JLDC立窯袋式除塵器的開發(fā)與應(yīng)用
1、機立窯煙氣的特性
機立窯煙氣的特性與其煅燒操作密切相關(guān),煅燒過程中間或出現(xiàn)的各種不正常窯況,給收塵器的正常運行造成了很大的障礙,立窯煙氣的特性主要有:
1.1 粉塵波動大
由于各廠的燒成工藝不同,導(dǎo)致粉塵濃度的波動相當(dāng)大,一般廠家僅為5-15g/Nm3,若料球塑性差,明火操作,煙塵中的粉塵濃度往往超過30g/Nm3。隨著工況不同,粉塵的粒度、比電阻等也有很大變化。
1.2 煙氣含濕量大,露點溫度高
立窯煅燒時,須經(jīng)過加水成球,煅燒時料球中的水分被蒸發(fā),隨煙氣一起排出,因而立窯煙氣的濕含量很大,一般在8%-20%之間波動。濕度大導(dǎo)致了煙氣露點很高,通常在45℃-55℃左右。當(dāng)煤中含硫高或使用含硫礦化劑時,其露點還會升高。由于煙氣中含有SO2、HF、CO2等成分,一旦冷凝結(jié)露,就會生成酸,對金屬的腐蝕很大。
1.3 煙氣溫度波動大
立窯煙氣的溫度波動很大,通常在45℃-250℃之間波動,當(dāng)遇到提火、明火等不正常窯況時,溫度會迅速提高到400℃左右。
2、常用的機立窯除塵設(shè)備
2.1 濕法除塵器的應(yīng)用
濕法除塵器對立窯煅燒的適應(yīng)性強,造價與運行費用低,但從實際運行效果來看,真正能達(dá)標(biāo)的幾乎沒有。究其原因,主要為:①立窯煙氣中含有不少疏水性粉塵,不易被水滴捕集,極易被煙氣帶出;②由于微小顆粒的表面張力大,表面吸咐有一層氣膜,液滴很難突破氣膜,使顆粒吸水而互相凝結(jié)。濕法除塵器對5μm以下的粉塵,其收集效果很差;③除塵器煙氣排出的同時也帶出了大量的含塵液滴。此外通風(fēng)不均勻、殼體易腐蝕、噴嘴易堵塞、二次污染等也一直是影響除塵器效果,阻礙濕法除塵器推廣的原因之一。
2.2 靜電除塵器
靜電除塵器是高效除塵器的一種,但一直以來總是無法在立窯除塵方面取得令人滿意的效果。主要是因為:①立窯煙氣的溫度和濕度變化大,粉塵比電阻變化很大,經(jīng)常超出除塵器的允許范圍,造成事故排放;②氣體中酸的結(jié)露對電收塵的腐蝕明顯,直接影響到設(shè)備的正常運行;③高溫時,極板易變形,影響收塵效果;④濕度大,低溫時易出現(xiàn)絕緣子結(jié)露爬電,影響運行。雖然針對立窯,各生產(chǎn)廠家先后推出了集約場立式、立管式、無動力、濕式等各種電除塵器,但真正能長期使用達(dá)標(biāo)排放的很少。
2.3 袋式除塵器
袋式除塵器的最大優(yōu)點是除塵效率高,適應(yīng)粉塵濃度范圍寬,且不受粉塵比電阻的影響,機立窯煙氣治理采用袋式除塵器,只要設(shè)計選型合理,制作無缺陷,都能達(dá)到<100mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前使用較多的有LFEF上進(jìn)風(fēng)反吹、SKB下進(jìn)風(fēng)反吹及噴吹脈沖除塵器等,但都存在投資大,故障點多,濾袋壽命短等缺陷。
JLDC圓筒型立窯袋式除塵器的研制成功,解決了現(xiàn)有袋除塵器中存在的結(jié)構(gòu)不合理、投資大、運行費用高,濾袋密封差,壽命短、“糊袋”、“燒袋”,氣流不均等問題,具有很好的效果。
3、JLDC圓筒型袋式除塵器的開發(fā)研究
JLDC袋式除塵器是在傳統(tǒng)的反吹風(fēng)除塵器基礎(chǔ)上,根據(jù)立窯煙氣特點,大膽創(chuàng)新,研究設(shè)計的一種新型袋式除塵器。該除塵器開發(fā)的宗旨有四:①結(jié)構(gòu)要緊湊,努力縮小設(shè)備重量,降低除塵器的造價;②設(shè)計要合理,充分考慮檢修,安裝等問題;③使用效果要好,盡量延長濾袋的使用壽命;④操作要簡單,盡量減少運動部件,降低故障率。為此筆者在JLDC設(shè)計過程中主要考慮了以下幾點:
