新型干法水泥生產(chǎn)線電收塵器的改造-水泥設(shè)備網(wǎng),電收塵器和長袋低壓脈沖袋式收塵器都屬于高效收塵器,二種設(shè)備各有所長,在適合自身特點(diǎn)的工況條件下,均獲得了良好的實(shí)際應(yīng)用效果,水泥生產(chǎn)線收塵器(除塵器)電收塵器的改造來源環(huán)球重工水泥設(shè)備網(wǎng);0371-63759558/67878896/67878986
水泥生產(chǎn)線及水泥粉磨站生產(chǎn)過程中的揚(yáng)塵問題歷來是一個非常嚴(yán)重的問題。幾年來隨著國家對新型干法水泥生產(chǎn)環(huán)保要求的不斷提高.《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定.“到2010年1月1日起.現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)線窯尾粉塵排放濃度低于50mg/Nm3.對水泥窯尾粉塵排放濃度作了嚴(yán)格的要求.規(guī)定現(xiàn)有的水泥窯電收塵器做到在生產(chǎn)工藝波動的情況下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn).禁止非正常排放。如何能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求.是電收塵器亟待解決的問題。 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(yùn)行費(fèi)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(jìn)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(jī)。但經(jīng)過我們環(huán)保工作者的不斷努力,近年來,現(xiàn)代化水泥廠已基本控制了過程排塵,它依托于環(huán)保收塵技術(shù)的不斷發(fā)展和收塵設(shè)備的不斷完善。各收塵點(diǎn)的排放濃度均可做到在30mg/Nm3以下,特別非常難做的是水泥廠的主排塵點(diǎn)的除塵器,多是工藝收塵設(shè)備。我們做了很多工作,同時見證了我國袋除塵技術(shù)與現(xiàn)代水泥廠收塵的進(jìn)展歷程。
電收塵器和長袋低壓脈沖袋式收塵器都屬于高效收塵器,二種設(shè)備各有所長,在適合自身特點(diǎn)的工況條件下,均獲得了良好的實(shí)際應(yīng)用效果。電收塵器以其設(shè)備阻力低、一次性投資節(jié)省、日常維護(hù)費(fèi)用少、設(shè)備耐用等特點(diǎn),多年來廣泛用于水泥廠窯尾、窯頭收塵。但是隨著國家環(huán)保政策的不斷完善,大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,電收塵器的應(yīng)用變得越來越困難和越來越不經(jīng)濟(jì)。特別是近幾年長袋低壓脈沖袋式收塵器技術(shù)和濾料技術(shù)的飛速發(fā)展,水泥廠窯尾、窯頭收塵開始廣泛使用長袋低壓脈沖袋式收塵器。袋收塵器的收塵效率非常高,排放濃度可以達(dá)到5mg/Nm3以下,但是也存在著運(yùn)行阻力大、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。這就為開發(fā)電袋復(fù)合式收塵器帶來了機(jī)遇。
電袋復(fù)合式收塵器對高粉塵比電阻、高濃度粉塵、工況運(yùn)行復(fù)雜的煙氣粉塵處理更具有技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。由于做為一級收塵的電收塵器部分捕集了煙氣中將近80%的粉塵量,從而降低了濾袋捕集粉塵的負(fù)荷,因此也降低了袋收塵部分的阻力上升速率。同時,電荷后的粉塵變得更為疏松,因此在相同的粉塵負(fù)荷下,帶有荷電的粉塵餅層阻力會更小,這樣就會延長濾袋的清灰周期,節(jié)省了清灰能耗,延長了濾袋使用壽命、降低了日常維修費(fèi)用,它比常規(guī)長袋低壓脈沖袋式收塵器更節(jié)省濾袋投資,而且運(yùn)行穩(wěn)定。綜合投資和運(yùn)行成本低于純粹的電收塵器或袋收塵器。
