摘要：分析了烧结机头粉尘的特性，通过对机头除尘器合理有效地改造，综合利用特氟龙高性能涂料芒刺、声波清灰等技术、措施，达到了控制粉尘排放浓度和减少粉尘排放总量的目的。
前言
在烧结生产操作过程中，产生大量含尘和含有SO2、NOX、PCDD/FS(二恶英)等有害气体的烟气。为保护环境、保护主抽风机转子、提高烧结机的作业率，含尘烟气在排至大气前必须经机头除尘设施净化。随着国家循环经济、节能减排工作发展的要求，对粉尘的排放标准要求越来越高，2008年山东省修订了《钢铁工业污染物地方排放标准》，烧结机头烟气粉尘排放浓度降低到90mg/m³。莱钢烧结厂烧结机头的粉尘排放浓度高达300~800mg/m³，烧结机头烟气治理被公司列为重点环保改造项目，2007年投入1300多万元对烧结机头烟尘排放进行系统治理。
11#、2#105㎡烧结机头电除尘器提效改造的技术研究
1.11#、2#105㎡烧结机头除尘器概况
莱钢烧结厂目前拥有3台105㎡烧结机，其中1#、2#105㎡烧结机分别配套125㎡卧式单室三电场电除尘器，分别于1993年6月、1995年5月投入使用，125㎡电除尘器技术参数见表1.烧结机经过扩容改造面积为132㎡，而除尘器及主抽风机均未做相应改造，所以粉尘排放严重超标。除尘器存在的问题主要有：
(1)根据监测结果，烟尘排放浓度300~800mg/m³，严重超标。
(2)电除尘器电场作功效率低。电场电压在20~40kv(额定72kv)，电流在100~300mA，(额定1200mA)，有时在100mA以下，甚至为零，除尘器做功效率不足20%。
(3)电除尘器内部极板挂灰较厚，电场顶部挂灰最为严重，以下次之;极板有变形现象;芒刺线尖端结球严重，阴极框架部分变形。
(4)灰仓仓壁粘灰、结块、棚灰，堵塞下灰口，下灰不畅。
(5)极板极线均有不同程度的腐蚀现象，板、线下部腐蚀严重，以上次之。
1.2烧结烟气的特性分析
机头除尘器属于工艺除尘，其性能在很大程度上受烧结生产烟气的波动影响。烧结烟气的特性主要有以下几点：
(1)烟气温度波动幅度大，变化区间为80℃~150℃。
(2)烟尘的比电阻值变化较大，为3.2*109~1.0*1012Ω.cm，属于中、高比电阻值范围。
(3)烟气的含水量大，平均值为10.05%。
(4)烟尘中韩Na、K的氧化物和氯化物比较多，烟尘细而轻飘，灰尘呈絮状，收尘难度加大，当烟气流速大于0.8~1m/s时，很容易被气流带走排至空中。
(5)炼钢除尘灰、污泥、炼铁除尘灰等多种固体废弃均返回到烧结配料，造成烟气中粉尘物化性质发生变化，其中的碱性物质提高粉尘的比电阻，不利于静电收尘。
1.3影响除尘器除尘性能的原因分析
(1)除尘器能力不足，单位电除尘器面积(单位电除尘器面积系电除尘器面积与烧结机面积之比值)仅为0.95，远远落后于目前国内机头除尘器的主流配置。
(2)两台125㎡电除尘器，投产于1993年和1995年，运行至今，设备严重老化，虽先后采取人孔门、灰斗等漏风点焊补、采用高性能密封垫等措施，防止漏风、结露，但漏风率很难保证设计值(<3%)多处漏风导致除尘器内部气流湍流，除尘性能下降。
(3)极板、极线腐蚀率、变形率达到40%以上，由于漏风，当烟气温度低于漏点时，烟气中所含的二氧化硫与冷凝水结合，形成酸性物质，导致极板、极线下部腐蚀严重;极板、极线强度降低、变形，极间距无法保证在450mm，导致电场强度分布不均匀，阳极板的利用率下降，除尘器除尘效率下降。
(4)三个电场全部为单侧侧旋转锤振打，振打系统刚度不够，振打力不足，电场顶部挂灰最为严重，以下次之，这种情况导致电流降低，二次电压降低，除尘效率急剧降低;芒刺线尖端结球是电除尘器固有的现象，但因原料中配加炼铁、炼钢、热电等生产环节的除尘灰(2007年莱钢烧结厂消化除尘灰主要成分分析见表1)，这些除尘灰为高钙或高碱灰，导致除尘灰粘性强，结球肥大，把整个芒刺尖端全部包裹，造成电晕封闭，这也是造成除尘器运行效率降低的重要原因，对振打形式的改造势在必行。
(5)对于二、三电场收集下来的轻质絮状粉尘，氯化物含量较高，是造成除尘器清灰困难的主要原因，其含铁较低，利用价值不大，返回料场重新利用会造成恶性循环，加剧了电场的负荷，因此将二、三电场除尘灰外排，不再进入烧结生产的闭路循环。
2两台105㎡烧结机机头电除尘提效改造及新技术的综合应用
充分考虑此工程为老厂区、老设备改造，作为莱钢重点环保治理项目，几经修改方案，最大程度地保留原有设备，缩短现场施工周期，使机头除尘器性能实现最为合理、有效地提升。
新建249㎡电除尘器，单独负责1#105㎡烧结机头烟气的净化，249㎡电除尘器技术参数见表2.
