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在人們努力減少各種工業(yè)所產(chǎn)生的排放物時(shí)，工廠設(shè)計(jì)者們開啟了一個(gè)氣體清潔設(shè)備和技術(shù)的“武器庫“，其中包括濕法和干法煙氣除塵器、文丘里除塵器、旋風(fēng)分離器以及織物過濾器。這些系統(tǒng)在控制大尺寸顆粒、硫氧化物、氮氧化物和其他有害污染氣體方面是經(jīng)濟(jì)有效的。然而，他們對(duì)于處理一些產(chǎn)生問題的污染物效率低或者沒有效果，這些污染物包括細(xì)小顆粒、酸霧、含油殘留物以及細(xì)小濃縮的有機(jī)化合物。
因此，工廠運(yùn)行人員轉(zhuǎn)而將現(xiàn)代的濕法靜電除塵器（WESP）作為他們新的興趣點(diǎn)。得益于創(chuàng)新技術(shù)的促進(jìn)，WESP能夠以最高99.9%的效率清除帶有顆粒的復(fù)雜的氣態(tài)排放物和超微米大小（PM2.5）的煙霧。
如今，一些更加先進(jìn)的WESP設(shè)計(jì)已經(jīng)問世，用于具有星形排放點(diǎn)的多階段電離棒系統(tǒng)。這些排放點(diǎn)被方形或六角形的管子包圍其中，這些排列在一起的管子具有接地的回收表面。獨(dú)特的電極幾何形狀所產(chǎn)生的電暈場比傳統(tǒng)濕法或干法ESP所產(chǎn)生的電暈場強(qiáng)四到五倍。
煙氣在管道陣列中穿梭的過程中，強(qiáng)烈的電暈引起強(qiáng)大的負(fù)電荷，推動(dòng)甚至包括超微米大小的顆粒和硫酸飛沫到回收表面上并使其附著在表面上，而清潔的煙氣會(huì)透過該表面。回收表面會(huì)通過循環(huán)水沖刷方式定期清除上面的殘留物。
WESP內(nèi)部低溫飽和的環(huán)境使該系統(tǒng)對(duì)于可壓縮的或油質(zhì)復(fù)合物非常有效，由于連續(xù)沖水工藝會(huì)防止粉塵顆粒二次揚(yáng)塵，會(huì)堆積起粘稠的殘留物并導(dǎo)致由于顆粒物的阻擋而影響系統(tǒng)的性能。由于沒有使用機(jī)械式或聲波式敲擊器，清洗工藝將能源和維護(hù)費(fèi)用降到最低。
由于實(shí)際上在煙氣排放的通路上沒有機(jī)械阻擋，煙氣在通過WESP時(shí)的壓降非常小，煙氣的速度可以極快。這樣工廠的工程師們對(duì)特定體積的煙氣使用更小尺寸的、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)備，且同樣可以獲得99.9%的回收效率。
得益于濕法靜電除塵器在各種運(yùn)行條件下都可以對(duì)廣泛的產(chǎn)生問題的排放成分發(fā)揮其多功能性和高效率，它在眾多工業(yè)行業(yè)和應(yīng)用中扮演著煙氣清潔方面至關(guān)重要的角色。即使在那些主要依賴各種除塵器技術(shù)控制氣態(tài)污染物的工廠里，WESP也經(jīng)常作為關(guān)鍵附屬設(shè)備被安裝在下游用于捕捉其他除塵器漏掉的污染物，尤其是當(dāng)煙氣冷卻到各種有害化學(xué)成分的凝結(jié)點(diǎn)時(shí)。
冶金行業(yè)的獲益
在世界主要的重工業(yè)當(dāng)中，采礦行業(yè)和冶金行業(yè)涵蓋了從開采到提煉，面臨著一些空氣污染控制方面最復(fù)雜和最麻煩的挑戰(zhàn)，以及一些最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)規(guī)定。礦石集中器、熔爐、焙燒爐、轉(zhuǎn)換器以及其他精煉階段都可以向大氣中釋放出大量的污染物。
特別是焙燒爐和熔爐里面釋放出來的高濃度的細(xì)小顆粒物（PM2.5）和硫氧化物會(huì)給人體健康和生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的影響，因此得到最多的關(guān)注。懸浮微粒本身可以成為有毒金屬氧化物或硫化物的空氣傳播載體。其他一些可能的污染物包括硫酸酸霧、重金屬、氯化氫、氟化氫、二惡英、呋喃以及溫室氣體。
由于傳統(tǒng)的容易開采的礦區(qū)的高品位礦床越來越稀少，隨著跨國冶金和采礦公司在全球更加偏僻的角落進(jìn)行開采，上述這些環(huán)境方面的關(guān)注變得越來越重要。其結(jié)果是，很多世界上新的勘探與開發(fā)都發(fā)生在發(fā)展中國家里，并且集中在對(duì)已探明的礦產(chǎn)儲(chǔ)量或很有前景的新勘探進(jìn)行的大規(guī)模開采。
