袋式除尘器在水泥机立窑粉尘治理中的应用

立窑研究会合肥水泥研究设计院焦永道⒈立窑烟尘治理之难点所在2.国内现有的几种立窑收尘技术3.对其它几种收尘技术的研讨4.袋收尘的技术特点及其应用袋式除尘器在水泥机立窑粉尘治理中的应用5.几点建议下一页上一页立窑研究会环保是我国的基本国策之一，且越来越受到党和政府的高度重视以及人民的广泛关注。从宏观上看，水泥行业仍是我国烟尘污染的大户，而量大面广的立窑企业的总体形象不好，多数厂家的粉尘排放浓度不达标。今后水泥工业淘汰落后，不再以窑的规格界定，政府干预主要靠环保法、质量法。因此是否对粉尘进行认真治理，是决定立窑水泥在为共和国的发展作出巨大贡献后还能否生存的问题，是制约立窑水泥发展的关键。立窑研究会下一页上一页立窑研究会国情所定，我国的现代立窑将与新型干法窑长期共存。所以立窑厂的烟尘治理，决不只是短期行为，而是一项长期而重要的任务。立窑水泥企业的粉尘污染问题，不是立窑企业的不治之症。目前已有一些相对成熟的技术装备，主要问题还是领导重视不够、环保一次性投资不到位造成的。一般水泥企业的环保投资，要占固定资产投资的12％－16％（发达国家要达到20%以上），目前绝大多数立窑企业未达到这个水平。据1995年的调查，全国立窑企业的平均环保投资只占固定资产投资的6％左右。立窑研究会下一页上一页立窑研究会“九五”以来，不少企业领导重视、资金到位、采用先进适用的除尘设备并严格管理，已相继出现了一批无烟无尘文明生产的立窑水泥企业。立窑研究会下一页上一页立窑研究会⒈立窑烟尘治理之难点所在立窑水泥厂的主要排放尘源是：破碎机烘干机、磨机、选粉机、立窑、包装机等另外，输送设备、库顶、库底，进、出料口等是产生岗位扬尘的尘源。其中，治理难度最大的当数立窑废气。它不仅在水泥行业，就是在众多的其它行业中，其治理难的知名度也属名列前茅。立窑研究会下一页上一页立窑研究会立窑水泥厂治理难度最大的当数立窑废气。它不仅在水泥行业，就是在众多的其它行业中，其治理难的知名度也属名列前茅。立窑的烟尘治理之所以难，不在于其烟气量大（比旋窑窑尾废气量要小得多），也不是其粉尘浓度高（立式磨和o-sepa选粉机的排放浓度几十倍甚至上百倍于它），难就难在其烟气“湿、蚀、变”的特殊工况。“湿”指烟气含湿量大（8－20％），露点温度高（40－55℃），酸露点温度更高；立窑研究会下一页上一页立窑研究会“蚀”指含腐蚀性烟气，尤其是添加复合矿化剂后氟酸的腐蚀尤为强烈；“变”指废气量、含尘量（1－30g/Nm3）、温度（45－450℃）、湿度、粉尘比电阻值（109－1012Ωcm）等参数随工艺操作条件的频繁变化，大范围的波动。同一台窑是如此，不同的厂家又有不同的操作习惯。而且绝大多数立窑厂，由于资金紧张及观念上的原因等，要求收尘设备必须便宜,有些对环保要求严格的地区，还渴望无烟无尘。集“湿、蚀、变”于一体的恶劣工况与价廉物美的要求，形成了强烈的反差，给市场经济中的环保制造商们出了个不小的难题。立窑研究会下一页上一页立窑研究会2.国内现有的几种立窑收尘技术国内的环保工作者，知难而上，沤心沥血，多年来针对国情致力于水泥立窑收尘技术及设备的研究、开发工作。产品可谓形式多样，品种繁多。除沉降室之外，有各种湿法除尘、电除尘及袋除尘等。湿法除尘有喷雾、水淋、水膜、超声、旋流、自激、水浴、复合型等；电除尘有干法卧式、立式、立管旋伞式，湿法立式，水电复合式等；袋除尘有采用反吹风清灰的玻纤袋收尘器（有上、下进气两种）以及采用脉冲清灰的低压长袋分箱脉冲收尘器等。立窑研究会下一页上一页立窑研究会上述收尘技术，在我国立窑水泥工业的不同发展时期，发挥了功不可没的作用。其中有些成果，经过实践的检验，证明是较先进的。但事物总是一分为二的，任何一种收尘器又不可能没有缺撼之处。从目前及发展眼光看，高效的电、袋收尘技术仍是应用的主流。具体一个企业到底采用哪种收尘器，则应视操作习惯、运行工况，综合效益分析和用户的喜好而定。立窑研究会下一页上一页立窑研究会3.