《安全环境-环保技术》之氧化铝熟料窑电除尘超低排放改造技术与应用 VIP专享VIP免费

氧化铝熟料窑电除尘超低排放改造技术与应用引言氧化铝回转烧成窑（俗称“熟料窑”）烟气治理问题一直是铝行业的沉疴顽疾。根据《铝工业污染物排放标准》（GB25465—2010）修改单要求，熟料窑除尘器大气污染物特别排放限值从100mg/m3降到10mg/m3。某铝业公司的4台熟料窑电除尘系统改造前粉尘颗粒物排放浓度均在80～250mg/m3，不符合地方标准要求，故除尘设备技术升级改造迫在眉睫。本文以该铝业公司的5#熟料窑电除尘超低排放改造为例，阐述了氧化铝熟料窑电除尘系统超低排放改造技术及应用实施过程2、熟料窑烟气工况与现场条件2.1熟料窑烟气工况特性分析该熟料窑的烟气工况特性为：粉尘浓度高（≥30g/m3，甚至更高）、烟气温度高、波动幅度大（正常160℃～230℃，最高可达300℃）、粉尘湿度大（正常30%～40%，最高≥50%）、粉尘黏性特别强。与燃煤电厂的烟尘化学成分相比较，熟料窑烟气中的Na2O、CaO的占比较高，说明微细粉尘占比高，比重特别轻，不利于粉尘荷电和振打。Al2O3含量高，比电阻偏高（荷电难）、黏性强（振打清灰难）。熟料窑烟气粉尘的化学成分见表1。2.25#熟料窑原电除尘现场条件原设计为1台熟料窑配置2台80m2单室电除尘器，2007年在电除尘入口扩容5700mm，并加高电场，改造后为2台92m2电除尘器，中间间隔1500mm，长度方向柱距：5710+3×4900+2000=22410mm，宽度方向柱距2×7700mm。阳极板高度14.8m，比集尘面积76m2/m3/s，前后扩容空间受限。3、实施电除尘超低排放改造的难度3.1超低排放改造考核指标燃煤电厂和烧结机头烟气超低排放治理技术路线都是采用一次除尘+脱硫协同（二次湿法除尘）组合方式。该项目考核指标特指一次电除尘出口颗粒物排放值≤10mg/m3，改造难度更大，在业内尚无先例。3.2熟料窑烧结工艺及工况的特殊性因为氧化铝的原材料源自铝土矿，熟料窑回转窑烧结前必须将铝土矿制成浆液，采用喷浆工艺。因此，烟气中的水含量很高，特别是点火起炉阶段，烟气温度处于露点温度以下时，烟气湿度几乎处于饱和状态，高湿度的氢氧化铝粉尘可以黏住所有烟气流经的金属构件，导致后续烟气粉尘越黏越多。同时烟尘中Na2O、CaO、Al2O3含量占比高，导致粉尘粒径减小、微细粉尘占比高。飞灰强黏性和水硬性，在高湿度水分子作用下，特别容易发生极板极线板结，加剧振打清灰难度。4、电除尘机电一体化协同技术4.1新型三相高效脉冲节能电源技术新型三相高效脉冲节能电源的供电波形见图1。该技术在三相高效脉冲供电模式下，采用强行开环输出，具有峰值电压高（最高≥110kV），瞬态峰值电流大，而平均电压、电流低的特点，采用不同的占空比，实际输出脉冲峰值电压可形成梯度逐级升高的供电趋势，最大程度匹配了电场所需的供电特性和粉尘荷电特点，可大幅提高微细粉尘荷电能力，大幅提高各级电场收尘效率，有效提高整体除尘效率，实现超低排放目标；同时避免未极电场“反电晕”现象。（a）三相全波供电波形（b）三相脉冲供电波形图1三相高效脉冲电源供电波形4.2新型旋转极板电除尘专利技术电除尘振打产生的二次扬尘是电除尘实现持续稳定超低排放的技术瓶颈。日本在20世纪80年代发明了顺向旋转极板（与烟气流动方向平行）钢刷摩擦清灰电除尘专利技术。主要缺点：一是传动部件较多，制造和安装工艺要求高，实际应用故障率高；二是阴极系统机械振打时，存在二次扬尘的问题。新型旋转极板电除尘技术是一种横置旋转极板钢刷摩擦清灰电除尘专利技术，其多孔旋转收尘极板垂直于烟气流动方向（见图2）。（a）新型旋转极板电除尘技术示意图（b）新型旋转极板电除尘实物图图2新型旋转极板电除尘示意图阴极系统设置在旋转极板钢刷摩擦清灰的前端，阴极振打产生的二次扬尘能被后置的多孔旋转收尘极板单元再次捕集并用钢刷清除，达到完全避免振打二次扬尘对电除尘出口排放的影响，保障持续稳定满足超低排放限值。这项创新技术对于持续保证电除尘出口排放值≤10mg/m3至关重要。另外，横置旋转极板电除尘技术，在长度方向占地面积只需2000mm，却能达到一个常规电场的除尘效果。4.3新型电除尘湍流器流场优化专利技术气流均布是保障高效除尘的重要因素。特别是在高浓度、高比电阻粉尘时，如果...