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大型袋式除塵器在水泥企業應用優勢明顯

  我國水泥工業随着産業政策的調整,水泥生産日趨大型化,這些大型水泥生産線,每條線都有50多台除塵器,窯尾除塵是環保關鍵所在。大型水泥廠的窯尾除塵,過去一直都采用電除塵器,由于電除塵器比電阻的敏感性及其除塵機理決定,其煙塵排放濃度較高,一般都在100mg/m3以上。随着環保新标準的實施,窯尾煙塵排放濃度都要求小于等于50mg/m3.沿海經濟發達地區甚至要求窯尾煙塵排放濃度小于等于10mg/m3.因此,采用袋式除塵器是窯頭、窯尾除塵發展的必然趨勢。也有不少水泥廠根據企業自身設備、資金情況,将不能達标排放的電除塵器改造成袋式除塵器,也取得了很好的效果。由于袋式除塵器的适應能力比電除塵器要強,因此,在窯頭、窯尾采用袋式除塵器越來越多,發展勢頭迅猛。本文針對大型袋式除塵器在水泥企業的應用進行了較為詳細的介紹,相信能對廣大水泥企業環保改造有所啟發。
  新型幹法水泥廠生産過程一般有除塵器50餘台。過去除回轉窯廢氣處理和窯頭冷卻機外,多數企業采用電除塵器。随着環保事業的發展及袋式除塵器技術的進步,水泥生産的整個過程幾乎全部可以采用袋式除塵器。

  大型化的高效袋式除塵器是現代除塵技術發展的标志之一。它除塵效率高,特别是捕集微細粉塵效果更佳。近年來,袋式除塵器濾料材質的提高和清灰控制自動化與結構性能的優化,為袋式除塵器的發展提供了技術保證,大型幹法水泥窯窯尾煙氣處理采用袋式除塵器已漸成趨勢。

  袋式除塵器的技術特點1.對窯工況變化的适應能力強客觀地講,無論是電除塵器還是袋式除塵器均有很高的捕塵效果,隻要設計選型正确、産品質量優良、維護操作合理,均能保證國家規定的排放标準。相比較而言,由于設備結構及除塵清灰機理的不同,當窯工況失穩、熱工參數偏離原設計指标波動變化時,袋式除塵器的适應能力則要強一些。

  實際生産中,當進入電除塵器的廢氣量或含塵濃度超過原設計值時,其除塵效率就會下降。而窯尾廢氣不可能一直保持在設計指标範圍内。當喂料(煤)量、系統漏風超過設計指标時,均有可能使窯尾廢氣量超标,從而使除塵器的除塵效率下降,排放濃度超标。例如,當進入電除塵器的廢氣量比設計指标高5%~10%時,其除塵效率将由原設計的99.875%下降至99.83%~99.77%,在這種情況下,若原設計排放濃度≤100mg/m3,實際排放濃度則将上升為137mg/m3~184mg/m3.同樣,當預熱器内漏風超過2%時,預熱器分離效率明顯降低,此時廢氣含塵濃度有可能增大,這也将引起除塵器的除塵效率下降,廢氣排放濃度超标。

  要解決進入電除塵器的廢氣量或含塵濃度增加而導緻除塵效率下降、排放超标的問題,必須增加極闆以增加沉澱極闆面積,這對正在使用的電除塵器來說是非常困難的。而袋式除塵器是按照選定的過濾風速來确定濾袋過濾面積的,其濾袋過濾面積基本不受廢氣量或含塵濃度影響。當進入袋式除塵器廢氣量增加時,其過濾風速增加、阻力上升速度加快,此時隻需将濾袋清灰周期縮短、清灰次數增加即可滿足除塵要求,其除塵效率是不受影響的。

  另外,相比較而言,進入除塵器廢氣的溫度、濕度(即煙氣性質)的變化對電除塵器的影響要大些。一般控制進入電除塵器的煙氣溫度為120℃~150℃、濕度為10%~15%、露點為50℃~60℃,過高或過低均對電除塵器運行不利。溫度過高、濕度過低,則粉塵比電阻升高,有可能使電場頻繁火花放電、電暈電流增大、除塵效率下降;溫度過低、濕度過高,有可能使粉塵在極闆和電暈線上産生粘附,使振打清灰困難,嚴重時會影響除塵器正常工作。

