以云南盤江水泥廠1 200t/d干法生產(chǎn)線窯尾"電改袋"收塵實踐為例,在對電收塵器與袋收塵器的優(yōu)缺點進行了比較的同時,并對具體的改造方法與技術(shù)參數(shù)等進行詳細(xì)的論述。" />

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窯尾收塵器的應(yīng)用與改造

2010-12-29 00:00

1 前言

  目前,在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,干法旋窯新工藝系統(tǒng)中,袋收塵器的應(yīng)用已十分普遍。我國廣大環(huán)保工作者在這一領(lǐng)域也做出了大膽嘗試,伴隨著新型干法工藝大型化的發(fā)展步伐,與不同規(guī)格的新型干法窯相配套的袋式收塵器也已出現(xiàn)。
  
  在環(huán)保要求高的一些地區(qū),有些水泥廠已將電收塵器改為袋收塵器。隨著設(shè)計水平的提高,新型高品質(zhì)濾料的出現(xiàn),零配件質(zhì)量的不斷提高,袋收塵器必將越來越多地應(yīng)用于窯頭、窯尾的廢氣治理中,將逐步取代電收塵器,本文將在總結(jié)自己多年來從事水泥工業(yè)煙塵治理應(yīng)用研究工作以及實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,以云南盤江水泥廠1 200t/d干法生產(chǎn)線窯尾"電改袋"收塵實踐為例,在對電收塵器與袋收塵器的優(yōu)缺點進行了比較的同時,并對具體的改造方法與技術(shù)參數(shù)等進行詳細(xì)的論述。

2  新型干法窯窯尾袋收塵器的應(yīng)用契機

2.1 電收塵的技術(shù)局限性

  我國電收塵器的技術(shù)水平,已經(jīng)達(dá)到國際先進水平。在水泥行業(yè),我國已能生產(chǎn)配套10 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線超大型電收塵器,處理風(fēng)量近200萬m3/h。但是,電收塵器在收塵機理上卻存在著很大的缺陷,直接制約了電收塵器的應(yīng)用。

  (1) 電收塵器的收塵效率直接受粉塵比電阻制約,若要獲得高收塵效率,能耗及初投資都將遠(yuǎn)高于袋收塵。有研究表明:當(dāng)收塵效率超過99.5%以后,電收塵器電暈功率急劇增加(如表1),如果電收塵器效率在99.8%以下,其能耗低于袋收塵器,反之,效率超過99.8%時,其能耗高于袋收塵器。事實上,按照新標(biāo)準(zhǔn),收塵效率往往達(dá)到99.9%以上,導(dǎo)致電收塵器的能耗及初投資成倍增加,這樣會使電收塵器對袋收塵器的傳統(tǒng)優(yōu)勢完全喪失。

  

  (2) 電收塵器對微細(xì)粒子處理能力有限。有專家研究表明:采用傳統(tǒng)3電場、寬間距的高效電收塵器,除去粗顆粒較易,但對PM10及PM2.5的控制很差,電收塵器前后的PM10濃度降幅不大,而PM2.5濃度幾乎沒有下降。電收塵器電場數(shù)增多可提高對PM10和PM2.5的捕集率,但這會導(dǎo)致電收塵器投資、運行費用成倍增加。國家有關(guān)部門正在醞釀對《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)進行修訂,控制PM10和PM2.5的排放,這也是袋收塵器能在干法旋窯上獲得推廣應(yīng)用的重要契機。

2.2 袋收塵的技術(shù)優(yōu)勢

  袋式收塵器具有高而穩(wěn)定的收塵效率,收塵效率很容易達(dá)到99.9%以上。它可同時除去煙塵中的PM10和PM2.5,使煙塵中對人類健康危害最大的PM10和PM2.5降低到無害的程度。隨著近年來的技術(shù)發(fā)展,影響袋收塵器應(yīng)用的技術(shù)難題已得到解決,中國袋收塵技術(shù)與國外相比已經(jīng)差距不大。

