袋式除尘技术在水泥立窑窑尾烟气治理上的应用
摘要:叙述了袋式除尘器的结构及工作原理,将其用于水泥立窑烟气治理,操作简单,运行稳定,故障率低,除尘效果达到预期目的。
关键词:袋式除尘器,水泥立窑,烟气治理
水泥立窑烟气治理之所以是水泥行业粉尘治理的难点 ,是因为立窑烟气具有含水量大 ,腐蚀性强 ,含尘浓度高 ,烟气温度变化大 ,烟尘比电阻变化大等特点。近年来 ,具有不同特性、适用于各种场合的纤维过滤材料的开发生产和推广使用 ,使水泥立窑窑尾烟气应用袋除尘器的技术得到拓展 ,推出了脉冲喷吹式袋除尘器和反吹风式袋除尘器 ,本文希望通过对这2种袋除尘器的对比和论述 ,为水泥厂立窑除尘器的选型和应用提供帮助。
1 工作原理
1. 1 脉冲喷吹式袋除尘器
含尘烟气由进风口经除尘器本体下部进入灰斗 ,大颗粒烟尘由于惯性碰撞 ,自然沉降入灰斗 ,其他尘粒随气流上升进入各个袋室 ,经滤袋过滤后 ,粉尘被阻留在滤袋外面 ,净化后的气体由滤袋内部进入箱体 ,再通过袋口和上箱体出风口排入大气。滤袋外面所附积的粉尘随时间不断增加 ,从而导致除尘器本身的阻力也逐渐升高 ,当阻力达到设定值 ,清灰控制器发出信号 ,压缩空气经脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间向滤袋喷射 ,使滤袋高速膨胀、高频振动 ,外加逆气流的作用 ,使滤袋外侧所附尘饼变形脱落。
1. 2 反吹式袋除尘器
含尘烟气由进风口经除尘器本体上部进入进气室 ,大颗粒的烟尘因惯性落入灰斗 ,其余烟尘进入滤袋 ,经内表面过滤净化后的气体进入袋室经出气管道进入大气。除尘器运行一段时间后 ,滤袋内表面捕集的粉尘层增厚 ,除尘器的运行阻力上升 ,当增加一定值后 ,微机关闭排风阀 ,打开反吹风阀 ,使原来膨胀的滤袋在反吹风的作用下压瘪变形 ,达到清掉滤袋内表面附着粉尘的目的。
2种除尘器虽然都是布袋除尘器 ,都采用压缩空气进行清灰 ,但两者原理有明显的不同 ,脉冲喷吹式除尘器的烟气由除尘器本体下部进入(下进风) ,粉尘是被阻留在滤袋外面 ,滤袋由瘪至膨胀进行清灰;反吹风式袋除尘器的烟气由除尘器本体上部进入(上进风) ,粉尘被阻留在滤袋内表面 ,滤袋由膨胀至瘪进行清灰。
2 基本结构
以3×10 m机立窑为例 ,2种除尘器结构对比见表1。
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由表1可见 ,2种除尘器都是钢结构、分室袋除尘器。2种除尘器相比 ,脉冲喷吹式袋除尘优点是过滤风速快 ,因而除尘器外形较小 ,占地面积小 ,使用钢材较少。缺点是要求烟气进口温度较低 ,否则容易烧袋。
3 性能特点
脉冲喷吹式袋除尘器和反吹风式袋除尘器的主要性能有其相同点和不同点。
3. 1 相同点
(1)二者都进行高可靠性设计 ,能保证除尘器随主机长期稳定运行。
(2)二者都进行了高适应性设计 ,能适应含尘气体性质大范围波动。
(3)特殊的结构设计加上严格的滤料及零部件选用 ,可满足环保要求 ,袋除尘器排放质量浓度可低于80 mg/ m3。
(4)二者都有防漏风设计 ,能保证袋除尘器的漏风率降到最低。
(5)二者都是把烟气从窑面引至地面进行除尘 ,不必加固窑顶 ,有利于日常维护及监测。
(6)二者都采用分室清灰技术 ,能保证最佳的清灰强度及效果。