與此同時(shí)，這些國家開始向國外采礦和加工公司提出更多要求，特別強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格的污染控制、社會(huì)責(zé)任以及可持續(xù)發(fā)展。從新興市場的新的風(fēng)險(xiǎn)與回報(bào)方程式來看，這些公司必須投入更多資源用于排放物控制，包括認(rèn)真的投資于固定資產(chǎn)或承擔(dān)嚴(yán)重破壞、拖延、甚至是封鎖主要項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于冶金行業(yè)，來自于滿足規(guī)定要求、提高性能以及控制成本的競爭性動(dòng)力，已經(jīng)激發(fā)了處理排放物和工業(yè)廢氣清潔技術(shù)的重要革新。
一種很常見但是很關(guān)鍵的策略是建設(shè)下游硫酸設(shè)備，用來將SO3和SO2轉(zhuǎn)化為世界上最廣泛使用的并且很容易獲得市場接受的工業(yè)化學(xué)品：凈化過的硫酸。事實(shí)上，絕大多數(shù)市場上銷售的硫酸都是鐵礦石或非鐵礦石熔煉過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
為了保持價(jià)格和質(zhì)量方面的競爭力，硫酸生產(chǎn)廠需要最大可能的從進(jìn)口氣流中去除細(xì)小顆粒、酸霧和其他雜質(zhì)。這個(gè)清除操作步驟有助于保護(hù)催化劑床和其他部件免遭腐蝕、污染、堵塞以及防止產(chǎn)生”黑色”或被污染的硫酸。并且也可以保證最終煙囪里排放的煙氣里包括很少的H2SO4以及其他污染物。
了滿足規(guī)定要求以及控制成本，冶金行業(yè)必須改進(jìn)處理排放物和工業(yè)廢氣的清潔技術(shù)。圖片來源：Beltran
贊比亞的成功
在采礦和冶金行業(yè)成功使用WESP的最好例子是在位于贊比亞豐富銅礦帶區(qū)域的穆富利拉城的莫帕尼銅礦有限公司。在2010年，銅礦出口占到贊比亞商品出口總額的78%，使其成為世界上最大的產(chǎn)地之一。莫帕尼工廠采用的高溫冶煉方法會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫、硫酸霧、顆粒物以及由冶金濃縮工藝釋放的排放物。
在2007年，迫于贊比亞監(jiān)管部門的壓力，銅礦的所有者嘉能可國際股份公司為了對(duì)其硫酸工廠進(jìn)行擴(kuò)建和現(xiàn)代化改造，兼并了孟山都公司之前的工程子公司。莫帕尼已經(jīng)使用除灰吹管除塵器來清潔冶煉廢氣，但是僅靠這個(gè)不能有效清潔酸霧和煙氣。酸廠的擴(kuò)建包括了一對(duì)由來自紐約布魯克林的Beltran科技公司設(shè)計(jì)和建造的WESP裝置。新的煙氣清潔設(shè)備幫助減少了94%的酸霧以及99.5%的顆粒物，每小時(shí)處理11公斤的硫酸酸霧，每天生產(chǎn)244公噸的清潔硫酸產(chǎn)品。
由于莫帕尼熔爐排放物的腐蝕特性，建設(shè)除塵器所使用的材料需要特殊的考慮。因此，Beltran的WESP是采用玻璃鋼強(qiáng)化塑料（FRP）和高強(qiáng)度鎳鉻合金定制建造的。盡管歷史上人們使用鉛來建造處理酸霧的除塵器，但是工程師們發(fā)現(xiàn)FRP部件更經(jīng)濟(jì)、更易于建造和維護(hù)、并且超級(jí)抗腐蝕。WESP中的導(dǎo)電部分由一種特殊設(shè)計(jì)的導(dǎo)電FRP材料保護(hù)起來。凈化空氣系統(tǒng)持續(xù)保持高壓絕緣體的清潔，進(jìn)一步降低了維護(hù)成本。
為了滿足世界范圍內(nèi)穩(wěn)步增長的銅的需求，莫帕尼銅礦在2014年進(jìn)一步擴(kuò)大了其冶煉業(yè)務(wù)。為了處理莫帕尼新增硫酸工廠顯著增加的氣體排放量，Beltran又安裝了6套WESP。今天，莫帕尼銅礦有限公司再次滿足了贊比亞政府規(guī)定的排放物控制要求。
莫帕尼銅礦為全球工業(yè)企業(yè)提供了一個(gè)很好的例子，不管他們的生產(chǎn)在什么地方，都可以依賴新一代的WESP來滿足最復(fù)雜的、嚴(yán)格的排放控制要求，同時(shí)保證實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的業(yè)績、產(chǎn)量和利潤。
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