甘蔗糖厂中麻石水膜除尘器改造应用

廖建光

（广西驮卢东亚糖业有限公司，广西 崇左 532206）

伴随新环境保护法的颁布，环保新规的出台与实行，对企业环境保护工作的要求逐渐提高，许多企业之前具有的除尘设施无法顺应新时代下环境保护发展的需求，需要进行优化改革，由目前的技术发展状况而言，除尘设施有电袋组合型除尘器、湿电除尘器、布袋除尘器、麻石水膜除尘器、动力波水膜除尘等先进设备，这些设备各有优点和缺点。本文中，结合某甘蔗糖厂中麻石水膜除尘器的改造应用，展开相关概述。

1 某甘蔗糖厂5号炉除尘设备升级改造的背景

某甘蔗糖厂地理位置比较靠近城镇居民区，环保问题敏感。为顺应社会和环保发展的需要，实现公司对社会和环保的承诺，与邻为伴，与邻为善，友好持续发展，该糖厂决定蒸发量75 t以下锅炉环保指标不但要达最新标准<80 mg/m3以下要求，还要比新标准低一半，在全烧蔗渣的情况连续运行一个榨季（4个月以上）保证达到40 mg/m3以下。现有的设施难以达到40 mg/m3以下排放要求。因而，改造除尘设施被提上了议程。

2 甘蔗糖厂5号炉除尘设备改造原则

（1）改造范畴小，不改造已有设备，全面运用现有的工艺流程。

（2）烟尘排放达到有关标准，达到环境保护规定确定的每立方米小于80 mg，长时间运行排放数量每立方米小于40 mg。

（3）喷嘴设置科学，均衡洒水不中断，雾化成效优良，可即时拆卸清除，而且不对除尘器的正常工作产生不良影响。

（4）经过改良的除尘器一定要满足制糖榨季生产不中断、机械设施养护方便、运行经济等各个方面的要求。

（5）引风机前的烟气中水所占比例不可过高，不可妨碍生产的正常进行。

3 糖厂烟气除尘技术概述

当前我国甘蔗糖厂大多采用三种除尘方式，第一种是布袋除尘，第二种是湿式电除尘，第三种是水膜除尘。

3.1 布袋除尘

布袋除尘器是当前运用十分普遍的一种除尘设施，是一种不含水分的烟气除尘过滤器，滤袋可以高效地捉住烟气粉尘颗粒，之后依托脉冲将粉尘进行分离的除尘技术之一。布袋除尘的工作机理是当烟尘颗粒进到滤袋内的时候，经过滤袋阻挡，体积大、直径大的粉尘落到灰斗中，体积小的粉尘附着到滤袋上，从而实现滤袋的目标。然而这种除尘模式在蔗渣炉蔗渣燃烧不完全的时候较易出现烧袋问题，并且阻力过大，需转换之前的风机体系，导致投入资金增多。

3.2 湿式电除尘

在原水膜除尘器基础上增添湿式除尘器，是一种近些年大范围运用的甘蔗糖厂除尘技术，该种除尘技术的特征是捕捉功能和粉尘的特征没有关系，对电阻较高、具有火星、粘度大的粉尘粒子能够高效捕捉，也适宜处置高湿与高温锅炉烟气，然而其投入资金较多，运维成本较高，并且有较大阻力，需替换之前的风机系统，让成本增高。

3.3 水膜除尘

麻石水膜除尘器具体包括清理孔、上部注水槽、文丘里、副筒体、下部溢水孔、连接烟道、主筒体等，该种除尘器的特征是：费用低，安装便捷，具有较强的抗腐蚀、抗磨性能，功能稳定，除尘效率通常在90%以上，为此水膜除尘技术适合每小时75 t以下的锅炉使用。

当前甘蔗糖厂麻石水膜除尘器具有文丘里入口上端水帘带较易被烟气卷跑、喷嘴压力不平稳、喷嘴较易堵住、水膜分布不匀称等问题，从而致使烟气含尘比重过高，在本论文中，针对该种问题提出了有实际可行性的解决计划，指明了有关的改造设备。

