呂 軍¹ ，付本全² ，諸旭東³

（1.武鋼有限能源環(huán)保部；2.寶鋼股份中央研究院武漢分院；3.武漢天空藍環(huán)保科技有限公司，湖北武漢 430080）

【摘 要】 介紹了化學團聚除塵技術在武鋼某燒機頭除塵中試驗情況。研究表明：化學團聚技術在一定的工況條件下能夠?qū)崿F(xiàn)燒結機頭電除塵提效。化學團聚除塵裝置投運后，人工粉塵濃度檢測報告顯示，電除塵器出口粉塵濃度降低了36%。在線粉塵濃度測試儀檢測結果顯示，除塵器出口粉塵濃度下降33%。試驗為燒結煙氣治理工藝的選擇提供了方案。

【關鍵詞】 電除塵；顆粒物；化學團聚；超低排放

引言

2019年生態(tài)環(huán)境部及湖北省生態(tài)環(huán)境廳等6部門先后印發(fā)了《關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》和《湖北省鋼鐵行業(yè)超低排放改造實施方案》，明確鋼鐵企業(yè)需在 2023 年底完成超低排放改造，其中燒結機頭煙氣顆粒物排放需控制在10 mg/m³以內(nèi)。武鋼有限燒結機頭煙氣凈化系統(tǒng)均采用電除塵組合脫硫脫硝工藝，部分燒結機電除塵器持續(xù)運行超過 15 年，除塵效率逐年下降，出口粉塵濃度最高達到 340 mg/m³ 。高粉塵含量的煙氣進入脫硫脫硝系統(tǒng)后，容易造成煙氣分配器、除霧器堵塞，煙囪排口顆粒物超標等一系列問題。化學團聚技術是一種廣泛應用于燃煤電廠的低成本、小改造顆粒物排放控制技術，其在燒結機頭除塵尚屬首次。

1 化學團聚技術原理

細顆粒物化學團聚技術^［1］ 即在除塵裝置前霧化噴入團聚劑，利用顆粒與霧滴、顆粒與顆粒間的團聚作用促進細顆粒團聚形成大顆粒?；瘜W團聚除塵技術包含下列技術：細顆粒物潤濕技術；絮凝團聚技術；比電阻調(diào)節(jié)技術^［2-3］。

針對部分疏水性顆粒難以濕潤的現(xiàn)象，通過在團聚劑中添加表面活性劑和無機鹽，可加速細顆粒物進入團聚劑液滴內(nèi)部，增強潤濕性能。通過在團聚劑中添加高分子化合物和 pH 調(diào)節(jié)劑，可使顆粒物之間以電性中和、吸附架橋的方式 團聚在一起，增強團聚效果^［4］。

通過在團聚劑中添加無機鹽和活性離子，增強顆粒物的導電性，降低煙氣溫度，可調(diào)節(jié)顆粒物比電阻，提高除塵效率。

2 試驗與分析過程

2.1 試驗過程

試驗時，首先將粉狀的團聚劑與工業(yè)水通過專業(yè)的預混設備配置成不同濃度的團聚液。然后將團聚液與壓縮空氣通過氣-液雙流體噴槍霧化噴射進入除塵器的入口煙道，微小的液滴與煙氣中的細顆粒作用，使煙氣中的細顆粒變?yōu)榇箢w粒，在煙溫的作用下瞬間蒸干，之后進入原除塵器被容易撲集，提高除塵器的除塵效率。團聚裝置示意圖如圖4所示。

2.2 分析過程

（1） 人工測驗

選擇燒結機正常連續(xù)生產(chǎn)的某一天，保證正常的生產(chǎn)設備和環(huán)保設備工藝參數(shù)不變。采用《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996/XG1-2017）、《固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定-重量法》（HJ 836-2017）方法，分析團聚設備停運、啟運情況下，電除塵出口匯合煙道處粉塵濃度與排放強度，每種狀態(tài)下連續(xù)分析3次，每組測試采樣1 m³ 煙氣。

（2） 連續(xù)監(jiān)測

在電除塵出口匯合煙道處，安裝細顆粒濃度分析儀為西克SP-100型，用通訊電纜將數(shù)據(jù)輸送至團聚除塵控制主機上，得到實時數(shù)據(jù)。細顆粒濃度分析儀的詳細參數(shù)見表1所列。

