硫酸生產(chǎn)企業(yè)所排放的尾氣是環(huán)境治理的重點，因此在生產(chǎn)硫酸的過程中應(yīng)并重經(jīng)濟效益與環(huán)保效益。在處理硫酸生產(chǎn)中的尾氣時面臨著許多難題，其中酸霧處理問題亟待解決。在硫酸生產(chǎn)過程中應(yīng)用電除霧器是解決酸霧問題的有效途徑，因此必須重視在硫酸生產(chǎn)線中裝設(shè)電除霧器。本文分析了硫酸生產(chǎn)尾氣中除霧的意義，同時探討了電除霧器在硫酸生產(chǎn)尾氣中的應(yīng)用方法，包括結(jié)構(gòu)與工作原理，質(zhì)量控制方法及應(yīng)用實例。此外，還簡單闡述了應(yīng)用電除霧器時需要注意的問題。

威美寧夏鋅冶煉項目針對硫酸尾氣中濕電除霧器運行前后對比

硫酸是一種較為常見的工業(yè)生產(chǎn)原料，主要被用于蓄電池、洗滌劑、顏料、藥物及肥料等工業(yè)產(chǎn)品的制造當中，在染料生產(chǎn)、金屬冶煉及石油凈化過程中也需要使用到硫酸。在硫酸生產(chǎn)中排放的尾氣可對環(huán)境造成污染，因此必須采用科學(xué)合理的技術(shù)對硫酸生產(chǎn)尾氣進行處理。本文結(jié)合實踐工作經(jīng)驗對硫酸生產(chǎn)尾氣處理中應(yīng)用電除霧器的相關(guān)問題進行了探討，旨在有效提高硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益及促進硫酸生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展。

1.硫酸生產(chǎn)尾氣中的除霧問題

為了生產(chǎn)出純度及濃度較高的硫酸，在實際工作中通常需要采用轉(zhuǎn)換率較高的工藝技術(shù)，目前我國所采用的硫酸生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)換率基本可以達到95%以上，在轉(zhuǎn)換率較高的同時，尾氣處理工作還有待完善，尤其是硫酸霧的清除問題。

(1)在生產(chǎn)硫酸時，氣量、氣濃會出現(xiàn)大幅度波動現(xiàn)象，在這樣的條件下極易導(dǎo)致酸溫及酸濃得不到有效控制，進而造成硫酸蒸汽超過吸收臨界值或飽和值。上述情況發(fā)生后，蒸汽冷凝時就會形成大量酸霧，如無法有效除去尾氣中的酸霧，將會導(dǎo)致脫硫裝置的運行受到影響。目前硫酸生產(chǎn)中多使用填料塔、空塔等核心脫硫設(shè)備，脫硫設(shè)備除霧能力有限，即使在脫硫中應(yīng)用堿性吸收劑也難以獲得理想的除霧效果。

(2)冷凝器及凈化工段是硫酸霧形成的主要區(qū)域，生成的酸霧粒子較小，一般<5um，因此機械過濾或機械攔截除霧效率相對較低。當酸霧顆粒進入脫硫塔后如采用濕法脫硫工藝，則將會增大煙氣含濕值，如此一來，不但無法將尾氣中的酸霧去除，同時還會導(dǎo)致酸霧增加。酸霧粒徑一般在0.1um～0.8um之間，與可見光波長相接近，因此酸霧能夠有效散射可見光;當尾氣被排出時就會出現(xiàn)排煙尾羽現(xiàn)象。排煙尾羽一般為白色，在受到煙氣溫度、環(huán)境相對濕度及溫度等影響下，白煙會發(fā)生變化，環(huán)境相對濕度越大時，白煙就會越長，甚至可達到1000m左右。如煙氣中存在粉塵、溶膠物質(zhì)及氮氧化物等，還會對煙氣透明度造成影響并導(dǎo)致煙氣變成紅棕色，如此一來就可能使硫酸生產(chǎn)企業(yè)尾氣排放黑度超出相關(guān)標準。通過上述分析可知，硫酸霧可對硫酸生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利影響，所以必須應(yīng)用電除霧器將尾氣中的硫酸霧清除。

2.電除霧器在硫酸生產(chǎn)尾氣中的應(yīng)用分析

2.1結(jié)構(gòu)與工作原理

電除霧器的結(jié)構(gòu)與工作原理如下：

(1)結(jié)構(gòu)形式。在硫酸生產(chǎn)中所采用的電除霧器由以下幾個部分構(gòu)成，即供電系統(tǒng)、上下氣室、陽極管、電暈極。如將電除霧器的外形特征作為分類標準，則可以分為室外電除霧器與室內(nèi)電除霧器;如按照沉淀極形狀對電除霧器進行劃分，則可以分為管式與板式電除霧器。如進一步細分，則可以將管式電除霧器分為圓管式除霧器與蜂窩式除霧器，而板式電除霧器則分為同心圓式除霧器與平板式除霧器。