4 甘蔗糖厂麻石水膜除尘器改造

4.1 新型高效组合式麻石水膜除尘器的原理

新型的组合型麻石除尘器得到了政府承认的发明专利，其有效运用了文丘里原理，让液气在快速下完全混合后以缓慢的速度扩散，进而实现高效除尘的目标。这种除尘器的结构详情见图1。

图1 新型高效组合式麻石除尘器主要结构简图

由图1可以知道，烟气首先从主塔前的文丘里通道经过，在收口前端截面洒水，让水和烟气全面混合且在收口的地方形成流动速度较快的水雾气流，让水气混合匀称，流到主塔以后，顺着主塔内园的切线方向转动，在重力与惯性的双重影响下，水珠附着烟尘落下顺水流走，烟气向上流动，继续流经斜板收口处与斜板水帘高速混合后扩散减速，使得烟气中的烟尘再次被冲洗，烟气在主塔内如此反复经四次冲洗后排放。

4.2 新型高效组合式麻石水膜除尘器的应用实践

这种新型的组合型麻石水膜除尘器尽管除尘效率突出，然而运行阻力比较大，对糖厂的甘蔗处理量与锅炉的出力有不可忽视的影响，并且替换风机系统成本会大幅增多，开榨过程中换风机的时间很有限。为了减小技术改革风险，该糖厂成立了技术攻关小组，攻关小组通过调研后，将技改后不影响锅炉原有出力、不需更换原有风机列为前提提出以下的改造方案：①文丘里通道截面上的交错布置的喷嘴数量不够再增加3只；②加大喷水量及水压。原设计的耙水量9 t/h是在烧蔗渣兼烧煤的情况，现全烧蔗渣风量比原来增加30%～50%除尘水量相应增大，且水压要比原来高一倍的基础上雾化才更好；③文丘里喷嘴雾化好后，主塔内的旋流板开口适当加大，保证锅炉出力及效率。根据该改造方案，要求设备商根据该糖厂的实际情况进行设计，泵选用糖厂闲置泵。

该甘蔗糖厂改造方案于2017年7月开始实施，在文丘里通道截面上交错布置的口径为DN38螺旋形喷嘴数量由4只增加到7只，供5台炉扬程为32m 200 m3/h二台泵换成一台扬程为52m 650 m3/h泵，8月完工，完工后，该糖厂对改造设备进行了冷态及动态测试，文丘里通道截面上的交错布置的喷嘴喷出水雾布满整个截面效果很好，归功于泵压由原0.2MPa增加到0.55MPa但主塔内运行阻力达2100 Pa，阻力明显偏大，为了慎重起见，该糖厂请来专业部门进行改造，首先把主塔中的第一级斜板收口扩宽200mm，结果阻力只降了100 Pa，再将中间隔墙降低800mm，结果阻力又只降了200 Pa，设备运行阻力还有1800Pa，阻力还是偏大，后来又将主塔最后一级斜板收口扩宽100mm，阻力再一次降低了200 Pa，设施运行阻力下降了1600 Pa，基本达到预计成效。在榨季生产期间，5号炉出力和技术改革前比较，并未受影响，烟气在线监测结果显示，5号炉的烟尘排放基本在30～40 mg/m3之间，均值26 mg/m3，达到了预期要求。该糖厂委托具有相关检测资质的环保检测公司对本次技改进行了验收检测，检测结果如表1所示。

表1 检测结果

从检测结果可以知道，新型高效组合型麻石除尘器除尘效果优良，和有湿电组合的电站炉比较，烟尘外排浓度每立方米差9 mg。由在线监测的信息可知，5号炉新型高效组合式麻石除尘器除尘效率是6号电站炉常规文丘里水膜除尘器的7倍以上。再从第三方的验收检测结果看，均值26.2 mg/m3，完全达到了预期的效果。

5 结语

经过技术改革应用实践，表明这种新型组合型麻石除尘器除尘效果优良，处在目前同种类型的湿法除尘器的领先地位，另外，设施有较大的改良空间，除尘效率依旧可以提高。该除尘器具有资金投入少、运维成本低廉、除尘成效优良、运用时间长等特点，使用性价比高，运用空间广泛，在目前环境保护要求逐渐提高的状况下，更契合糖厂的发展需要，值得在制糖领域进行大力推广。