将原有1#、2#105㎡除尘器进行合并，改造250㎡电除尘，负责2#105㎡烧结机头烟气的净化。
原125㎡电除尘器设计烟气量570000m³/h，电场风速1.27m/s，烧结系统改造后，两台除尘器烟气量为720000m³/h，单台烟气量360000m³/h，电场风速为0.8m/s，延长了烟气停留时间，从工艺参数上满足了机头除尘器的除尘要求。原进气烟道经沉降室(长*宽=12m*7m)后进入除尘器，改造后吸风管经30度弯头进入链接异径三通管，分别进入原125㎡电除尘器沉降室，在沉降室进气端加电动阀门，调节阀门开度和增加导流板、阻流板等措施，保证两台125㎡电除尘器烟气量的均匀性和压力损失的平衡。
所有管道内用耐磨衬增加耐磨强度，新沉降室内部涂抹高温耐磨衬，外部加保温。
改造前后对比见图1.
同时针对烧结机机头粉尘的特点，为保证收尘效率，新建249㎡除尘器还采取了6项技术措施。
2.1芒刺线技术改造
原125㎡电除尘器极配型式为C型480mm极板配备RS芒刺线，新建除尘器改为C型480mm极板配备BS管状芒刺线。阴极线采用BS管状芒刺线的优点是：起晕电压低，电晕电流大，电流密度均匀，有效消除电晕盲区，电风强，刚度大，使用寿命长，使粉尘充分荷电，吸附在阳极板上，提高收尘效率。
2.2芒刺表面涂覆特氟龙材料
特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙烯为基本树脂氟涂料，典型特征是不粘性、耐高温和耐化学品腐蚀，三电场除尘灰主要含的是轻质絮状粉尘氯化钾及碱金属再结晶物，其本身呈白色，比重特别轻，粘性大，浸润性差，吸湿性强，受潮后易粘附在极线上不易清除。将第三电场芒刺线表面涂覆特氟龙材料后，大大降低了粉尘与极线之间的粘附力，有助于极板、极线的清灰，保证除尘设备设施的高效运行。
2.3阴极振打传动防积灰技术
原125㎡电除尘器的阴极振打传动密封防积灰方式为方形箱体结构加防尘板设计型式，这种方式箱体内容易积灰、受潮，致使振打磁轴表面产生爬电，造成电场短路。此次提效改造将瓷轴箱体下平面设计成斜面的样式，无防尘板并定期进行自动或手工吹扫，保证瓷轴箱体内粉尘沿斜面流入电场内，有效防止箱体内积灰及磁轴爬电现象，保证长期高效供电。瓷轴箱体放于立柱外侧，立柱内侧按箱体下平面斜度作密封处理，提高除尘效率。
2.4二、三电场除尘灰外排的应用
莱钢多种固体废弃均返回到烧结配料之中，导致烧结机头二、三电场的收集下来的粉尘，质轻、色白，主要成分是轻质絮状粉尘氯化钾、氯化钠，二、三电场除尘灰含铁量分别为14.87和9.85，其可利用价值不高，此次将每个电场的除尘灰各用一套输灰系统分别收集，一电场除尘灰经集合刮板机回收利用，二、三电场除尘灰经集合刮板机，排至集合灰仓，加湿后外排。
2.5声波清灰器在机头除尘器的应用
经实践证明，电除尘器安装声波清灰器后，各项运行参数明显改善，效果明显，特别二次电流升高较大，灰仓排灰顺畅。本工程中在原1#、2#105㎡、新建249㎡除尘器的顶部、双侧部、各灰斗分别安装了36台、30台，共计66台声波清灰器，保证电除尘器极板、极线的清灰效果及电场对粉尘的捕集效率，解决了灰斗内积灰架桥、板结。
2.6特殊密封材料的有效使用，减小设备漏风率
为降低漏风率，对灰斗、进出口法兰连接处，采用特殊密封材料密封，人孔门采用双层结构，硅橡胶材料密封，对阴阳极振打穿轴处采用密封填料压盖装置;阳极振打传动装置与壳体连接处设有密封填料盒，并采用四氟板材料进行密封，从而减少转动区域可能造成的漏风;进出口膨胀节连接处采用四氟带进行密封，降低设备本体的漏风率。
3结论
通过对1#、2#105㎡烧结机头除尘器提效改造，电除尘各项运行参数明显改善，特别是二次电流升高较大，有效功率提高到74%以上，提升了电除尘的除尘性能，降低了粉尘排放浓度，排放总量大幅度削减，但粉尘排放仍然较高。如何进一步提高烧结机头除尘器效率还有待于进一步研究。
原标题：莱钢105㎡烧结机头电除尘器提效改造