  (1) 完善的設(shè)計及生產(chǎn)體系已經(jīng)形成。在袋收塵行業(yè)內(nèi)起帶頭作用的一批科研設(shè)計:骨干企業(yè)已經(jīng)成熟,整體工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計水平大幅提高,制造、安裝裝備的能力大為加強,有足夠能力開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備;形成了開發(fā)、制造、安裝、調(diào)試一條龍服務(wù)的運作模式,能進行工程總承包。
  (2) 關(guān)鍵技術(shù)獲得突破。制約袋收塵器應(yīng)用的清灰技術(shù)、濾料技術(shù)、控制技術(shù)及本體結(jié)構(gòu)技術(shù)均獲得關(guān)鍵突破,為袋收塵器的應(yīng)用提供了有力的保障。
  (3) 配套體系已經(jīng)完備。濾料的品種與質(zhì)量得到迅速發(fā)展提高,濾料除了傳統(tǒng)的滌綸、玻纖等常用材料外,諾梅克斯、P84、PPS、聚四氟乙烯等高品質(zhì)濾料也已廣泛使用;機織布、針刺氈布等織法濾料可滿足不同的工藝要求;濾布處理有壓光、燒毛處理、防油防水處理、表面覆膜處理等等,為改善濾布品質(zhì)也有多種化學(xué)處理配方。其他配件,如脈沖閥、控制器、袋籠等,品種齊全,性能、品質(zhì)都達(dá)到很高水平。另外,進口渠道暢通。行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了完整的高水平的配套體系。

3 新型干法窯窯尾袋收塵器的設(shè)計要點

3.1 新型干法窯窯尾煙氣特點

  窯況正常時,從窯尾出來的廢氣溫度達(dá)350度左右,窯況異常時,從窯尾出來的廢氣溫度會更高;粉塵含塵濃度高,一般在80-100g/Nm3波動;粉塵中含有大量高溫分解成分,細(xì)粉多,20--30um以下顆粒占50%以上;由于冷卻方式的不同,出冷卻器的煙氣水分含量會有很大不同,煙氣露點溫度也因冷卻方式不同而變化。

3.2 袋收塵器冷卻方式的確定

  新型干法窯窯尾廢氣必須先進行冷卻,才能進入袋收塵器處理。目前,冷卻方式有以下幾種:

 (1)  增濕塔或煙道直接噴水冷卻,這種冷卻方式在窯磨聯(lián)合系統(tǒng)中使用普遍,冷卻效果明顯,效果穩(wěn)定。使用這種冷卻方式,須充分考慮到噴水后引起煙氣量的增加,并要防止過度噴水引起結(jié)露糊袋。

 (2)  風(fēng)冷卻器冷卻。有自然風(fēng)冷卻器和強制吹風(fēng)冷卻器之分,冷卻效率低,效果不穩(wěn)定,常常需摻入冷風(fēng)應(yīng)急。風(fēng)冷卻器鋼耗高,強制吹風(fēng)冷卻器除冷卻風(fēng)扇耗電嚴(yán)重外,由于系統(tǒng)中串入風(fēng)冷卻器后,還會引起阻力大幅提高,導(dǎo)致主風(fēng)機電耗增加。

 (3)  摻冷風(fēng)冷卻。這是最直接有效的一種冷卻方式,效果明顯。有專家認(rèn)為:摻冷風(fēng)會導(dǎo)致廢氣量增加,從而增加電耗。筆者認(rèn)為,電耗指標(biāo)應(yīng)綜合評估,摻冷風(fēng)雖然會導(dǎo)致廢氣量增加,但由于系統(tǒng)管網(wǎng)簡單,阻力低,綜合電耗比風(fēng)冷卻器系統(tǒng)要低。

3.3  袋收塵器處理風(fēng)量的確定

  熟料燒成過程中產(chǎn)生的廢氣一般由四部分組成。即:(1)原料分解產(chǎn)生氣體,(2)燃料燃燒產(chǎn)生氣體,(3)水分蒸發(fā)產(chǎn)生氣體,(4)系統(tǒng)漏入的氣體。以生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥熟料為例,各部分氣體的量分析如下:

