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濕電咨詢服務(wù)： 陶經(jīng)理18332815001 張經(jīng)理18633235200
硫酸生產(chǎn)企業(yè)所排放的尾氣是環(huán)境治理的重點(diǎn)，因此在生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中應(yīng)并重經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。在處理硫酸生產(chǎn)中的尾氣時(shí)面臨著許多難題，其中酸霧處理問(wèn)題亟待解決。在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用電除霧器是解決酸霧問(wèn)題的有效途徑，因此必須重視在硫酸生產(chǎn)線中裝設(shè)電除霧器。本文分析了硫酸生產(chǎn)尾氣中除霧的意義，同時(shí)探討了電除霧器在硫酸生產(chǎn)尾氣中的應(yīng)用方法，包括結(jié)構(gòu)與工作原理，質(zhì)量控制方法及應(yīng)用實(shí)例。此外，還簡(jiǎn)單闡述了應(yīng)用電除霧器時(shí)需要注意的問(wèn)題。
威美寧夏鋅冶煉項(xiàng)目針對(duì)硫酸尾氣中濕電除霧器運(yùn)行前后對(duì)比
硫酸是一種較為常見(jiàn)的工業(yè)生產(chǎn)原料，主要被用于蓄電池、洗滌劑、顏料、藥物及肥料等工業(yè)產(chǎn)品的制造當(dāng)中，在染料生產(chǎn)、金屬冶煉及石油凈化過(guò)程中也需要使用到硫酸。在硫酸生產(chǎn)中排放的尾氣可對(duì)環(huán)境造成污染，因此必須采用科學(xué)合理的技術(shù)對(duì)硫酸生產(chǎn)尾氣進(jìn)行處理。本文結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)硫酸生產(chǎn)尾氣處理中應(yīng)用電除霧器的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，旨在有效提高硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及促進(jìn)硫酸生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展。
1.硫酸生產(chǎn)尾氣中的除霧問(wèn)題
為了生產(chǎn)出純度及濃度較高的硫酸，在實(shí)際工作中通常需要采用轉(zhuǎn)換率較高的工藝技術(shù)，目前我國(guó)所采用的硫酸生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)換率基本可以達(dá)到95%以上，在轉(zhuǎn)換率較高的同時(shí)，尾氣處理工作還有待完善，尤其是硫酸霧的清除問(wèn)題。
(1)在生產(chǎn)硫酸時(shí)，氣量、氣濃會(huì)出現(xiàn)大幅度波動(dòng)現(xiàn)象，在這樣的條件下極易導(dǎo)致酸溫及酸濃得不到有效控制，進(jìn)而造成硫酸蒸汽超過(guò)吸收臨界值或飽和值。上述情況發(fā)生后，蒸汽冷凝時(shí)就會(huì)形成大量酸霧，如無(wú)法有效除去尾氣中的酸霧，將會(huì)導(dǎo)致脫硫裝置的運(yùn)行受到影響。目前硫酸生產(chǎn)中多使用填料塔、空塔等核心脫硫設(shè)備，脫硫設(shè)備除霧能力有限，即使在脫硫中應(yīng)用堿性吸收劑也難以獲得理想的除霧效果。
(2)冷凝器及凈化工段是硫酸霧形成的主要區(qū)域，生成的酸霧粒子較小，一般<5um，因此機(jī)械過(guò)濾或機(jī)械攔截除霧效率相對(duì)較低。當(dāng)酸霧顆粒進(jìn)入脫硫塔后如采用濕法脫硫工藝，則將會(huì)增大煙氣含濕值，如此一來(lái)，不但無(wú)法將尾氣中的酸霧去除，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致酸霧增加。酸霧粒徑一般在0.1um～0.8um之間，與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相接近，因此酸霧能夠有效散射可見(jiàn)光;當(dāng)尾氣被排出時(shí)就會(huì)出現(xiàn)排煙尾羽現(xiàn)象。排煙尾羽一般為白色，在受到煙氣溫度、環(huán)境相對(duì)濕度及溫度等影響下，白煙會(huì)發(fā)生變化，環(huán)境相對(duì)濕度越大時(shí)，白煙就會(huì)越長(zhǎng)，甚至可達(dá)到1000m左右。如煙氣中存在粉塵、溶膠物質(zhì)及氮氧化物等，還會(huì)對(duì)煙氣透明度造成影響并導(dǎo)致煙氣變成紅棕色，如此一來(lái)就可能使硫酸生產(chǎn)企業(yè)尾氣排放黑度超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)上述分析可知，硫酸霧可對(duì)硫酸生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生不利影響，所以必須應(yīng)用電除霧器將尾氣中的硫酸霧清除。
