摘要:介绍了长袋低压脉冲袋式除尘器的工作原理,比较客观详实的分析了在实际除尘过程中的前景及应用除尘效果。实践证明,袋式除尘器在水泥机立窑烟气除尘中适应性强,除尘效率可达99%以上,经济效益显著,是一种较理想的除尘设备,尤其适合在水泥行业中的应用。
关键词:袋式除尘器;水泥机立窑;除尘治理;应用
我国水泥生产能力已达7×108t/a,水泥企业有约7000余家,与20多年前相比有了很大的发展。但是我国水泥企业的年生产能力仅为10×104t,其规模还不到发达O的1/10。采用机立窑进行生产的中、小企业数量占水泥企业总数的90%,产量也占到总产量的80%。工艺技术落后劳动生产率低下,导致整个行业物耗、能耗大,环境污染严重。据有关部门统计,仅1995年,我国水泥行业粉尘排放量是水泥总产量的3%,其资源浪费及污染程度是相当惊人的。以1994年为例,我国大、中型水泥企业熟料标煤耗为163.36kg/t,高于O先进水平35%以上。减少生产过程污染物排放,提高能源利用效率,是达到水泥企业资源利用O大化和综合成本O小化的根本途
径。
1、水泥机立窑粉尘排放特性分析
机立窑在熟料煅烧过程中排出大量废气,含尘浓度高、腐蚀性强,烟气量高达3.5m3/kg,温度在30℃～300℃之间,水气量达12%左右,含尘浓度在5～10g/Nm3,结露点在40℃～55℃(见表1、表2)。
表1 水泥机立窑主要尘源的特性
|
主要尘源 |
粉尘类别 |
粉尘粒径(%) |
废气温度
(℃) |
水分
(VoL%) |
露点
(℃) |
含尘浓度
(g/Nm3) |
排风量
(Km3/h) |
|
<20μm |
<88μm |
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机立窑 |
窑灰 |
60 |
95 |
30～300 |
8～20 |
40～50 |
1～15 |
27～60 |
表2 机立窑粉尘的颗粒级配
| 粉尘粒径(μm) |
<10 |
<25 |
<50 |
<70 |
<100 |
<250 |
平均 |
| 体积(%) |
10.6 |
15.8 |
30.5 |
14.1 |
8.89 |
20.21 |
38.9 |
温度与湿度变化是造成粉尘排放波动的原因。大量的粉尘排放又严重污染了周围环境,给厂区及周围居民身心健康带来危害。因此,在生产中机立窑污染是老大难问题,也是机立窑水泥企业亟待解决的问题。
目前,机立窑除尘采用的方法(如沉降室)具有结构简单、助力小、能耗低等优点,但除尘效率低,仅有40%～70%,而且设在窑顶，抗震性差是它O大的缺点。电除尘器除了成本高以外,结露时耗损电严重,电晕线与电极粘灰较多时,除尘效率大大降低。采用喷灌水除尘虽然成本低,投资较小,但存在严重的二次污染,增加了二次治理的成本。这些除尘设备除了昂贵的一次投资与运行费用外,给机立窑煅烧带来的不便,对熟料产量的影响使许多水泥厂望而却步。要解决好这个问题,必须寻找一种与机立窑煅烧工艺相吻合,综合经济技术指标较好的除尘工艺。机立窑长袋低压脉冲袋式除尘器即是这样一种除尘系统,除尘效率高达99%以上,同时避免了二次污染。
2 长袋低压脉冲袋式除尘器工作原理
长袋低压脉冲袋式除尘器工艺原理见图1。长袋低压脉冲袋式除尘器(LCDM)由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰系统和控制系统等几部分组成,采用下进气分室结构。在过滤阶段的压缩空气清灰的脉冲袋式除尘器滤袋状况见图2。图3是清灰阶段的滤袋状况。
图1 LCDM长袋低压脉冲袋式除尘器工作原理
1-除尘器;2-立窑;3-螺旋输送器一;4-螺旋输送器二;5-引风机;6-出气管;7-进气管;8-出气管;9-烟囱;10-电磁排空阀;11-料仓
1-粉尘;2-含尘气体;3-袋笼;4-滤袋;5-净化后气体
1-粉尘;2-袋笼;3-滤袋;4-清灰空气
随着过滤过程的不断进行,滤袋外表面所吸附的粉尘不断增加,从而导致除尘器本身的阻力也逐步升高。当阻力达到一定值时,清灰控制器发出信号,提升阀打开,此袋室除尘布袋恢复过滤状态,而下一袋室进入清灰状态,如此直到O后一袋室清灰完毕为一清灰周期。长袋低压脉冲袋式除尘器是由多个独立的袋室组成,各室按顺序分别进行清灰,互不干扰,可实现长期连续运行。上述清灰、卸灰过程均由控制器进行全自动控制,分为定时和定阻两种,在运行中可灵活掌握。