(2)工作原理。電除霧器實現(xiàn)酸霧消除的工作原理為，在電除霧器的電暈極接通高壓直流電源，接通后檢查電暈極當中所釋放的靜電場能否使氣體發(fā)生電離現(xiàn)象，以便保證硫酸霧氣可在電離子的作用下分解為負離子與正離子。由于電暈極為陰極，在接通電源后變成負高壓極，發(fā)生電子雪崩后，小顆粒如塵及酸霧等就會被異性電荷所吸引，并在電場作用力下逐漸移動到沉淀極，當沉淀極當中的塵粉及霧粒厚度達到一定程度時，就會在重力作用下流向電除霧器的底部。由于塵粉及霧粒被吸附于除霧器當中，氣體則可以自由通過，因此可以實現(xiàn)有效消除酸霧及凈化尾氣的作用。經(jīng)過電除霧器的尾氣可直接輸送到脫硫裝置當中，并在脫硫階段完成干吸處理，如此一來就能夠有效控制尾氣中酸霧的含量及預(yù)防出現(xiàn)排煙尾羽。

2.2質(zhì)量控制

為了保證電除霧器能夠在硫酸生產(chǎn)的尾氣處理中發(fā)揮應(yīng)有的作用，則應(yīng)注重提高電除霧器運行的可靠性。要確保電除霧器能夠處于安全、可靠的運行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上延長電除霧器的使用壽命及提高除酸霧的效率，則必須在應(yīng)用之前做好相應(yīng)的質(zhì)量控制工作。

(1)在采購原材料時應(yīng)對材料供應(yīng)方所提供的材料進行嚴格檢測，在檢測的過程中應(yīng)按照ISO9001標準，確保物資質(zhì)量與相關(guān)規(guī)定相符。

(2)必須重視控制電除霧器安裝質(zhì)量。在安裝電除霧器之前要對安裝人員進行相應(yīng)的技能培訓(xùn)，并安排質(zhì)保人員負責(zé)監(jiān)控電除霧器安裝的全過程[4]。(3)在硫酸生產(chǎn)線當中安裝好電除霧器之后應(yīng)按照JB/T8535-2007標準及安裝圖紙要求對安裝質(zhì)量進行檢查，同時按照HGJ299-2008、GB50205及HG20640標準對電除霧器的安裝質(zhì)量進行驗收，驗收合格之后才能投入使用。

2.3應(yīng)用實例

2.3.1除霧裝置中存在的問題

某硫酸生產(chǎn)企業(yè)當中的工藝生產(chǎn)線始建于2005年，到目前為止已經(jīng)投產(chǎn)運營了10年。硫酸生產(chǎn)線當中的除霧裝置為管式電除霧器，電除霧器當中共有205根PVC管，PVC管的直徑為300mm。在開始投入使用至投入使用的第4年，生產(chǎn)線當中的電除霧器運行指標均符合標準，且除霧效果良好。2010年后電除霧器的部分性能指標出現(xiàn)了下降趨勢，在生產(chǎn)硫酸的過程中無法有效調(diào)節(jié)指標電流，電除霧器當中通過的電流僅為40mA左右，無法有效滿足除霧需求。如此一來，后段設(shè)備生產(chǎn)狀況也受到影響。為了改善除霧效果，該廠在了解硫酸生產(chǎn)現(xiàn)狀后決定對除霧裝置進行系統(tǒng)性的改造，改造方法為增加一臺新型FRPP(增強聚丙烯)除霧器，并在此基礎(chǔ)上對原除霧器當中的PVC管進行處理。

2.3.2電除霧器的應(yīng)用

電除霧器的應(yīng)用情況如下：

(1)FRPP除霧器結(jié)構(gòu)如下：使用具有阻燃作用的FRPP材料制作除霧器外殼，以提高除霧器的氣密性、剛度及強度，并改善除霧器外殼的耐腐蝕性。電除霧器的外型為方形，陽極管采用導(dǎo)電性較強、耐氧化、耐腐蝕及耐高溫的FRPP材質(zhì)制作而成，電除霧器整體具有質(zhì)輕及強度高的特點。陽極管為六角形，沉淀極由方形管束組成，因此可增加氣流的截面積及改善除霧、吸塵效果。除霧器當中的放電電極由功率大、電極強且防塵性能良好的有效極線組成。此外，陰極管的長度為5.0m，陽極管的內(nèi)徑為305mm～350mm，因此可以使處理的尾氣量得以增加。

(2)FRPP除霧器工藝參數(shù)。恒流電源為85kV，除霧效率≥99%，沉淀極的有效面積為3.5m2～35m2，沖洗水壓≤0.25MPa，氣體流速為0.9m/s～1.6m/s，工作氣量為0.3×104m3/h～18.5×104m3/h，工作壓力≤-9kPa，工作溫度≤90℃，工作介質(zhì)為含有SO2的酸性氣體。

(3)原除霧器當中PVC管的處理。將電除霧器的入孔拆開，隨后進入到除霧器塔內(nèi)對PVC管進行檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)部分PVC管已經(jīng)被損壞，損壞的PVC管共為15條，表現(xiàn)為穿孔或破裂。對于已經(jīng)損壞的PVC管，則在原PVC管套上新PVC管，套上新PVC管后焊接好套合部位。檢測焊接質(zhì)量符合要求后利用高壓水沖洗PVC管上的積塵，沖洗后立即調(diào)整管內(nèi)極線，以免對電除霧器的除霧作用造成影響。完成以上改造工作后開始送電進行試運行。