3.3.1  原料分解產(chǎn)生的氣體

  設(shè)定水泥的熟料成分不變,因其是化學(xué)反應(yīng)過程,其產(chǎn)生的氣體量不因窯形而變化,原料的種類雖有影響,但差別不大。一般生產(chǎn)每噸熟料約需1.54t原料(包括煤灰),分解出290Nm3左右氣體。

3.3.2  燃料燃燒產(chǎn)生的氣體煅燒水泥使用煤作燃料,根據(jù)固體燃料燃燒氣體量簡便計算法:完全燃燒時煙氣量為:
  V1=(Z-1)(1.01QYDW /4187+0.5)+0.89QYDW /4187+1.65
  其中Z為空氣過剩系數(shù),取Z=1.15
  設(shè)燃料發(fā)熱量為5 500×4.187kJ的煤1kg產(chǎn)生的氣體量為:
  V1=(1.15-1)(1.01×5500×4.187/4187+0.5)+0.89×5500×4.187/4 187+1.65=7.453Nm3
  即燒煤每發(fā)出4187kJ(1000kCal)熱量,隨之產(chǎn)生氣體7.453/5.5=1.355Nm3

3.3.3  水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體

  每蒸發(fā)1kg水產(chǎn)生的蒸汽量為:
  V2=1×22.4/18=1.244Nm3

3.3.4 漏入的空氣量

  漏入的空氣量通常以前三項相加后乘一個漏風(fēng)系數(shù)K表示。K的數(shù)值隨設(shè)備不同而不同。

3.3.5 上述4項中,第(1) 項和窯型無關(guān),第(2)、(4)項和窯型密切相關(guān),第(3) 項和煙氣冷卻方式密切相關(guān)。

3.4 袋收塵器清灰方式的確定

  清灰效果的好壞,直接決定了袋收塵器能否長期穩(wěn)定運行。反吹風(fēng)式清灰和低壓型噴吹式清灰均可采用,目前也都有成功應(yīng)用的實例。反吹風(fēng)類清灰屬低效清灰,允許采用低過濾風(fēng)速的濾料,因此設(shè)備體積龐大,總投資高;在生產(chǎn)能力超過3 000t/d的系統(tǒng)上,缺陷明顯,不宜采用。低壓型噴吹式清灰有在線和離線清灰兩種。離線型噴吹清灰技術(shù)已經(jīng)成熟,成功應(yīng)用的實例也相當(dāng)多,如何降低結(jié)構(gòu)阻力及分風(fēng)均勻性是采用這種清灰技術(shù)要關(guān)注的問題。在線型噴吹清灰是大型袋收塵器清灰技術(shù)的發(fā)展方向,這種收塵器結(jié)構(gòu)阻力低,在超大煙氣量場合優(yōu)勢明顯,特別適合大型干法窯系統(tǒng),在野電改袋冶系統(tǒng)中也很實用。

3.5 袋收塵器濾料種類的確定

  新型干法窯窯尾收塵選用的濾料,必須滿足耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、疏水易清灰等特點,玻纖系列濾料使用較普遍。反吹風(fēng)清灰類收塵器多采用玻纖織布或玻纖膨體紗類濾料,它們具有低價優(yōu)勢。行噴吹清灰類收塵器,采用FMS系列耐高溫針刺氈濾料較多。FMS耐高溫針刺氈濾料是由兩種以上耐高溫纖維混合及層狀復(fù)合而成,具有耐高溫、高強度、抗酸堿腐蝕、耐磨、抗折等特點,經(jīng)過不同的表面化學(xué)處理與后整理技術(shù),還具有易清灰,拒水防油、防靜電等功能;并有適合150~200益、200~250益、250~300益等不同溫度段的系列化產(chǎn)品。FMS濾料與玻璃纖維濾料相比,其耐磨性、抗折性及剝離強度有明顯提高,可承擔(dān)高過濾負(fù)荷。過濾速度可達(dá)到1.5m/min以上或更高,運行阻力低。與合成化纖耐高溫濾料相比,克服了化纖濾料伸長率大、變形大、耐高溫低、耐腐蝕性差的弱點;尺寸穩(wěn)定性、強度更好,并且價格低于其他耐高溫化學(xué)纖維。是適合我國國情的新產(chǎn)品。國外有不少廠家使用P84濾料,P84濾料耐溫性、抗化學(xué)性、清灰效果都很優(yōu)良,使用效果令人滿意,但價格昂貴,很多使用廠家不能承受。綜合比較起來,F(xiàn)MS系列耐高溫針刺氈濾料較適合中國國情。