3  試驗結果與討論

3.1 試驗結果

（1） 人工測量結果

選擇某燒結機正常生產(chǎn)日，環(huán)保設施無維修停運，當天電除塵器無放灰。燒結煙氣量約160 萬m³ /h，燒結煙氣溫度≥130 ℃。當日10：00開始噴入團聚劑2 t/h，同時委托第三方人工監(jiān)測按人工測驗方法進行煙氣取樣，13：00三組噴入團聚劑測試結束后，同時停運化學團聚設施。14：00開始測試不噴團聚劑的試驗，17：00三組不噴團聚劑的試驗測試完成。

表 2 測試結果表明，團聚裝置停運時電除塵出口平均粉塵排放濃度為181 mg/m³，團聚裝置投運時平均粉塵排放濃度為115 mg/m³，粉塵排放濃度降低了36%，團聚裝置對電除塵器有明顯的提效作用。

（2） 在線監(jiān)測結果分析

為評價團聚技術連續(xù)運行的可靠性，在電除塵器出口匯合煙道上安裝了西克SP-100型顆粒物濃度分析儀，安裝前由廠家進行校準，保證設備數(shù)據(jù)的可靠性。2021 年 10 月 11 日~17 日跟蹤并記錄停運化學團聚期間電除塵器出口顆粒物濃度情況。

在跟蹤停運化學團聚期間顆粒物濃度數(shù)據(jù)，同時做好團聚裝置投運準備。2021 年 10 月 25 日~29 日每日白班連續(xù)噴入化學團聚劑，根據(jù)煙氣溫度和煙氣流量動態(tài)調(diào)整團聚液的噴入量。跟蹤并分析投運化學團聚時電除塵器出口顆粒物濃度情況。根據(jù)測試得出停運和投運團聚裝置時的電除塵出口粉塵濃度趨勢圖（見圖 5），投運團聚裝置后電除塵器出口平均粉塵濃度從 249 mg/m³ 下降到168 mg/m³ ，下降了33%。

3.2 討論

（1）化學團聚適宜工況溫度與燒結煙氣溫度匹配操作復雜?；瘜W團聚噴入燒結煙氣后，因水氣化吸熱，燒結煙氣溫度出現(xiàn)明顯下降。由于燒結機頭煙氣為高硫煙氣，溫度下降容易引起煙氣在電除塵器內(nèi)結露，從而影響電除塵器除塵效率。因此，化學團聚技術的最佳工況溫度是煙氣溫度≥130 ℃。

（2）化學團聚不具備除塵功能，其與電除塵協(xié)同才能實現(xiàn)燒結煙氣顆粒物顯著降低?；瘜W團聚具有增加顆粒粒徑，改善顆粒物比電阻功能。電除塵的收塵效率與顆粒物比電阻密切相關，兩者協(xié)同配合可以實現(xiàn)電除塵捕集效率提升。因此，在采用化學團聚技術前，需要維護好電除塵器設備功能，提高化學團聚強化除塵效果。

4 結語

化學團聚技術在武鋼某燒結機試驗結果表明：在特定的工況條件下，化學團聚技術能夠?qū)崿F(xiàn)燒結機頭電除塵提效，投運化學團聚技術后除塵器出口粉塵濃度較未投運下降 33%。電除塵器除塵效率提升將有力支撐后續(xù)煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，對支撐燒結煙氣超低排放具有重要意義。

［參 考 文 獻］

[1] 張春奇.基于化學團聚的細微顆粒物脫除技術研究［D］.唐山：華北理工大學，2019.

[2] 趙永椿，張軍營，魏鳳，等.燃煤超細顆粒物團聚促進機制的實驗研究［J］.化工學報，2007，58（11）：2876-2881.

[3] 陳富華 .燃煤超細顆粒物化學團聚理論及系統(tǒng)設計研究［D］.武漢：華中科技大學，2012.

[4] 趙汶，劉勇，鮑靜靜，等.化學團聚促進燃煤細顆粒物脫除的試驗研究［J］.中國電機工程學報，2013（20）：52-58.