對于電除塵器、袋式除塵器和電袋復(fù)合式除塵器之間的區(qū)別,我們可以打一個比喻:就像捕魚,電除塵器是利用大網(wǎng)眼的漁網(wǎng)把比較大的魚撈出來,可是水里還剩下很多漏網(wǎng)的小魚;袋式除塵器就像是用網(wǎng)眼特別小的漁網(wǎng)捕魚,盡管不論大小都能夠撈的干干凈凈,可是一網(wǎng)下來,不論大小的漁網(wǎng)負(fù)擔(dān)比較重,很容易把漁網(wǎng)撐破;而電袋復(fù)合式除塵器用電場先把大顆粒粉塵收集起來,余下的細(xì)小粉塵由布袋除塵收集,電除塵收集粉塵總量的80~90%,由布袋除塵器收集剩下10~20%的粉塵,相當(dāng)于先用大網(wǎng)眼的漁網(wǎng)把大魚撈出來,然后用小網(wǎng)眼的漁網(wǎng)把漏網(wǎng)之魚一網(wǎng)打盡。
電袋復(fù)合式收塵器是從北美開始發(fā)展起來的,目前世界上主要有二種形式的電袋復(fù)合式收塵器,一種是前電后袋;一種是較為復(fù)雜的含塵氣體先通過多孔板狀的集塵極再到濾袋過濾室。目前國內(nèi)應(yīng)用的還都是前電后袋式。前電后袋式又分為分體式和一體式二種,分體式就是將二臺單獨(dú)獨(dú)立電收塵器和袋式收塵器中間通過管道連接成電袋復(fù)合式收塵器;而一體式是將電收塵器與袋收塵器在一個殼體之內(nèi)有機(jī)的組合在一起,相比分體式,一體式的一次性投資低、占地面積少,但是煙氣的分布均勻性相對較差。
目前水泥廠窯尾、窯頭煙氣處理我們建議采用一體式電袋復(fù)合式收塵器。由于電收塵器和袋收塵器兩類收塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都各具特點(diǎn),而電一袋收塵器恰是它們各自優(yōu)勢的技術(shù)綜合,所以它的設(shè)計(jì)必須由對兩種技術(shù)都具有豐富設(shè)計(jì)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員來進(jìn)行,才能使電一袋收塵器這項(xiàng)新技術(shù)發(fā)揮它的優(yōu)勢。否則任何一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng),都會導(dǎo)致性能的下降,甚至不能應(yīng)用。
設(shè)計(jì)研發(fā)中需考慮的關(guān)鍵因素: 1、保證煙塵流經(jīng)整個電場,提高電收塵部分的收塵效果:煙塵進(jìn)入電收塵部分,采用上進(jìn)氣臥式為宜,即煙氣水平流動,類似上進(jìn)氣臥式電收塵器。但在袋收塵部分,煙氣由下而上流經(jīng)濾袋,從濾袋的內(nèi)腔排入上部凈氣室。這樣,采用什么措施能使氣流在袋收塵部分轉(zhuǎn)向而不影響煙氣在電場中的氣流分布便是一個問題。為了保證電收塵器流量分布均勻,我們在進(jìn)氣口采用原電收塵器均布板系統(tǒng)。在電袋復(fù)合式收塵結(jié)合處也設(shè)置氣流均布裝置。此處的均布裝置通常有導(dǎo)流板和孔板二種形式?紤]到孔板的形式會增加收塵系統(tǒng)阻力,主要采用導(dǎo)流板的形式。通過實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算,可知煙氣在各個收塵單元的均布不但與導(dǎo)流板的角度有關(guān),還與電場風(fēng)速有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)電場風(fēng)速為1.0米/秒時,導(dǎo)流板的角度應(yīng)為45°;當(dāng)電場風(fēng)速為1.5米/秒時,導(dǎo)流板的角度應(yīng)為35°;當(dāng)電場風(fēng)速為0.5米/秒時,導(dǎo)流板的角度應(yīng)為55°。由于導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)不同,煙氣在經(jīng)過導(dǎo)流板進(jìn)人濾袋之前的氣流分布,情況也是多種多樣的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,可以將各種角度值與導(dǎo)流板間距值進(jìn)行多種組合。
2、使煙塵性能既適合電收塵的操作又符合袋收塵操作,要求煙塵的化學(xué)組成和物理性能。煙氣的化學(xué)組成、溫度等對粉塵的比電阻影響很大,很大程度上影響了電收塵部分的收塵效率。所以,在可能的條件下應(yīng)對煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,使電收塵部分的收塵效率盡可能提高。對于袋收塵部分來說最主要的還是煙氣的溫度,一般應(yīng)小于200℃。