对几种收尘技术的研讨3.1沉降室机立窑厂初期建设由于受技术、资金及观念的制约，大多采用沉降室除尘。其优点是结构简单，投资最省，且不需专人管理，消耗电能最少﹙只需消耗输送粉尘电能﹚。缺点是只能沉降粗颗粒粉尘，通常占60％以上的粒径50μm以下的粉尘难以捕集，远远不能满足排放要求。有些厂不得不在现有沉降室上酌情增设新的除尘设施，以满足达标排放的要求。立窑研究会下一页上一页立窑研究会3.2水除尘水除尘的最大优点是适应现代立窑的暗火煅烧工艺，且对多变的工况有较强的适应性，同时不怕粉尘的粘附性，还有脱硫、脱氟的效果。它制作较为简单，投资较省。在八十年代及九十年代中、前期得到一定的应用。但水除尘难于达标，且阻力高、耗水量大，易造成二次污染，泥浆溶液有很强的腐蚀性，即使泥浆回成球盘又形成钾、纳的富集而影响熟料质量，同时排放的水雾弥漫、烟气浩荡。一些发达地区的环保部门，已明令严禁采用。立窑研究会下一页上一页立窑研究会3.3水、电复合除尘器笔者对这种除尘的投资和效果存有疑虑。因为第一级水除尘造成的二次污染等弊病依然存在，而第二级电除尘防结露、锈蚀及除水雾的任务更加艰巨，如是单电场不可能实现无烟汽排放。立窑研究会下一页上一页立窑研究会3.4电除尘器电除尘也是一种高效收尘设备，其最大优点是阻力低（＜250Pa＝且稳定。设在立窑的顶部屋顶，可利用上升气流的热压差靠自然拔风而省掉排风机（即所谓“无动力”运行），节省运行费用。性能好的投运不久的干法电除尘器，正常天气可实现无烟无尘排放。缺点是效率受粉尘比电阻值影响大，存在事故排放，且随着运行时间的推移、效率大多呈下降趋势。存在防腐、适应多变工况以及高压绝缘子结露爬电等诸多难题，且通常难以满足50mg/Nm3以下的排放标准。下一页上一页立窑研究会4袋收尘的技术特点及其应用袋收尘的最大优点是捕尘效率高，适应粉尘浓度范围宽且不受粉尘比电阻性能的影响，袋收尘器分室可实现在线检修，无事故排放。设计选型合理的袋收尘器只要没有破袋、花板无漏焊，能实现长期稳定高效运行。非寒冷天气，可实现无烟无尘排放。同时它还有较强的脱硫效果。另外由于滤袋对温度的上限要求严格，－些管理严格企业的操作人员具有极强的责任感，对稳定热工制度，提高产、质量均有实效。立窑研究会下一页上一页立窑研究会其缺点是阻力较大且有波动，需引风机，运行费用较高。其换袋问题，可采用性能好的滤料延长换袋周期（如平均二年以上），并减少运行阻力。阻力波动可通过变更清灰方式（如均匀间隔清灰）来改善。袋收尘用于水泥立窑，重点要解决高温烧袋和低温糊袋问题；另外对接触烟尘的金属部分也有防腐的问题，同时还应处理好收下潮湿物料的输送以及造成的管道、卸灰口堵塞问题。几台立窑共用－台除尘器，可弥补单窑单机的诸多缺陷，值得提倡。立窑研究会下一页上一页立窑研究会4.1采用反吹风清灰的立窑玻纤袋收尘器4.1.1多方位防高温烧袋及防结露、糊袋、腐蚀措施。a.采用耐高温（≤280℃）憎水性能优越，粉尘剥离性好，耐折及耐磨性能强的经Psi配方处理的玻纤滤料或中碱玻纤膨体纱滤料。b.本体内部凡接触烟气的金属面，都刷了耐高温、防腐蚀涂料。立窑研究会下一页上一页立窑研究会c.防红火球进入滤袋。SKB采用下进气，进气管道设置挡流板，既均衡了各室气流，又将粗颗粒粉尘拦入灰斗，有预收尘作用。同时设有旁通烟囱，在“塌窑”、“架窑”出现红火料球时使用。LFEF（Ⅲ）采用上进气，进入袋室前的烟气进行多级降速，以消除烟气带入的“火星”烫坏滤袋。立窑研究会下一页上一页立窑研究会d.自动掺冷风控制。当废气温度超过温度上限时，自控系统打开冷风阀，掺入冷风降温；当温度下降到设定值时，自控系统关闭冷风阀。同时发出声、光报警或解除信号。立窑研究会下一页上一页立窑研究会e.本体外保温措施（壳体、灰斗及进风连接管道等），尽量保证壳体温度在露点以上。f.全钢结构，漏风率＜5％，对防结露有利。立窑研究会下一页上一页立窑研究会g.当湿料层增厚，废气温度接近露点温度一定时间，会产生结露糊袋，表现是收尘器阻力增大，窑面通风不畅，也会降低滤袋的使用寿命。