2.3.3應(yīng)用效果

對原有的除霧裝置進行改造后投送全部電場進行試運行，在試運行期間發(fā)現(xiàn)電除霧器當中絕緣箱的內(nèi)部溫度過低，且將硫酸生產(chǎn)的尾氣通入后，發(fā)現(xiàn)除霧器的二次電流及二次電壓均低于正常水平。對這一異?，F(xiàn)象進行分析后發(fā)現(xiàn)保溫材料當中的含水量過高是引起絕緣溫度低于正常值的主要因素，因此在FRPP除霧器中采用礦渣棉代替原有保溫材料。對保溫材料進行更換后，絕緣溫度明顯上升，且達到了正常標準;在實際絕緣溫度與設(shè)計溫度相符后，除霧器的二次電流及二次電壓均有了明顯提高，同時也減少了鼓風(fēng)機出口部位存在的酸霧。通過試運行發(fā)現(xiàn)，相對于普通型電除霧器，F(xiàn)RPP除霧器具有以下優(yōu)點：制作及安裝便利，對于硫酸生產(chǎn)過程中尾氣濃度波動大、流量變化大的特點具有較強的適應(yīng)性，同時二次電壓及電流較高。另一方面，在對原電除霧器當中的部分PVC管進行改造前后獲得了以下指標數(shù)據(jù)：改造前電除霧器的電壓為40kv～43kv，改造后為55kv;改造前電流為40mA，改造后為150mA。在硫酸生產(chǎn)線當中正式投入使用電除霧器后，硫酸生產(chǎn)中的尾氣質(zhì)量有了明顯改觀，含硫量顯著降低，當?shù)丨h(huán)保局對該企業(yè)排放的尾氣進行在線監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)SO2為90mg/m3，與國家制定的強制性排放標準相符。此外，在正式投入使用后，電除霧器的除霧效率達到了99.4%，除霧效率得到了有效提高，同時在煙囪中排放尾氣的視覺效果良好，排放黑度達到標準，且無白煙及排煙尾羽現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，同時收獲了環(huán)保效益與經(jīng)濟效益。

3.應(yīng)用電除霧器時需要注意的問題

電除霧器一般被應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)的凈化工序當中，為了保證電除霧器能夠有效運行，則應(yīng)注意以下事項：

(1)由于電除霧器屬于脫硫系統(tǒng)當中的一部分，而尾氣在經(jīng)過脫硫處理之后仍具有一定的腐蝕性，所以在硫酸生產(chǎn)的尾氣處理中應(yīng)盡量選擇抗酸腐蝕能力較強的電除霧器。

(2)如將脫硫系統(tǒng)直接增設(shè)于原建設(shè)完成的制酸系統(tǒng)中，則可能會遇到場地受限的問題，難以將電除霧器獨立支撐平臺建設(shè)在凈化工段中。針對以上問題，則可以在除沫器的出口處直接安裝電除霧器，以便可以使流通面積得到有效利用。需要注意的是安裝于除沫裝置出口部位的電除霧器應(yīng)具有相對較強的可塑性，以避免其除霧性能受到不良影響。

(3)如將電除霧器布設(shè)于WSA工藝生產(chǎn)線的冷凝器后，則應(yīng)確保電除霧器具有相對較高的操作氣速及尾氣捕集效率。在設(shè)計除霧器支撐平臺時，應(yīng)充分考慮脫硫塔與支撐平臺是否相配套，并在此基礎(chǔ)上對電除霧器支撐平臺進行優(yōu)化設(shè)計，以保證除霧效率及脫硫能力能夠達到相關(guān)標準。

(4)為了有效優(yōu)化電除霧器運行性能，則在實際生產(chǎn)中可以優(yōu)先選用PVC材質(zhì)制作的除霧器，同時將沉淀極設(shè)計為六邊形的蜂窩狀。實踐證明PVC材質(zhì)的可塑性較高，且具有較強的抗腐蝕能力，能夠在酸性氣體及濕性氣體中維持穩(wěn)定運行。下圖為脫硫裝置中所采用的電除霧器橫截面圖。

綜上所述，在硫酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣需要經(jīng)過特殊處理后才能排放到大氣中，以免對大氣質(zhì)量造成不良影響。電除霧器能夠在尾氣處理中發(fā)揮非常重要的作用，因此要在硫酸生產(chǎn)及脫硫系統(tǒng)當中安裝電除霧器。為了有效提高電除霧器的除霧效率，并同時確保硫酸生產(chǎn)企業(yè)排放的尾氣與環(huán)保要求相符，則應(yīng)注重改善電除霧器的性能。此外，由于電除霧器的除霧效率可受到多種因素的影響，所以在應(yīng)用電除霧器時應(yīng)綜合考慮硫酸生產(chǎn)的各方面情況，對電除霧器的安裝質(zhì)量進行有效控制，同時還要在試運行中找出電除霧器存在的不足，以便為除霧效率的提高奠定基礎(chǔ)。

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