表3 长袋低压脉冲袋式除尘器技术参数
| 技术参数 |
LCDM9-170 |
备 注 |
| 处理风量(m3/h) |
91800 |
|
| 总过滤面积(m2) |
1530 |
|
| 室数(个) |
9
|
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| 每室袋数(条) |
70 |
|
| 滤袋总数(条) |
630 |
|
| 滤袋规格(mm) |
Φ130×6000 |
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| 滤袋材质 |
拒水防油涤纶针刺毡 |
|
| 过滤风速(m/min) |
1.0 |
|
| 承受负压(pa) |
≤9000 |
|
| 设备阻力(pa) |
<1500 |
|
| 漏风量(%) |
≤3.5 |
|
| 入口温度(℃) |
≤130℃(或根据所配滤袋确定温度) |
|
| 入口浓度(mg/Nm3) |
<200
|
|
| 出口温度(℃) |
>55℃ |
|
| 出口浓度(mg/Nm3) |
<50 |
|
| 除尘效率(%) |
>99.8 |
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| 喷吹压力(Mpa) |
0.3～0.4 |
|
| 耗气量(m3/min) |
0.75 |
|
| 配窑型(ф3×10) |
机立窑 |
机立窑专用除尘器 |
3 长袋低压脉冲袋式除尘器的应用
从表4中可以看出机立窑水泥厂采用袋式除尘器进行排污治理以后,起到了非常明显的效果,达到了O排放标准。
实践证明,长袋低压脉冲袋式除尘器作为机立窑有效的除尘设备,安全适用。采用长袋低压脉冲袋式除尘器,是消除机立窑对环境污染的一条有效途径,它将为保护环境做贡献。
表4 袋式除尘器治理效果
| 测定参数 |
测定结果 |
测定项目 |
测定结果 |
| 大气压力(kPa) |
93.7 |
尘粒浓度(mg/Nm3·d) |
23.65 |
| 烟囱高度(m) |
|
尘粒排放量(kg/h) |
0.75 |
| 出口内径(m) |
|
烟气黑度(林格曼)(级) |
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| 烟气温度(℃) |
80.0 |
设备除尘效率(%) |
99.9 |
| 管道静压(Pa) |
35.0 |
SO2排放量(kg/h) |
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| 管道动压(Pa) |
70.0 |
NOx排放量(kg/h) |
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| 管道平均流速(m/s) |
11.6 |
NO2体积含量(%) |
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| 烟气中水气体积含量(%) |
4.8 |
氮气排放量(kg/h) |
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| 标态排风量(Nm3/h) |
32 261 |
氟化物排放量(kg/h) |
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4 长袋低压脉冲袋式除尘器主要性能特点
适合高温窑炉烟气除尘,对含尘气体性质的大范围波动,适应性强;能随主机长期稳定运行,维护工作少,主体设备寿命长,可达18a以上;能满足环保要求,除尘器的排放浓度可确保<100mg/Nm3;除尘器停机自清系统能确保除尘器始终处于O佳工作状态;有集中控制(DSC远程控制)和机旁控制两种选择;自动烟温控制系统能确保滤袋不致烧毁。
5 结语
从长袋低压脉冲袋式除尘器的结构、原理及运行效果看,长袋低压脉冲袋式除尘器作为机立窑除尘设备,其技术较成熟,社会效益较显著,收到了良好的经济效益。长袋低压脉冲袋式除尘器的应用,对企业促进企业文明生产、向花园式的企业迈进打下坚实的基础,为建立水泥企业的新形象展示了美好的前景。也为保护环境作出了应有的新贡献。