(7)二者都设有自动超温报警和紧急降温控制系统。
3. 2 不同点
与反吹风式袋除尘器相比 ,脉冲喷吹式袋除尘器采用脉冲清灰 ,过滤风速可大大提高 ,使立窑收尘装置的体积和造价有所降低。但因为采用涤伦针制毡滤料 ,其最高使用温度必须小于130℃,这就要求严格控制立窑烟气的温度不能超高。另外 ,由于立窑烟气波动性很大 ,反吹风式袋除尘器在立窑烟气的治理中更具有适应性。从除尘器设备维护的角度来看 ,脉冲喷吹袋除尘器由于采用脉冲清灰的方式 ,其运行部件比反吹风式袋除尘器的多 ,在日常维护时较为繁琐。
4 除尘器运行效果及经济效益
运行效果见表2。
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由表2可见 ,2种除尘器运行时除尘效率都能达到 99 %以上 ,漏风率都低于 3 % ,烟尘排放浓度较低 ,远低于150 mg/ m3的排放限值。
这2种除尘器较原来在立窑烟气除尘广泛使用的双列沉降室、湿法除尘器、静电除尘器相比 ,投资成本较高 ,使用费用较高(每t 水泥要提高5～8元的生产成本) ,但其除尘效果好 ,运行维护简单 ,并能回收大量的水泥粉尘 ,按窑径为2. 5 m的立窑测算 ,1 年约回收粉尘 3 103 t ,创造价值约 30万元。
5 水泥厂家使用中的注意事项
5. 1 对烟气温度的控制
反吹式袋除尘器较耐高温 ,可在 < 280 ℃使用 ,脉冲喷吹式袋除尘器较抗结露 ,烟温在 50～60 ℃不结露。但这 2种袋除尘器对烟气温度的控制都有较高的要求 ,否则高温易烧袋 ,低温易糊袋。一般要求烟温控制在80～120 ℃之间。
5. 2 对工况的要求
2种袋式除尘器都要求立窑工况较稳定 ,一般采用浅暗火操作 ,配料要有所调整 ,加料要平稳、连续 ,不要造成立窑窑温的剧裂波动;防止产生刺火 ,明火火星易烧袋;成球时 ,生料含水量控制在13 %左右 ,有利于熟料烧成的质量。
5. 3 对窑工的要求
因为立窑安装了袋式除尘器 ,对烟温的控制要求严了 ,必然对窑工的操作有更高的要求:责任心要更强 ,操作技术水平要提高 ,遇到紧急情况要正确处理 ,这就要求除尘器生产厂家对窑工要进行培训 ,以适应新装除尘器的技术要求。
6 总结
袋式除尘技术对水泥企业的原机器设备不需进行改造 ,只需提供场地安装除尘器;对生产工艺不需进行太大的调整;治理后的窑尾烟尘排放浓度远远低于国标的排放限值;除尘器操作简单 ,运行稳定 ,故障率低;除尘器设置在地面 ,管理维护和监测都十分方便 ,因此具有很大的推广价值。但由于增加了电耗及玻纤袋的损耗(正常情况 1 年更换 1 次) ,加大了水泥生产厂家的生产成本(每t 水泥要提高5～8元的生产成本) ,对比环境效益和社会效益 ,这些投入是十分值得的。脉冲喷吹式袋除尘器和反吹风式袋除尘器在立窑窑尾烟气治理上的应用 ,改写了立窑窑尾烟气不可治理的历史 ,是一项重大的技术突破。2种除尘器孰优孰劣 ,不可简单评价 ,水泥生产厂家应根据自身的情况 ,如资金、厂地、生产技术、环保管理水平等诸多因素进行综合分析选型 ,选择有利于本企业健康发展的除尘器 ,达到长期、稳定、高效的环保要求。
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