3. 1 工藝系統(tǒng)的設(shè)計
為了減少系統(tǒng)漏風(fēng),降低阻力,在工藝設(shè)計方面,該除塵器采用一級收塵,風(fēng)機盡量布置在窯房頂部。
3.2 工作溫度的選擇
由于立窯正常工作時煙氣溫度一般在45-250℃之間,故設(shè)計除塵器的最大工作溫度≤200℃,如遇到不正常窯況,溫度過高時,可采用在進(jìn)風(fēng)口摻冷風(fēng)的辦法,進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于立窯出風(fēng)點位置較高,在設(shè)計時JLDC除塵器采用頂部進(jìn)風(fēng),由中心風(fēng)管導(dǎo)入下部,取消傳統(tǒng)的上花板,使設(shè)備重心下移,此外結(jié)構(gòu)設(shè)計還考慮了補償熱變形,防腐蝕等一系列措施,特別是采用圓筒形結(jié)構(gòu),使設(shè)備占地面積大大縮小,適宜場地狹窄的老線改造。
3.4 濾料選擇
目前能耐高溫的濾料有玻纖濾料,復(fù)合濾料,金屬濾料等,復(fù)合濾料、金屬濾料價格昂貴,一般中小型企業(yè)無法承受,玻纖濾料又有連續(xù)玻纖平幅布、玻纖膨體紗、玻纖針刺氈三種,其中連續(xù)玻纖平幅布價格較低,但除塵效率低,風(fēng)速低,排放濃度高,適用于要求不高的場合;玻纖膨體紗收集細(xì)小粉塵能力強,除塵效率高,價格適中,適用于反吹風(fēng)清灰除塵器;玻纖針刺氈收塵效率高,透氣性好,允許過濾風(fēng)速較高,但價格較高,一般用于脈沖式除塵器回收高附加值的粉塵。
EWF550-RH玻纖膨體紗濾料采用RH配方,利用非有機硅類憎水劑把憎水、耐磨、耐折、防腐等性能通過特定的工藝有機地統(tǒng)一在一起,具有耐高溫、耐腐蝕、抗結(jié)露、易清灰、尺寸穩(wěn)定、強度大等優(yōu)點,可在280℃下長期使用,瞬時高溫可達(dá)300℃,是立窯除塵器的理想濾料。
3.5 選擇合理的風(fēng)速
過濾風(fēng)速不僅決定了除塵器的體積大小,而且對設(shè)備的除塵效率、阻力、清灰效果、壽命等都有著決定性的影響,玻纖膨體紗的允許過濾風(fēng)速為0.6m/min,為了保證除塵器長期穩(wěn)定高效低阻運行,JLDC除塵器的過濾風(fēng)速確定為0.5m/min。
3.6 改進(jìn)濾袋固定方式
采用卡箍代替扎繩,濾袋固定更牢固,密封效果更好,從而減少了掉袋故障,也提高了收塵效率,彈性吊掛裝置的使用,可以很好地維持濾袋形狀,減少濾袋的磨損,延長濾袋的使用壽命。
3.7 抗結(jié)露設(shè)計
由于立窯煙氣露點較高,在除塵器進(jìn)氣管道、殼體、灰斗等部位均采用保溫措施,以減少殼體的散熱,提高設(shè)備的蓄熱能力。此外還使用了潔氣反吹,減少反吹時因內(nèi)外溫差形成的結(jié)露。
3.8 微機控制系統(tǒng)
控制機構(gòu)的優(yōu)劣,對設(shè)備的正常運行影響極大,JLDC的微機控制系統(tǒng)采用西門子公司的PLC可編程控制器,按預(yù)定程序進(jìn)行反吹與工作的控制。該控制系統(tǒng)還增加了超溫聲控系統(tǒng),出現(xiàn)反常的煙氣溫度時及時提醒操作工進(jìn)行調(diào)整。
4、JLDC立窯袋式除塵器的特點和要求
4.1 JLDC立窯袋式除塵器的特點
4.1.1 JLDC立窯袋式除塵器采用圓筒形分室結(jié)構(gòu),頂部進(jìn)風(fēng),在灰斗部位折流向上,從而使大顆?;鹦堑纫螂x心作用直接落入灰斗,避免了燒袋的發(fā)生。
4.1.2 氣流均布裝置的應(yīng)用,使氣流均勻進(jìn)入各袋室,杜絕了因風(fēng)速不均而出現(xiàn)的局部濾袋磨損現(xiàn)象。