2.電除霧器在硫酸生產(chǎn)尾氣中的應(yīng)用分析
2.1結(jié)構(gòu)與工作原理
電除霧器的結(jié)構(gòu)與工作原理如下：
(1)結(jié)構(gòu)形式。在硫酸生產(chǎn)中所采用的電除霧器由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，即供電系統(tǒng)、上下氣室、陽(yáng)極管、電暈極。如將電除霧器的外形特征作為分類標(biāo)準(zhǔn)，則可以分為室外電除霧器與室內(nèi)電除霧器;如按照沉淀極形狀對(duì)電除霧器進(jìn)行劃分，則可以分為管式與板式電除霧器。如進(jìn)一步細(xì)分，則可以將管式電除霧器分為圓管式除霧器與蜂窩式除霧器，而板式電除霧器則分為同心圓式除霧器與平板式除霧器。
(2)工作原理。電除霧器實(shí)現(xiàn)酸霧消除的工作原理為，在電除霧器的電暈極接通高壓直流電源，接通后檢查電暈極當(dāng)中所釋放的靜電場(chǎng)能否使氣體發(fā)生電離現(xiàn)象，以便保證硫酸霧氣可在電離子的作用下分解為負(fù)離子與正離子。由于電暈極為陰極，在接通電源后變成負(fù)高壓極，發(fā)生電子雪崩后，小顆粒如塵及酸霧等就會(huì)被異性電荷所吸引，并在電場(chǎng)作用力下逐漸移動(dòng)到沉淀極，當(dāng)沉淀極當(dāng)中的塵粉及霧粒厚度達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)在重力作用下流向電除霧器的底部。由于塵粉及霧粒被吸附于除霧器當(dāng)中，氣體則可以自由通過(guò)，因此可以實(shí)現(xiàn)有效消除酸霧及凈化尾氣的作用。經(jīng)過(guò)電除霧器的尾氣可直接輸送到脫硫裝置當(dāng)中，并在脫硫階段完成干吸處理，如此一來(lái)就能夠有效控制尾氣中酸霧的含量及預(yù)防出現(xiàn)排煙尾羽。
2.2質(zhì)量控制
為了保證電除霧器能夠在硫酸生產(chǎn)的尾氣處理中發(fā)揮應(yīng)有的作用，則應(yīng)注重提高電除霧器運(yùn)行的可靠性。要確保電除霧器能夠處于安全、可靠的運(yùn)行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上延長(zhǎng)電除霧器的使用壽命及提高除酸霧的效率，則必須在應(yīng)用之前做好相應(yīng)的質(zhì)量控制工作。
(1)在采購(gòu)原材料時(shí)應(yīng)對(duì)材料供應(yīng)方所提供的材料進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中應(yīng)按照ISO9001標(biāo)準(zhǔn)，確保物資質(zhì)量與相關(guān)規(guī)定相符。
(2)必須重視控制電除霧器安裝質(zhì)量。在安裝電除霧器之前要對(duì)安裝人員進(jìn)行相應(yīng)的技能培訓(xùn)，并安排質(zhì)保人員負(fù)責(zé)監(jiān)控電除霧器安裝的全過(guò)程[4]。(3)在硫酸生產(chǎn)線當(dāng)中安裝好電除霧器之后應(yīng)按照J(rèn)B/T8535-2007標(biāo)準(zhǔn)及安裝圖紙要求對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，同時(shí)按照HGJ299-2008、GB50205及HG20640標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電除霧器的安裝質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格之后才能投入使用。
2.3應(yīng)用實(shí)例
2.3.1除霧裝置中存在的問(wèn)題
