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有关湿式电除尘烟囱雨的治理方案

北极星大气网  来源:《中国设备工程》  作者:李好飞 齐学忠等  2019/2/8 9:16:34  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:超低排放 烟囱雨 湿式电除尘

北极星大气网讯:摘要:随着国家对超低排放的要求越来越严格,钢铁行业烧结机头排放值也要求越来越低,于是成熟的湿式电除尘得到大力推广,但是湿电烟囱和湿法脱硫一样都存在烟囱雨,如何治理,如何保护土壤不被二次污染成为了环保人必须要解决的课题。

武安市裕华钢铁有限公司烧结机湿电在2017年投入使用,在投入开始就一直烟囱雨不断,水分不仅让数据无法正常,同时也造成土壤的二次污染,同时因为冬季下的雨点让水成冰,人员通过时存在较大的安全隐患。

为此裕华设备部和设备厂家一起进行研讨,分析问题,并邀请设备厂家做相关的全流程CFD 仿真流体实验。图1 为该工程烟道、导流板与均布板布置位置与整体三维图。烟气从脱硫塔排出后经管道进入湿式静电除尘装置,首先垂直向上通过下壳体,到达布置有导流板和均布板的中壳体,气流向上进入湿电阳极模块,到达上壳体,最终排出烟囱。

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通过CEMS 的数据查询,我们发现烟气最后通过烟囱的时候流速达到了22 米/ 秒,经过我们分析,是由于风量流速过快,导致烟气在下壳体无法有效的散开,最后以20 米/ 秒的速度冲出烟囱,将水分带出,所以就造成了烟囱雨,也同时造成了数据不稳定的现象。

在分析原因后,我们针对性的做出了方案:第一对烟气进行导流,在下壳体设置导流板;第二使用除雾器对水分进行截留,第三在烟囱的根部和顶部设置旋流器回收水装置。整体思路是降低烟气流速、回收水后,在做流体实验时考虑到阻力对设备、生产的影响,所以只进行了两步也就是第一步的烟气进行导流,和在烟囱的根部设置旋流器回收水装置。

为了保证问题可以被彻底解决,我们利用仿真软件对整个湿电除尘系统进行数值模拟,得到从脱硫塔出口至烟气出口这一段速度迹线云图和压力迹线云图,如图2 所示。

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图2(b)中表明整个系统内前段压力较为均衡,这主要是因为整体为矩形平面,为对称结构,对压力的影响不大,只在最后阶段压力有一定的涨幅。但是由图2(a)中速度迹线云图可知,烟气在下壳体进入中壳体部分出现混乱,产生碰撞,不利于烟气均匀进入阳极模块,所以有必要设置导流板。

根据图3(a)和(b)的对比发现未加装导流板之前烟气主要集中在中壳体四周和中间部,加装导流板后烟气分布更加均匀,同时通过计算得到在导流板上端的烟气速度偏差系数CV= 标准偏差/ 平均值=3.51/4.45=78.88%,导流板起到了对烟气的导向作用,但是烟气依然有较大的速度偏差系数。

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由图4 可知当烟气流过均布板后基本均匀分布,经计算此处平面内速度偏差系数为20%,基本认为其均匀度是良好的,这也验证了均布板对烟气均布起到的作用,为烟气均匀进入湿电阳极模块做好了准备,进而很好的提高了除尘的效率,同时避免了气体挤压的情况,不会对阳极模块造成集中磨损。

所以在下壳体导流板的设置改变了烟气进入均布板的方向和角度,均布板进一步消除了烟气集中的现象。

而烟气均布后烟囱雨的消除就需要我们进行相应的处理,对饱和蒸汽里面的水分进行有效回收,同时也要对回收的水分进行二次利用,降低水耗。于是我们提出了旋流器旋流,烟气碰撞捕捉水滴,随后将回收的水引出到脱硫循环池,直接进行再次使用(见图5)。

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经过改造后全部费用仅为50000 元左右,不仅有效的引导均布了烟气,提高了湿式电除尘的利用效率,而且还对饱和蒸汽里面的水分进行了回收利用,直接再次进入脱硫系统进行使用,极大的降低了水耗,每天回收水约10~20 吨左右,同时也彻底的去除了烟囱雨的问题。而通过加装倒流板和烟气脱水回收装置我们可以发现一个问题,那就是湿法脱硫和湿式电除尘的烟囱雨并不是无解的,是可以解决的。

原标题:有关湿式电除尘烟囱雨的治理方案

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