烟气多污染物直接喷淋净化换热器及应用案例

案例2：用于解决烧结机头、竖炉烟气达标和拖尾

唐山一钢企有三台90m2烧结机、10m2竖炉，烟气净化均采用干式静电除尘器、湿法脱硫，电除尘器原设计排放值为80mg/Nm3，但实际为100-150mg/Nm3，脱硫塔排烟存在粉尘超标和拖尾问题。该钢企最后分别选择在湿法脱硫后加湿电、湿法脱硫后加喷淋和在湿法脱硫塔顶加浮球净化三种技术，都已投入运行，初步结论是：

1）湿电效果好，但造价最高，不能除湿“脱白”和辅助脱硫功能。

2）喷淋效果与湿电相同，但造价省得多，排烟粉尘浓度在15mg/Nm3以下、二氧化硫30mg/Nm3以下，烟气水分降低40%，改造施工停产时间短。

3）浮球净化难以达标，也没有辅助脱硫和除湿功能。这种直接喷淋净化换热器可以推广应用于各种锅炉、化工、有色金属等湿法脱硫系统排烟的深度净化和除湿“脱白”、余热回收，确能做到低投资、低成本甚至有效益。

案例3：用于焦炉烟道气脱硫和处理焦化废水

山西长治一焦化企业为解决环保达标问题，尝试采用烟气多污染物直接喷淋净化装置，用焦化剩余氨水进行焦炉烟气的脱硫脱硝，取得成功，并已正常运行近1年。

对于回收余热后约160℃的焦炉烟气，首先喷入焦炉烟气脱硫废液，利用烟气余热喷雾干燥提粗盐，然后喷入剩余氨水脱硫脱硝。焦化废水处理不仅省了深度处理，甚至连蒸氨、生化处理工序都省了，而烟气脱硫不需外购脱硫剂，也无需处理脱硫产物。排放烟气粉尘在10mg/Nm3以下、二氧化硫30mg/Nm3以下、氮氧化物150mg/Nm3以下，均达到了环保标准，脱硫废液、剩余氨水则实现了低投资、低成本甚至有效益的无害化处理利用。

案例4：用于烧结机尾除尘

山东临沂一钢企共有三台210平烧结机，决定将其中一台的机尾除尘改为布袋，另外两台采用直接喷淋净化换热器。具体改造方法是保留利用原三电场电除尘器，在其引风机出口处拆除消音器，新增加一套喷淋洗涤除尘系统，采用压缩空气雾化和水喷嘴两级顺喷，在入口粉尘浓度为80-150mg/m3的情况下，喷雾后粉尘浓度分别通过在线监测和取样检测，结果是长期稳定在10mg/m3以下。

喷水循环使用，产生的少量泥浆经过简单分离后送原料工序利用，由于排烟温度只有约40℃，烟囱出口没有水雾。改造为喷淋洗涤除尘与改造为布袋除尘相比，有以下不同之处：

1）改造后的排放粉尘浓度都能达到新标准，直接喷淋除尘是布袋除尘的50%。

2）直接喷淋除尘的改造投资是布袋除尘的50%。

3）直接喷淋除尘系统能耗是布袋除尘的50%，并且车间环境更干净、设备维修量少。

案例5：布袋除尘系统节电改造

唐山一钢企炼铁厂返矿皮带转运站原设计采用布袋除尘器，岗位卫生很差。采用直接喷淋净化装置后，将现场进行充分密封，从布袋除尘器前将含尘烟气通过管道引入并联布置的喷淋净化装置，只需一个循环水箱、水泵和除尘风机就实现了环保和岗位粉尘达标，排烟粉尘低于10mg/Nm3，特别是风机电耗只有布袋系统风机的50%。循环水沉淀过滤产生的污泥直接返回原料系统利用，无需压滤。

3问题讨论

研究和实践证明，我国钢铁企业摆脱产能过剩、长期微利的重要途径是做好能源转换、消纳处理社会大宗废弃物，需要在转变观念和常规技术规范过程中改造一些问题。

3.1除尘工艺选择

烟气中夹带的颗粒物按照大小分为粗颗粒粉尘≥50μm、中等颗粒粉尘10-50μm、细颗粒粉尘1-10μm和烟尘≤1μm四类，参考国外经验，对应不同颗粒大小的粉尘，除尘工艺选择的正确顺序应该是：

1）粗颗粒粉尘——无动力除尘，比如重力除尘、溜槽防尘、密闭等，收干灰；

2）中等颗粒——微动力除尘，比如旋风除尘、颗粒层除尘等，收干灰；

3）细颗粒除尘——微动力除尘，比如选择喷雾除尘；

4）烟尘——通风除尘，比如布袋除尘、电除尘、喷雾洗涤除尘。

我国钢铁企业由于在日本、欧洲引进技术国产化的基础上，形成一些标准规范的误导，致使除尘工艺选择出现严重错误：不管粉尘颗粒大小，乱用布袋或片面强调干法除尘，导致除尘设备体积越来越大、风机电耗越来越高，而且布袋除尘、电除尘还只能除尘，除尘后再脱硫。工艺技术选择上的错误是导致我国钢铁企业环保达标的投资成本居高不下的主要原因。

3.2烟气冷却工艺落后

由于除尘过分选择布袋、电除尘等干式除尘器，限制了烟气冷却工艺的选择，大部分采用混风冷却，虽简单、但落后的混风冷却工艺导致系统的处理风量越来越大，必须相应配备大功率的除尘风机。事实上，大风机90%的电消耗在空气的搬迁，并且大量混风后

烟气温度低，成为低温余热，难以利用。从现在的技术水平看，按照烟气温度的不同，烟气冷却工艺应该是：

1）余热回收：150℃以上的烟气采用余热锅炉或间接冷却的换热器回收余热为主，钢铁行业大量存在的间隙性高温烟气，宜采用相变蓄热技术进行均温后再回收利用。2）蒸发冷却：150℃以下、露点温度以上，比如选择间接换热回收余热或喷雾蒸发冷却，处理废水。

3）喷淋冷却：露点以下温度的烟气采用直接喷淋冷却，在循环水冷却中回收余热，把烟气余热回收利用的极限温度从目前的150℃降低到25℃。循环供水温度降低会相应降低各种排放烟气的温度和湿度，不仅节水，更主要的是提高能源利用效率。

3.3低温余热的用途

钢铁行业存在大量的低温余热，可以选择如下一些用途：

1）生活热水：回收钢铁行业的低温余热，通过相变蓄热式移动供热车输送，吨水的成本只需几元。钢企与热用户分享效益，而所在城市可以直接节省能耗。

2）北方采暖：通过回收钢铁等行业的低温余热，采用130℃供水、20℃回水的大温差泵供水供热，输送100公里成本比燃煤低、输送300公里成本比天然气锅炉低。

3）南方空调：利用低压蒸汽喷射式热泵或吸收式热泵回收余热，用于替代电空调，有显著的经济效益。

4）低温发电：在上述用途还有富余的情况下，才考虑低温余热发电，尽管效率不高，但比放散好。

4结论与建议

1）在企业不能实现环保达标或不能稳定达标的场合，可以比较选用直接喷淋洗涤净化换热器，实现低投资、低成本、快速达标。

2）利用直接喷淋净化换热器能回收利用低温余热的功能，可以实现有效益的达标。

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