某硫酸生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中的工藝生產(chǎn)線始建于2005年，到目前為止已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)了10年。硫酸生產(chǎn)線當(dāng)中的除霧裝置為管式電除霧器，電除霧器當(dāng)中共有205根PVC管，PVC管的直徑為300mm。在開(kāi)始投入使用至投入使用的第4年，生產(chǎn)線當(dāng)中的電除霧器運(yùn)行指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)，且除霧效果良好。2010年后電除霧器的部分性能指標(biāo)出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，在生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中無(wú)法有效調(diào)節(jié)指標(biāo)電流，電除霧器當(dāng)中通過(guò)的電流僅為40mA左右，無(wú)法有效滿足除霧需求。如此一來(lái)，后段設(shè)備生產(chǎn)狀況也受到影響。為了改善除霧效果，該廠在了解硫酸生產(chǎn)現(xiàn)狀后決定對(duì)除霧裝置進(jìn)行系統(tǒng)性的改造，改造方法為增加一臺(tái)新型FRPP(增強(qiáng)聚丙烯)除霧器，并在此基礎(chǔ)上對(duì)原除霧器當(dāng)中的PVC管進(jìn)行處理。
2.3.2電除霧器的應(yīng)用
電除霧器的應(yīng)用情況如下：
(1)FRPP除霧器結(jié)構(gòu)如下：使用具有阻燃作用的FRPP材料制作除霧器外殼，以提高除霧器的氣密性、剛度及強(qiáng)度，并改善除霧器外殼的耐腐蝕性。電除霧器的外型為方形，陽(yáng)極管采用導(dǎo)電性較強(qiáng)、耐氧化、耐腐蝕及耐高溫的FRPP材質(zhì)制作而成，電除霧器整體具有質(zhì)輕及強(qiáng)度高的特點(diǎn)。陽(yáng)極管為六角形，沉淀極由方形管束組成，因此可增加氣流的截面積及改善除霧、吸塵效果。除霧器當(dāng)中的放電電極由功率大、電極強(qiáng)且防塵性能良好的有效極線組成。此外，陰極管的長(zhǎng)度為5.0m，陽(yáng)極管的內(nèi)徑為305mm～350mm，因此可以使處理的尾氣量得以增加。
(2)FRPP除霧器工藝參數(shù)。恒流電源為85kV，除霧效率≥99%，沉淀極的有效面積為3.5m2～35m2，沖洗水壓≤0.25MPa，氣體流速為0.9m/s～1.6m/s，工作氣量為0.3×104m3/h～18.5×104m3/h，工作壓力≤-9kPa，工作溫度≤90℃，工作介質(zhì)為含有SO2的酸性氣體。
(3)原除霧器當(dāng)中PVC管的處理。將電除霧器的入孔拆開(kāi)，隨后進(jìn)入到除霧器塔內(nèi)對(duì)PVC管進(jìn)行檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)部分PVC管已經(jīng)被損壞，損壞的PVC管共為15條，表現(xiàn)為穿孔或破裂。對(duì)于已經(jīng)損壞的PVC管，則在原PVC管套上新PVC管，套上新PVC管后焊接好套合部位。檢測(cè)焊接質(zhì)量符合要求后利用高壓水沖洗PVC管上的積塵，沖洗后立即調(diào)整管內(nèi)極線，以免對(duì)電除霧器的除霧作用造成影響。完成以上改造工作后開(kāi)始送電進(jìn)行試運(yùn)行。
2.3.3應(yīng)用效果
對(duì)原有的除霧裝置進(jìn)行改造后投送全部電場(chǎng)進(jìn)行試運(yùn)行，在試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)電除霧器當(dāng)中絕緣箱的內(nèi)部溫度過(guò)低，且將硫酸生產(chǎn)的尾氣通入后，發(fā)現(xiàn)除霧器的二次電流及二次電壓均低于正常水平。對(duì)這一異�，F(xiàn)象進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)保溫材料當(dāng)中的含水量過(guò)高是引起絕緣溫度低于正常值的主要因素，因此在FRPP除霧器中采用礦渣棉代替原有保溫材料。對(duì)保溫材料進(jìn)行更換后，絕緣溫度明顯上升，且達(dá)到了正常標(biāo)準(zhǔn);在實(shí)際絕緣溫度與設(shè)計(jì)溫度相符后，除霧器的二次電流及二次電壓均有了明顯提高，同時(shí)也減少了鼓風(fēng)機(jī)出口部位存在的酸霧。通過(guò)試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于普通型電除霧器，F(xiàn)RPP除霧器具有以下優(yōu)點(diǎn)：制作及安裝便利，對(duì)于硫酸生產(chǎn)過(guò)程中尾氣濃度波動(dòng)大、流量變化大的特點(diǎn)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)二次電壓及電流較高。