有关湿式电除尘烟囱雨的治理方案

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。
 
 
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。
 
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。
 
 
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）。
 
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。