3、在同一殼體內(nèi)對電場部件和袋收塵元件進(jìn)行最優(yōu)組合和布置。尤其是在舊有電收塵器改造為電袋復(fù)合收塵器項(xiàng)目中,殼體尺寸已經(jīng)固定的情況下,這一問題更為突出。在電袋復(fù)合收塵器中,由于大部分粉塵已在電場中被捕集,而進(jìn)入袋收塵部分的粉塵濃度、粉塵細(xì)度、粉塵顆粒級配等與進(jìn)入收塵器時的粉塵發(fā)生很大變化,使得過濾風(fēng)速、清灰周期、脈沖寬度、噴吹壓力等參數(shù)也相應(yīng)發(fā)生變化。這些參數(shù)的確定,需要在仔細(xì)分析各種工況的前提下,慎重選擇,F(xiàn)在國內(nèi)電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)的過濾風(fēng)速一般在1.2m/min左右,在實(shí)際應(yīng)用中,如果前置電收塵器能夠正常運(yùn)行時,表現(xiàn)出比純粹的電收塵器或袋收塵器更好的技術(shù)性能。
電袋復(fù)合式除塵器并不是電除塵器和袋式除塵器的簡單組合疊加,實(shí)際上是攻克了很多技術(shù)難題才使得這兩種不同原理的除塵技術(shù)“喜結(jié)連理”。首先要解決在同一臺除塵器內(nèi)同時滿足電除塵和袋式除塵工作條件的問題;其次,實(shí)現(xiàn)兩種除塵方式連接后袋除塵區(qū)各個濾袋流量和粉塵濃度均布、提高布袋過濾風(fēng)速,并且有效降低電袋復(fù)合式除塵器系統(tǒng)阻力。在收塵機(jī)理上,通過荷電粉塵使布袋的過濾特性發(fā)生變化,產(chǎn)生新的過濾機(jī)理,利用荷電粉塵的氣溶膠效應(yīng),提高濾袋過濾效率,保護(hù)濾袋;在除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用氣流均布裝置和降低整體設(shè)備阻力損失的氣路系統(tǒng);開發(fā)出零泄漏旁路技術(shù)、噴水降溫系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)、脈沖噴吹技術(shù)和電袋自動控制檢測故障識別及安全保障系統(tǒng)等等!
。4)制造除塵器的工藝水平和工藝裝配設(shè)備比較落后,技術(shù)文件不完善,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)格,質(zhì)量控制和管理體系比較薄弱,產(chǎn)品質(zhì)量難以得到充分保證,與國外設(shè)備相比,存在明顯差距,既收塵效率不高,性能不穩(wěn)定,配件壽命很短。 因此,無論是水泥磨、生料磨、煤磨生產(chǎn)工藝,均需旋風(fēng)收塵器作為中間成品收集,不能直接利用電或袋除塵器收集成品,系統(tǒng)復(fù)雜,效率低。而窯頭窯尾高溫廢氣收塵也只能靠電除塵器。 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(jì)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(jì):所和骨干企業(yè)已經(jīng)成熟,整體工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平大幅提高,制造、安裝裝備的能力大為加強(qiáng),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(yùn)作模式,能進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jì)要點(diǎn) 3.1 新型干法窯窯尾煙氣特點(diǎn) 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(diǎn)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(jìn)行冷卻,才能進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)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。
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