4.1.3 EWF550-RH玻纖膨體紗濾料的使用,及濾料彈性吊掛、卡箍等的應(yīng)用,使得濾袋的使用周期大大延長。
4.1.4 多種抗結(jié)露措施,灰斗輔助清灰設(shè)備的使用,有效提高了灰斗的粉塵溫度,防止了灰斗內(nèi)粉塵潮解,結(jié)拱的發(fā)生,也杜絕了糊袋現(xiàn)象。
4.1.5 專利型提升切換閥的應(yīng)用,大大簡化了清灰程序,降低了故障率。
4.1.6 設(shè)備檢修簡單,工作環(huán)境好。
4.2 生產(chǎn)工藝要求
為了使立窯收塵器能夠長期高效運行,在生產(chǎn)過程中還應(yīng)注意采用以下措施:
4.2.1 采用小料球淺暗火連續(xù)操作煅燒,做到加料、上火、卸料三平衡,窯內(nèi)濕料層厚度應(yīng)適宜(40cm左右),從而使煙氣溫度保持在70-100℃之間,始終高于露點,禁用暗火,明火或明、暗間或操作。
4.2.2 對于超溫報警信號,處理窯況要及時。
4.2.3 盡量實現(xiàn)閉門操作,減少漏風(fēng)量,提高煙氣溫度、降低設(shè)備能耗。
4.2.4 結(jié)合采用新型窯體隔熱保溫技術(shù),減少立窯熱耗,降低中邊部溫差,提高產(chǎn)量,減少窯況波動,提高設(shè)備壽命。
五、設(shè)備應(yīng)用舉例
JLDC立窯袋式除塵器研制成功后,由于其與眾不同的優(yōu)點,很快得到了用戶的認(rèn)可,產(chǎn)品已在江蘇、廣東、河北、貴州、四川、重慶、江西、山東、寧夏等地得到應(yīng)用,均取得了良好的效果。
廣州某水泥廠φ3.0×11機立窯原來采用了LFEF立窯除塵器,由于設(shè)計不合理,該除塵器自投產(chǎn)以來,效果一直不好,濾袋僅兩個多月就更換一次,粉塵排放經(jīng)常超標(biāo)。該廠于2002年2月份拆除原除塵器,將之更換為JLDC-3.0型除塵器,投運后,一直隨主機同步運行,經(jīng)環(huán)保部門檢測,其粉塵排放濃度僅47mg/Nm3。經(jīng)多次檢查,一直未發(fā)現(xiàn)濾料的糊袋,燒袋或破損現(xiàn)象。對該廠進(jìn)行經(jīng)濟分析如下:
⑴系統(tǒng)裝機容量83KW,實際耗用約65KW,一年按300天生產(chǎn)計算,電費按0.4元/度計算,全年增加電耗18.72萬元。
⑵濾袋壽命一般在二年左右,按1.5年換一次袋計算,每年濾袋費用3.5萬元。
⑶設(shè)備總投資約50萬元,按10年折舊,年折舊費5萬元。
⑷回收粉塵:入口濃度按10 g/Nm3,出口按100mg/Nm3,年回收量:(10000—100)×70000×300×24×10-9=4990t
按每噸粉塵70元計,增加效益4990×70=34.93萬元。
⑸增加人員工資按1.5萬元/年計。
⑹全年經(jīng)濟增減34.93-18.72-3.5-5-1.5=6.21萬元。
這樣增加JLDC立窯除塵器后,扣除一切費用,還可增收6.21萬元。
六、結(jié)束語
JLDC立窯除塵器在立窯上使用,使立窯排煙由自然拔風(fēng)改為機械強制排煙,窯面基本處于負(fù)壓狀態(tài),可大大改善窯工的操作環(huán)境,對提高立窯產(chǎn)量有益,JLDC立窯除塵獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使得進(jìn)風(fēng)管道大大縮短,熱損失減少,對于立窯的節(jié)能降耗也有一定好處。
只要嚴(yán)格按設(shè)備的操作規(guī)程進(jìn)行操作,在設(shè)備管理上下功夫,JLDC立窯袋除塵器完全能夠長期有效地運行,使用立窯除塵器也有著可觀的經(jīng)濟效益,節(jié)能降耗與環(huán)保達(dá)標(biāo)完全可以同時實現(xiàn)。
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