一、行业背景:
玻璃窑炉因受其工艺因素限制,生产过程中需要定时换火,换火期间污染物浓度变化较大,尤其是颗粒物浓度,换火工艺对窑压影响较大,为保证窑压正常,需要烟气下游的治理设施进行调整,以保证生产和达标排放;烟气设备主要包括SCR脱硝反应器、余热锅炉、静电/布袋除尘器、双碱法脱硫、湿式静电除尘器,由于换火期间颗粒物浓度较高,长时间运行造成SCR反应器内催化剂堵塞,余热锅炉换热装置堵塞或者腐蚀,脱硫系统控制不稳定,湿电内颗粒物浓度变化较大,造成极板放电,湿电电压调不上去,除尘效率差,颗粒物超标排放。
当前环保形势日益严峻,河北省平板玻璃工业污染物排放标准DB13/2168-2015中要求颗粒物浓度小于30mg/m3,脱硫后安装湿电的生产线,在湿电正常运行情况下,排放颗粒物浓度可以做到30mg/m3以下,但是湿电电压、电流控制不当时,容易造成水溶性颗粒物荷电能力过饱和或者荷电能力差,荷电能力过饱和时,造成极板间放电形成火花,严重时影响湿电正常运行;水溶性颗粒物荷电能力较差时,不易使颗粒物吸附于极板上,排放的颗粒物浓度超标。
受玻璃企业规模较小,环保治理设施一般采用手工控制,控制稳定性较差,同时由于企业对环保重视程度较低,治理设施及监测设备一般采用价格低、性能差的设备,脱硫装置普遍采用湿式双碱法脱硫,脱硫后烟气中水汽较大,在线监测中颗粒物浓度监测设备采用光散射法测量原理,受水汽影响较大,无法准确测量颗粒物浓度,由于工况颗粒物浓度变化较大,在线颗粒物浓度无法准确测量,企业无法对湿电进行合理调控,致使湿电烧坏电极或者超标排放。
二、玻璃行业湿法脱硫后颗粒物浓度监测
电荷法颗粒物浓度监测仪安装于800t/d浮法玻璃熔窑湿式双碱法脱硫+湿式静电除尘器后,管道直径4米,直观段长度10米,流速5-6米/秒,距离湿电除尘器出口6米,同一位置安装CEMS设备
阴极导电率与湿电内颗粒物荷电情况反应
湿电检修投运后未进行极板(阴极)冲洗,湿电运行电压59kV,电流800mA,阴极采用玻璃钢结构,湿电内水溶性颗粒物荷电能力较差,不易被吸附至阴极,换火时高浓度颗粒物反应情况不明显,部分时间段出现的高浓度波动为湿法脱硫除雾器冲洗。
湿电极板冲洗前后数据变化,立式湿电极板冲洗时需要停高压电,湿电停运后pA降至200-400pA,冲洗时间约30min,重启湿电后由于极板较湿润,使湿电内水溶颗粒物荷电能力增强。
脱硫除雾器冲洗情况反应
绿线—烟气温度,红线—微电荷pA值;除雾器冲洗时造成烟气温度降低,烟气温度降低时即为除雾器冲洗,正常情况下除雾器冲洗造成除雾器上附着颗粒物和水汽的逃逸,因粒径较大无法被湿电荷电吸附,造成颗粒物浓度较高;如果是在换火时发生的除雾器冲洗时,颗粒物荷电后易被湿电吸附,排放浓度降低。
湿电极板结垢或冲洗情况反应
因未及时冲洗湿电极板,致使极板结构湿电效率降低,荷电能力变差,造成除雾器冲洗和换火不明显。
湿电电压调整情况的反应
湿电电压由60kV-80KV-100KV-120KV时监测到排口的颗粒物浓度呈下降趋势,最后稳定运行在80KV,监测数据略有升高并趋于稳定,监测数据可以反应湿电电压调整情况。
数据校准
通过手工采样称重得到颗粒物浓度mg/m3与pA值进行线性回归,计算出相对准确的颗粒物浓度,实时根据检测数据调整湿电,起到节能减排的作用。
三、结论
微电荷法颗粒物浓度监测在玻璃行业烟气治理设施上能够反应脱硫除雾器冲洗、湿电电压、湿电极板结垢、极板冲洗控制情况,为玻璃企业脱硫、湿电安全节能、环保达标排放提供控制支持,采取合理有效的控制措施可以避免湿电极板击穿着火的事故。
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