摘 要:介紹了差壓變送器的基本原理、結(jié)構(gòu)及在堿回收煙氣治理中的應(yīng)用,并結(jié)合公司堿回收車間改造后運行情況,詳細說明差壓變送器在堿回收鍋爐中減排增效的效果。差壓變送器投用后,粉塵排放濃度由19.96m g/N m3降至7.2 mg/Nm3,減排效率提高了63.9%,回收堿灰2.04kg/h,回收堿(以Na2CO3計)0.92kg/h,堿回收率提高了0.016%。
隨著我國對環(huán)境保護的重視,對煙氣排放的標準要求越來越嚴格[1],而堿回收鍋爐燃燒濃黑液生產(chǎn)綠液和蒸汽,在生產(chǎn)過程中,將S O2、NOX、粉塵等污染物排入大氣,對環(huán)境造成污染[2]。三明地區(qū)要求堿回收鍋爐煙氣排放標準是:NOX排放濃度不高于200m g/Nm3,S O2排放濃度不高于200m g/N m3,粉塵排放濃度不高于20m g/N m3。然而,在堿回收鍋爐中,尤其是當(dāng)干式電除塵器設(shè)備已用舊效率較低時,實現(xiàn)粉塵排放濃度不高于20m g/m3是有困難的。筆者所在企業(yè)通過技術(shù)改造,在生產(chǎn)中采用差壓變送器協(xié)同除塵,除塵效果顯著。實踐證明在堿回收煙氣治理中加設(shè)差壓變送器協(xié)同除塵是一種切實可行的方法。
1 差壓變送器簡介
1.1 差壓變送器的原理
20世紀初,差壓變送器(W E S P)技術(shù)就已經(jīng)開始應(yīng)用,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,目前廣泛地應(yīng)用在電廠、工業(yè)鍋爐和窯爐等[3,4]。其主要原理是:高壓直流電源在兩極之間形成了高壓電場,電暈線周圍產(chǎn)生電暈區(qū)及大量的電子,粉塵粒子與電子相碰撞而荷電,帶電塵粒子由于受到高壓電場力的作用,向集塵板運動并被集塵板捕集,吸附在集塵板的粉塵在集塵板水膜的沖刷下流入下部集水槽回收[5]。
1.2 差壓變送器的結(jié)構(gòu)
差壓變送器相對于干式電除塵器而言,結(jié)構(gòu)比較緊湊,占地空間小如圖1所示,主要包括以下幾個部分[6]:
(1)本體系統(tǒng):降溫系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)、殼體、支撐部件等。
(2)電氣系統(tǒng):高頻電源、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)、高壓隔離開關(guān)、電加熱器等。
(3)水系統(tǒng):循環(huán)水系統(tǒng)、沖洗水系統(tǒng)、事故噴淋系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)、廢水回送系統(tǒng)等。
1.3 差壓變送器的優(yōu)點
(1)對亞微米的顆粒,包括微細顆粒物(P M2.5粉塵)、SO3酸霧、重金屬(汞等)有較好的收集性能[7]。
(2)收集性能與粉塵特性無關(guān),不受粉塵比電阻的影響,能適應(yīng)黏性大和高濕煙氣。
(3)電極上無積灰,不需要振打,且能有效避免反電暈現(xiàn)象,抑制二次揚塵的產(chǎn)生,除塵效率高。
(4)沒有如干式電除塵器的刮板、振打等移動部件,易損件少,維護簡單,除塵性能穩(wěn)定[8]。
2 差壓變送器在堿回收爐中應(yīng)用
2.1 原除塵系統(tǒng)概況
公司1#堿回收鍋爐燃料為濃度72%以上的黑液,煙氣量為1.6×10 5N m 3/ h左右,除塵設(shè)備為干式電除塵器,兩列三電場模式,已運行10年左右,部分極板極線腐蝕掉落,電場電壓、電流不穩(wěn)定,除塵效率較差,排放煙氣粉塵濃度如表1所示,平均粉塵濃度為19.9 6m g/N m3。堿回收鍋爐煙氣粉塵主要成分是N a2S O4、N a2C O3和Na2S等,粉塵顆粒很小,機械沉淀困難,易溶于水易結(jié)晶。
2.2 差壓變送器設(shè)計方案
為達到排放煙氣粉塵濃度低于15m g/N m3要求,需要在干式電除塵器和煙囪之間加裝一臺差壓變送器,干式電除塵器與差壓變送器協(xié)同除塵。本方案采用板式差壓變送器,除塵器為單室雙電場,每個電場由208塊長6m的陽極板和極線組成,內(nèi)部煙氣流速為2.5~3m/s。
循環(huán)水系統(tǒng)采用苛化稀白液連續(xù)補水、工業(yè)清水間斷補水模式,循環(huán)廢水部分分支回送堿爐溶解槽利用,沖洗水系統(tǒng)、事故噴淋系統(tǒng)使用工業(yè)水補水方式,系統(tǒng)采取液位控制,達到用水平衡。
2.3 差壓變送器效果分析
(1)差壓變送器投用后,排放煙氣粉塵濃度如表1所示。平均粉塵濃度為7.2m g/N m3,相對于改造前19.96mg/Nm3,減排效率提高了63.9%。
(2)煙氣中的堿灰溶于循環(huán)水回送溶解槽,回收利用其中堿成分。經(jīng)測算,回收堿灰2.0 4k g/h,回收堿(以Na2CO3計)0.92kg/h,堿回收率提高了0.016%。
(3)差壓變送器的水分為循環(huán)水和沖洗水,循環(huán)水主要為苛化稀白液連續(xù)補水,沖洗水為工業(yè)水間斷補水,循環(huán)廢水外送堿爐溶解槽,系統(tǒng)達到水平衡,不產(chǎn)生無法利用的廢水。
(4)循環(huán)水采用濃度為20%的苛化稀白液,不僅中和了系統(tǒng)中S O3產(chǎn)生的酸性物質(zhì),使系統(tǒng)循環(huán)水呈中性至弱堿性,避免了差壓變送器本體的酸腐蝕,又有效提高了車間苛化稀白液的利用率。
(5)循環(huán)廢水外送堿爐溶解槽,有效解決了因廢水重復(fù)循環(huán)使用造成循環(huán)水濃度偏高析出N a 2S O4、N a 2C O3等晶體,導(dǎo)致電場極板極線間結(jié)晶搭橋短路故障和除塵器內(nèi)部格柵板、管道堵塞等問題。
3 結(jié)論
通過技術(shù)改造采用差壓變送器,將企業(yè)平均粉塵濃度由19.96m g/N m3降至7.2m g/N m3,同時堿回收率提高了0.016%。差壓變送器在使用過程中具有不產(chǎn)生廢水,提高車間苛化稀白液的利用率,能有效解決電場極板極線結(jié)晶搭橋短路故障和除塵器內(nèi)部格柵板、管道堵塞問題,是一種可靠的、穩(wěn)定的堿回收鍋爐煙氣治理的方法。