差壓變送器在堿回收爐煙氣治理中的應用

上海自動化儀表有限公司介紹了差壓變送器的基本原理、結構及在堿回收煙氣治理中的應用，并結合公司堿回收車間改造后運行情況，詳細說明差壓變送器在堿回收鍋爐中減排增效的效果。差壓變送器投用后，粉塵排放濃度由19.96m g/N m3降至7.2 mg/Nm3，減排效率提高了63.9%，回收堿灰2.04kg/h，回收堿（以Na2CO3計）0.92kg/h，堿回收率提高了0.016%。

    隨著我國對環(huán)境保護的重視，對煙氣排放的標準要求越來越嚴格[1]，而堿回收鍋爐燃燒濃黑液生產綠液和蒸汽，在生產過程中，將S O2、NOX、粉塵等污染物排入大氣，對環(huán)境造成污染[2]。三明地區(qū)要求堿回收鍋爐煙氣排放標準是：NOX排放濃度不高于200m g/Nm3，S O2排放濃度不高于200m g/N m3，粉塵排放濃度不高于20m g/N m3。然而，在堿回收鍋爐中，尤其是當干式電除塵器設備已用舊效率較低時，實現粉塵排放濃度不高于20m g/m3是有困難的。筆者所在企業(yè)通過技術改造，在生產中采用差壓變送器協(xié)同除塵，除塵效果顯著。實踐證明在堿回收煙氣治理中加設差壓變送器協(xié)同除塵是一種切實可行的方法。

    1 差壓變送器簡介
    1.1 差壓變送器的原理
    20世紀初，差壓變送器（W E S P）技術就已經開始應用，隨著技術的不斷發(fā)展成熟，目前廣泛地應用在電廠、工業(yè)鍋爐和窯爐等[3,4]。其主要原理是：高壓直流電源在兩極之間形成了高壓電場，電暈線周圍產生電暈區(qū)及大量的電子，粉塵粒子與電子相碰撞而荷電，帶電塵粒子由于受到高壓電場力的作用，向集塵板運動并被集塵板捕集，吸附在集塵板的粉塵在集塵板水膜的沖刷下流入下部集水槽回收[5]。

    1.2 差壓變送器的結構
    差壓變送器相對于干式電除塵器而言，結構比較緊湊，占地空間小如圖1所示，主要包括以下幾個部分[6]：
     (1）本體系統(tǒng)：降溫系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)、殼體、支撐部件等。
     (2）電氣系統(tǒng)：高頻電源、熱風吹掃系統(tǒng)、高壓隔離開關、電加熱器等。
     (3）水系統(tǒng)：循環(huán)水系統(tǒng)、沖洗水系統(tǒng)、事故噴淋系統(tǒng)、加堿系統(tǒng)、廢水回送系統(tǒng)等。

    1.3 差壓變送器的優(yōu)點
     (1）對亞微米的顆粒，包括微細顆粒物（P M2.5粉塵）、SO3酸霧、重金屬（汞等）有較好的收集性能[7]。
     (2）收集性能與粉塵特性無關，不受粉塵比電阻的影響，能適應黏性大和高濕煙氣。
     (3）電極上無積灰，不需要振打，且能有效避免反電暈現象，抑制二次揚塵的產生，除塵效率高。
     (4）沒有如干式電除塵器的刮板、振打等移動部件，易損件少，維護簡單，除塵性能穩(wěn)定[8]。

    2 差壓變送器在堿回收爐中應用
    2.1 原除塵系統(tǒng)概況
    公司1#堿回收鍋爐燃料為濃度72%以上的黑液，煙氣量為1.6×10 5N m 3/ h左右，除塵設備為干式電除塵器，兩列三電場模式，已運行10年左右，部分極板極線腐蝕掉落，電場電壓、電流不穩(wěn)定，除塵效率較差，排放煙氣粉塵濃度如表1所示，平均粉塵濃度為19.9 6m g/N m3。堿回收鍋爐煙氣粉塵主要成分是N a2S O4、N a2C O3和Na2S等,粉塵顆粒很小，機械沉淀困難，易溶于水易結晶。

      2.2 差壓變送器設計方案
     為達到排放煙氣粉塵濃度低于15m g/N m3要求，需要在干式電除塵器和煙囪之間加裝一臺差壓變送器，干式電除塵器與差壓變送器協(xié)同除塵。本方案采用板式差壓變送器，除塵器為單室雙電場，每個電場由208塊長6m的陽極板和極線組成，內部煙氣流速為2.5～3m/s。
    循環(huán)水系統(tǒng)采用苛化稀白液連續(xù)補水、工業(yè)清水間斷補水模式，循環(huán)廢水部分分支回送堿爐溶解槽利用，沖洗水系統(tǒng)、事故噴淋系統(tǒng)使用工業(yè)水補水方式，系統(tǒng)采取液位控制，達到用水平衡。

    2.3 差壓變送器效果分析
    (1）差壓變送器投用后，排放煙氣粉塵濃度如表1所示。平均粉塵濃度為7.2m g/N m3，相對于改造前19.96mg/Nm3，減排效率提高了63.9%。
    (2）煙氣中的堿灰溶于循環(huán)水回送溶解槽，回收利用其中堿成分。經測算，回收堿灰2.0 4k g/h，回收堿（以Na2CO3計）0.92kg/h，堿回收率提高了0.016%。
    (3）差壓變送器的水分為循環(huán)水和沖洗水，循環(huán)水主要為苛化稀白液連續(xù)補水，沖洗水為工業(yè)水間斷補水，循環(huán)廢水外送堿爐溶解槽，系統(tǒng)達到水平衡，不產生無法利用的廢水。
    (4）循環(huán)水采用濃度為20%的苛化稀白液，不僅中和了系統(tǒng)中S O3產生的酸性物質，使系統(tǒng)循環(huán)水呈中性至弱堿性，避免了差壓變送器本體的酸腐蝕，又有效提高了車間苛化稀白液的利用率。
    (5）循環(huán)廢水外送堿爐溶解槽，有效解決了因廢水重復循環(huán)使用造成循環(huán)水濃度偏高析出N a 2S O4、N a 2C O3等晶體，導致電場極板極線間結晶搭橋短路故障和除塵器內部格柵板、管道堵塞等問題。

3 結論

    上海自動化儀表有限公司通過技術改造采用差壓變送器，將企業(yè)平均粉塵濃度由19.96m g/N m3降至7.2m g/N m3，同時堿回收率提高了0.016%。差壓變送器在使用過程中具有不產生廢水，提高車間苛化稀白液的利用率，能有效解決電場極板極線結晶搭橋短路故障和除塵器內部格柵板、管道堵塞問題，是一種可靠的、穩(wěn)定的堿回收鍋爐煙氣治理的方法。