这时应减少下料、适度提温，滤袋就会恢复“再生”过滤性能。玻纤滤料耐高温，提温范围可宽一些，直至恢复正常的运行阻力。立窑研究会下一页上一页立窑研究会4.1.2分室结构负压操作，专用微机仪（或PC机）自动逐室反吹清灰，可实现不停机换袋。4.1.3这种收尘器的净过滤风速＜0.5m/min，全过滤风速＜0.45m/min。4.1.4此类收尘器用于Φ3×11m立窑，风机额定功率为90－110KW；将净化后的气体作为反吹风风源，可节省动力并有利避免结露、糊袋。立窑研究会下一页上一页立窑研究会4.1.5应用LFEF袋收尘器从海南到东北已推广了数百台，这种上进气除尘器最大优点是：清灰与进气方向－致，有利于清灰。SKB袋收尘器推广了几＋台，这种下进气除尘器的突出优点是：除尘器高度较低，具有预除尘功能，粉尘先经灰斗再入滤袋、对防高温有利。应用实例：江苏（徐州）久久水泥有限公司2003年9月投运－台SKB400－8袋收尘器，用于ф3.2×10m机立窑，运转良好，小时台产达16-17吨。下一页上一页立窑研究会4.2喷吹脉冲袋收尘器脉冲清灰的袋收尘器，采用针刺毡滤料，过滤风速可达0.9-1.0m/min，体积和造价都比反吹风清灰袋收尘器优越，近些年随着脉冲阀配件质量、滤料及自控技术的不断进步，喷吹脉冲袋收尘器也日益成熟，应用也越来越广泛。这种袋收尘器有分箱和不分箱两种，权衡利弊，笔者认为分箱有较多的优点。除了便于实现在线检修外，因分箱结构，清灰时不用克服上升气流造成的负面效应，还有以下好处：下一页上一页立窑研究会4.2.1可采用长袋结构，使得收尘器体积、重量与不分箱相当。设备价格低，安装周期短，工艺布置容易。4.2.2采用低压喷吹即可，节省能源。4.2.3清灰容易，且避免了周边滤袋的二次吸附，可减少清灰次数，延长滤袋使用寿命。下一页上一页立窑研究会现大多立窑厂实行暗火操作，且资金短缺，“LMC低压长袋分箱脉冲袋除尘器”就是针对上述主要矛盾研究出来的新成果。该收尘器采用憎水憎油无纺针刺滤料及PC自动检测控制装置（达控温上限时开冷风阀，并设有旁路烟囱），解决了立窑工况变化快、温度、湿度范围大的技术难题，滤料的“再生”过滤能力强，排放在50mg/Nｍ３以下，脱硫能力达90％以上，平时看不到烟尘。下一页上一页立窑研究会所用滤料限定的最高温度为150℃，适用于暗火或浅暗火操作的场合。低温气体体积较小，且清灰时没有外加反吹风量，故处理同一规格窑所用引风机的功率要小，如对φ3×11m立窑，选用风机功率为75KW。如要适应200℃或280℃的高温，则要增加对滤料的投资。对采用复合矿化剂配料的立窑，袋笼须采用耐腐性能更强的材料制作。３年来，已推广应用６0多台，受到许多立窑厂的青睐。下一页上一页立窑研究会4.34.3.1概述单窑单机袋除尘器能长期稳定达标运行，在立窑烟尘治理中得到了广泛推广。但“单窑单机”除尘器也有局限性，主要表现在以下方面(1)除尘器占地面积大，对采用“群窑大磨”工艺流程的水泥厂，以及在原生产线范围内进行过多次改扩建的水泥厂，由于多台机立窑位置靠的很近，而且没有预留除尘器的摆放空间，因此多台除尘器无法布置；下一页上一页立窑研究会(2)(3)(4)(5)对烟气的限制、操作要求比较苛刻。为降低投资成本，减小系统占地面积，为“群窑”的烟尘治理寻找一条有效的途径。我院总结多年耒用袋除尘器处理机立窑烟尘的经验，提出了用－台除尘器同时处理多台窑烟气的新思路。自2000年该项技术在广东阳山水泥分厂首次使用成功后，接着又在广东、云南、浙江、四川、重庆、龙岩等地已推广20余台。该技术得到了环保行家的充分肯定和赞誉，并受到了用户的一致好评。下一页上一页立窑研究会在该系统中，我们增添了用于2台窑(或3台窑)烟气混合的混合室（静压箱），混合室内设计了气流均布装置及流量平衡调节机构，从不同窑来的烟气在混合室进行充分混合，使气体温度趋于平稳，在混合室顶部设计了冷风阀，高温时可以自动补充