，才具有良好的伏安特性。

因此，在考虑粉尘比电阻的情况下，可从板线配置、高压供电控制两个方面改善电场特性，尤其是板线配置。

高比电阻粉尘电荷后到达极板时不易释放所携带的电荷，易形成反电晕。

相关实验研究表明，起晕电压高、电场中纯静电部分场强较大且电流密度分布均匀性较好的配置，如锯齿线等“圆线”，能有效抑制反电晕现象和二次扬尘，提高高比电阻粉尘的除尘效率。

也可适当加宽极间距，以改善极间电流密度的分布，如试验中采用加辅助电极的三电极电除尘器。

目前常用的C一480型和ZT一24型板，其板电流密度分布比较均匀，尤其是ZT一24型板与新开发的十字形放电线相配能获得更为均匀的板电流密度分布，可尝试在烧结机电除尘器中采用此类的板线配置方式。

“圆线”的配置对处理高比电阻粉尘较为有效，但在处理烧结机黏附性较强的粉尘时容易导致电晕线肥大，因此在前段电场多采用“芒刺”类电晕线，其放电点集中在芒刺的尖端，电晕强且稳定。

研究表明，在板线配置陛能试验中，同极距并非越大越好，如放电性能较好的RS 线，极距以350～400 mm为宜。

选择烧结机头电除尘器阳极板与阴极线的材质时，在考虑防腐问题的前提下，宜采用不锈钢或耐腐蚀的低合金钢制作，也可采用管极式电极或采用普通钢外涂导电防腐材料；对于烧结机机尾电除尘器，可适当考虑防腐，宜采用管极式或芒刺类电晕线，板间距适当放宽，同时考虑高压供电装置电流、电压的匹配。

2.2电源技术
从上世纪八十年代至今，环保领域电除尘器所使用的高压电源基本上都采用输入为两相的可控硅工频相控电源，并不断对其进行改进，但是依然存在其客观局限性，其核心问题在于电源的工作频率是50Hz，造成电源的功率变压器和滤波电感器电容器体积庞大，耗能耗材，耗费空间，并影响除尘器效率的提高。

根据上述可控硅工频电源的局限性，再结合现代电力电子技术、数字控制技术等开发的高频高压电源作为新一代静电除尘器的供电电源。

与低压工频电源相比，具有下列优点：
1）高频电源的转换效率高
单相直流电源的输出功率与输入功率之比的转换效率小于70%，三相高频高压直流电源输出功率与输入功率之比的转换效率达到95%，可提高转换效率25%，大大减少电网供电的负荷空损率，有利于节约能源。

2）输入供电平衡
三相高频直流电源输入采用三相供电，每相输入的电流相等，输入供电平衡，输入的电流小；单相高压直流电源采用单相供电，相对输入的电流较大，无法保证三相供电的平衡。

3）输出的直流平均电压高
单像电源输出的电压脉动范围大于25%，线性度差，容易出现阻抗不匹配，极易触发火花放电，造成电晕电流低，难以提高除尘效率；三相高频电源输出的电压脉动范围小于5%，其直流平均电压值接近峰值电压，线性度好，施加到电除尘器上的直流电压比单相电源要高的多，从而提高除尘效率。

如某钢厂烧结主抽电除尘器采用三台1200Ma/72KV的可控硅电源供电，长期检测的烟尘出口浓度为80~100mg/Nm3，根据最新的环保排放指标已经不能满足要求，现对除尘器进行整改，仅仅将三台供电电源更换为高频高压电源，在除尘器平稳运行的一个月内两次实测排放浓度分别为 25mg/Nm3和23mg/Nm3，效果十分明显。