湿法电除尘器在玻璃熔窑烟气治理中的应用

张士凯，尹海滨，李萍

（江苏科行环保科技有限公司，江苏 盐城 224051）

0 引言

随着近年国家对工业大气污染物排放的严格控制， 在 《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（GB26453-2011）基础上，各地均出台较严格的地方标准。 玻璃行业掀起了以高温电除尘+SCR 工艺为主流技术的脱硝除尘改造高潮，改造项目的运行有效地控制NOx排放， 但由于玻璃窑炉工艺特点和粉尘特性，粉尘排放控制上部分地区仍难达到排放要求。 在此条件下，玻璃行业需引进能对粉尘及相关污染物治理的新技术。湿式电除污器作为一项可行新技术，在玻璃行业具有广阔的应用前景。

1 玻璃行业环保技术应用情况

近年来， 各级政府陆续出台多项政策措施，大力治理大气污染物，改善空气质量。如河北沙河市，要求玻璃生产线NOx排放<400 mg/Nm3， 粉尘浓度<30 mg/Nm3，SO2排放<200 mg/Nm3。 多数企业实施了以“高温电除尘+SCR 脱硝工艺”为主要技术路线的脱硝除尘工程。脱硫技术应用上仍以湿法为主。

随着SCR 脱硝技术在玻璃行业的应用，NOx排放可以达到各地环保要求，但仍存在氨逃逸高的问题。 新近实施的半干法脱硫工程，由于项目运行时间短，在粉尘和SO2的控制上基本满足排放要求（如SO2≤100 mg/Nm3，粉尘≤30 mg/Nm3），并对重金属、氨逃逸等其它污染物均有较好的协同处置效果。湿法脱硫工程，由于实施时间早、设计先天不足等原因，经常出现“酸雨”、“石膏雨”等问题，同时由于脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶析出，导致粉尘排放不达标。 现有湿法脱硫系统去除PM2.5 细颗粒物的能力较弱，对重金属和SO3气溶胶等的脱除能力有限，在污染物治理和运行美观度上都需要改进。

近期国家、行业协会和不少专家又提出“超低”排放的环保要求，为满足玻璃行业日益严格的排放要求，急需一项对污染物能最终“把关”的治理技术。湿法电除尘器技术引入玻璃行业粉尘治理具有必要性。

2 湿法电除尘技术介绍

2.1 工作原理

湿式电除尘器同普通干式电除尘相比主要是在清灰形式和运行工况上有所区别。湿式电除尘器在电极系统中通上高压直流电，在极间产生强大的电场，使周围的气体发生电离。 当含尘烟气及水雾进入电场后，粉尘及微细液滴在这些电子和离子的作用下，在电场力的作用下迅速趋向并吸附于阳极板。喷雾清洗装置喷出具有一定压力的水雾喷至电极表面，加速含尘液滴顺着阴阳电极的表面向下流入灰斗，最终排入沉淀池，净化的烟气排入大气。

湿式电除尘器的工作基本过程主要分三个阶段： ①进入电除尘器内的粉尘粒子及水雾粒子荷电；②荷电尘粒及液滴移动并沉积；③喷淋清洗装置清洗电极表面使粉尘脱落（即清灰），见图1。

图1 湿式电除尘器工作原理图

2.2 结构组成

湿式电除尘器由进口封头、 气流分布装置、底梁、灰斗、阳极系统、阴极系统、壳体、出口封头、喷淋清洗系统、高压电源装置、灰水处理系统、电气控制系统等部分组成。阳极板可采用板式和蜂窝式结构，如图2 所示。

图2 结构示意图

2.3 湿法除尘器同传统除尘技术相比具有以下特点

（1）除尘效率高。 采用水喷淋方式清洗电极表面的粉尘， 无二次扬尘产生， 显著降低出口粉尘排放浓度， 可保证除尘器的出口粉尘排放浓度≤10 mg/Nm3。通过湿式电除尘器的收集，可以收集湿法脱硫工艺后续烟气中PM2.5 微细粉尘和气溶胶， 去除率＞90%，改善排放烟气透明度，满足更高的国家空气质量控制要求。

（2）除尘性能稳定。 湿法脱硫工艺后续烟气中含有一定量的水雾，收集到电极表面可使电极表面始终保持一定厚度的水膜，利于烟气中粉尘和液滴向灰斗流淌；喷淋清洗系统的喷淋清洗，可使电极表面保持清净，保证除尘器可以长期、稳定达标排放。 对湿法脱硫后排出的水雾有80%以上脱除效果。

（3）协调去除其它污染物的能力强。 通过湿式电除尘器的收集，可收集湿法脱硫后续烟气中的汞及重金属，其去除率＞90%。

3 在玻璃行业应用优势

湿法电除尘器技术应用于玻璃行业湿法脱硫，具备以下优势：

（1）匹配技术的无缝结合，运行费用低，且无新增排废点。 玻璃行业中主要以湿法脱硫为主，湿法脱硫同湿法电除尘器同属湿法类型的环保技术，均具备“不怕水”的特点。通过共用水系统及废水废渣处理系统，不增加新排废点且减少项目投资；因水系统的共用，湿法电除尘水耗较小，运行成本低。

（2）有效解决湿法脱硫后“酸雨”、“石膏雨”问题。 经调研，国内不少玻璃厂湿法脱硫由于前期设计能力不足、除雾效果差，脱硫塔对SO3和水雾的去除率很低，SO3以气溶胶的形式随水雾和烟气排出， 导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象，或是有长长烟尾的“蓝烟”现象。通过湿式电除尘器可以有效解决以上问题，其SO3的去除率＞90%、水雾去除率＞80%。

（3）更进一步降低粉尘排放，有效控制PM2.5。传统工艺流程中，无法控制后端湿法脱硫产生的细微颗粒粉尘。烟囱排放包含湿法脱硫洗涤之后仍未脱除的前端逃逸烟尘、湿法脱硫自身产生并排出的PM2.5 细微颗粒物和气溶胶。现行湿法脱硫工艺允许排出的雾滴含量是75 mg/m3， 以其含固率20%计算，现行湿法脱硫工艺容许排出的粉尘浓度就达到15 mg/m3。 排放难达到国家（地方）标准要求的30 mg/m3或20 mg/m3。 湿法电除尘器是解决PM2.5、气溶胶排放的有效手段。

（4）工艺方案灵活，投资成本低。 玻璃窑炉烟气量小（60 000~180 000 Nm3/h），在前端设置除尘的基础上（如高温电除尘），湿法脱硫进口粉尘浓度正常在100 mg/Nm3以下， 仅需配置单室湿法电除尘器即可将粉尘浓度控制＜20 mg/Nm3。同时设备烟气阻力小（＜200 Pa），无需对风机进行改造；湿法电除尘器布置于脱硫塔后，工况烟气量小，占地面积小，可根据现场情况采用水平进气方式，也可采用布置于湿法脱硫塔上部。 根据生产线大小、配置和布置形式不同，设备投资250~600 万元之间。

4 结语

国家和地方环保要求日趋严格，玻璃行业在粉尘及水溶性大气污染物的治理上，湿法电除尘器技术定将得到大力推广应用。已实施湿法脱硫的玻璃生产线，在后续增容改造时，湿法电除尘技术仍是较为适用的技术革新方案。