4 應(yīng)用實例

  云南盤江水泥廠1 200t/d新型干法生產(chǎn)線,窯尾收塵原設(shè)計采用電收塵器,由于電收塵器收塵效率較低,已不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求,因此,我們在項目實施過程中改為袋式收塵器?,F(xiàn)場的實際情況是:土建工程已經(jīng)完工,整個工藝流程不能變動;電收塵器基礎(chǔ)也已經(jīng)建成,不能拆除。野電改袋冶的實質(zhì)是在原燒成-廢氣處理系統(tǒng)中,用袋收塵器取代原CDW105臥式電收塵器。

4.1 原燒成-廢氣處理系統(tǒng)配置(見表2)

  

4.2 袋收塵器入口煙氣特性(見表3)

  

  由于本系統(tǒng)為窯、磨聯(lián)合系統(tǒng),生料磨開、停對袋收塵器入口煙氣特性有較大影響,生料磨開機時,煙氣溫度150益,含塵濃度160g/m3;生料磨停機時,煙氣溫度180益,含塵濃度80g/m3。4.3 袋收塵器技術(shù)參數(shù)本方案采用低壓長袋脈沖收塵器,由于要遷就原電收塵器基礎(chǔ)尺寸,袋收塵器進行了非標(biāo)型變型設(shè)計,收塵器型號為LCM(96+80)-2×(9+2)。技術(shù)參數(shù)如表4所示。
  

4.4 袋收塵器設(shè)計說明

  (1)  袋收塵器占地面積:長×寬=15000mm×11000mm,與原電收塵器基礎(chǔ)尺寸吻合。
  (2)  袋收塵器最大處理風(fēng)量可達(dá)到360 000m3/h,實際使用中收塵器過濾風(fēng)速長期低于1.0m/min, 對降低收塵器阻力及提高濾袋壽命十分有利。
  (3)  濾袋選用新型氟美斯(FMS9806)耐高溫針刺氈濾料,耐溫可達(dá)260益,在低過濾風(fēng)速下運行,壽命可達(dá)2年以上。
  (4)  由于廠家要求,脈沖閥選用ASCO 2英寸直角閥,該閥自身阻力較高,在條件許可的情況下,建議改用淹沒式脈沖閥。

4.5 袋收塵系統(tǒng)工藝流程(見圖)

  
  

4.6 配套設(shè)備參數(shù)調(diào)整

  電收塵器改為袋收塵器以后,系統(tǒng)工藝參數(shù)進行了相應(yīng)調(diào)整,如表5所示。

  

  

5 結(jié)束語

  隨著袋式收塵技術(shù)的不斷進步,袋式收塵器已廣泛用于水泥生產(chǎn)工藝中的每一個環(huán)節(jié),其完全能夠達(dá)到國家規(guī)定的排放要求。為了使水泥工業(yè)成為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè),必須通過新型工業(yè)化的道路,采用成熟的先進科學(xué)技術(shù),降低能源消耗,提高水泥質(zhì)量,降低對環(huán)境的污染。隨著全球經(jīng)濟一體化的趨勢,我們可以用自身技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和勞動力價格低的優(yōu)勢與國外企業(yè)一爭高低,開拓和占領(lǐng)更多的國際市場。

                 (來源:中國水泥網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處)

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2024-11-23 23:29:46