另一方面，在對(duì)原電除霧器當(dāng)中的部分PVC管進(jìn)行改造前后獲得了以下指標(biāo)數(shù)據(jù)：改造前電除霧器的電壓為40kv～43kv，改造后為55kv;改造前電流為40mA，改造后為150mA。在硫酸生產(chǎn)線當(dāng)中正式投入使用電除霧器后，硫酸生產(chǎn)中的尾氣質(zhì)量有了明顯改觀，含硫量顯著降低，當(dāng)?shù)丨h(huán)保局對(duì)該企業(yè)排放的尾氣進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)SO2為90mg/m3，與國(guó)家制定的強(qiáng)制性排放標(biāo)準(zhǔn)相符。此外，在正式投入使用后，電除霧器的除霧效率達(dá)到了99.4%，除霧效率得到了有效提高，同時(shí)在煙囪中排放尾氣的視覺(jué)效果良好，排放黑度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且無(wú)白煙及排煙尾羽現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，同時(shí)收獲了環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益。
3.應(yīng)用電除霧器時(shí)需要注意的問(wèn)題
電除霧器一般被應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)的凈化工序當(dāng)中，為了保證電除霧器能夠有效運(yùn)行，則應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
(1)由于電除霧器屬于脫硫系統(tǒng)當(dāng)中的一部分，而尾氣在經(jīng)過(guò)脫硫處理之后仍具有一定的腐蝕性，所以在硫酸生產(chǎn)的尾氣處理中應(yīng)盡量選擇抗酸腐蝕能力較強(qiáng)的電除霧器。
(2)如將脫硫系統(tǒng)直接增設(shè)于原建設(shè)完成的制酸系統(tǒng)中，則可能會(huì)遇到場(chǎng)地受限的問(wèn)題，難以將電除霧器獨(dú)立支撐平臺(tái)建設(shè)在凈化工段中。針對(duì)以上問(wèn)題，則可以在除沫器的出口處直接安裝電除霧器，以便可以使流通面積得到有效利用。需要注意的是安裝于除沫裝置出口部位的電除霧器應(yīng)具有相對(duì)較強(qiáng)的可塑性，以避免其除霧性能受到不良影響。
(3)如將電除霧器布設(shè)于WSA工藝生產(chǎn)線的冷凝器后，則應(yīng)確保電除霧器具有相對(duì)較高的操作氣速及尾氣捕集效率。在設(shè)計(jì)除霧器支撐平臺(tái)時(shí)，應(yīng)充分考慮脫硫塔與支撐平臺(tái)是否相配套，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電除霧器支撐平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證除霧效率及脫硫能力能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)為了有效優(yōu)化電除霧器運(yùn)行性能，則在實(shí)際生產(chǎn)中可以優(yōu)先選用PVC材質(zhì)制作的除霧器，同時(shí)將沉淀極設(shè)計(jì)為六邊形的蜂窩狀。實(shí)踐證明PVC材質(zhì)的可塑性較高，且具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，能夠在酸性氣體及濕性氣體中維持穩(wěn)定運(yùn)行。下圖為脫硫裝置中所采用的電除霧器橫截面圖。
綜上所述，在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣需要經(jīng)過(guò)特殊處理后才能排放到大氣中，以免對(duì)大氣質(zhì)量造成不良影響。電除霧器能夠在尾氣處理中發(fā)揮非常重要的作用，因此要在硫酸生產(chǎn)及脫硫系統(tǒng)當(dāng)中安裝電除霧器。為了有效提高電除霧器的除霧效率，并同時(shí)確保硫酸生產(chǎn)企業(yè)排放的尾氣與環(huán)保要求相符，則應(yīng)注重改善電除霧器的性能。此外，由于電除霧器的除霧效率可受到多種因素的影響，所以在應(yīng)用電除霧器時(shí)應(yīng)綜合考慮硫酸生產(chǎn)的各方面情況，對(duì)電除霧器的安裝質(zhì)量進(jìn)行有效控制，同時(shí)還要在試運(yùn)行中找出電除霧器存在的不足，以便為除霧效率的提高奠定基礎(chǔ)。
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