  袋式除塵器對廢氣溫度、濕度變化的範圍要求較寬,尤其是由于一些新型濾料的應用,如玻璃膨體紗微孔薄膜複合濾料等,其工作溫度為250℃(瞬時可達280℃),允許溫度要求也較電除塵器寬。綜上所述,可以說袋式除塵器較電除塵器對窯工況變化及煙氣性質變化的适應性要強些。

  2.袋式除塵器能捕捉細微的粉塵随着濾料産業的發展,新産品不斷出現,已經可以選擇滿足捕捉細微粉塵的濾料,這就使除塵效率大大提高。

  3.對環保要求适應性強随着人們對生存環境質量要求的不斷提高,政府必然會逐步提高環保标準。目前,電除塵器進一步降低出口濃度隻能靠增加沉澱極闆面積來提高捕塵效率,減小排放量,這勢必将增加設備體積和投資。而袋式除塵器隻需通過調整清灰頻率即可滿足新排放要求。

  4.運行維護簡單可靠水泥窯運行過程中,在開窯或處理不正常窯況時,燃料量增加、空氣量不足或者燃料與空氣混合不均,以及窯溫過低使燃料燃燒不完全時,往往可能産生大量的CO可燃氣體,以及過多的未燃盡煤粉進入除塵器内沉積。另外,大多數窯尾除塵器是負壓操作,在設備管道不嚴密處漏,入空氣。不論是電除塵器還是袋式除塵器,如果機内存在上述2種情況(即機内有可燃物質和助燃氧氣),一旦遇上明火,都同樣存在燃爆的可能。對電除塵器而言,高壓電場的放電火花将激發它的燃爆,其燃爆的可能性更大些。因此,窯尾必須裝設CO及O2分析儀,以确保電除塵器安全運行,而對袋式除塵器來講,因其機内不具備産生明火的條件,相對電除塵器其安全性更大些,控制要求不需要如此嚴格,因此其操作運行相對要簡單可靠些。

  除塵器長期運行過程中,總不免會發生一些故障,如電除塵器電電變形或位移,陰極線的松動、斷線、電極積灰過多,絕緣瓷瓶破損及袋式除塵器破袋等。對電除塵器來說,一旦出現突發性故障,影響整機運行時,就必須停機離線維修。大型袋式除塵器采用的都是分室結構離線清灰。如2000t/d水泥窯窯尾大布袋除塵器一般分14~16個室,某一室發生故障,離線維修,對整機運行基本沒有影響,僅過濾風速略有增加而已。

  5.袋式除塵器可以在非正常情況下最小排放現有的水泥窯大多采用電除塵器,受電除塵器自身的安全要求,有2種超标情況:①點窯時煤燃燒不完全,CO超标,此時不向電除塵器供電引起粉塵濃度超标排放。不過,它的時間不長,超标排放量也不大,可以忽略。窯點火,窯溫上升到一定溫度時,燃燒基本正常時才投料,電除塵器也投入運行。因時間很短,而投料之前隻有煙塵,即使有一段時間超标,超标值很少(200mg/m3~300mg/m3),排放總量可以忽略。②生産過程中,由于操作不當造成CO超标,停止向除塵器供電引起粉塵濃度超标排放。此時由于要對窯系統進行調整,不能停止運行,因此隻能停止向電除塵器供電,這引起粉塵濃度超标排放,此時粉塵濃度超标排放量就大了。

  窯尾粉塵濃度平均為60g/Nm3~80g/Nm3,增濕塔及電除塵器殼體的沉降率分别為20%、50%,排入大氣的粉塵濃度則為60~80×(1-0.2)×(1-0.5)=24g/Nm3~32g/Nm3,國家規定的水泥窯排放标準為100mg/Nm3,生産過程中由于操作不當造成CO超标,停止向電除塵器供電引起粉塵濃度超标排放量是達标排放量的240~320倍,這是十分驚人的,而采用袋式除塵器就可避免此情況。

  經濟方面的比較袋式除塵器的阻力大,而電除塵器阻力小,因而很多人認為袋式除塵器主風機消耗的電功率也要大很多。其實電除塵器除了主風機消耗的電功率之外,還有高壓供電機組、電除塵器絕緣加熱器及極闆的振打等都會耗電,算起來兩者的功率消耗相差也不是很大。初投資2類除塵器接近(袋式除塵器比電除塵器高約4%),運行費和維護費袋式除塵器比電除塵器高一些。不過關鍵還在于袋式除塵器選用何種濾料。有的濾料價格每平方米隻有幾十元,而有的卻是200~300元,這就直接影響了初投資。濾袋的使用壽命有的1~2年,有的可達3~4年,這就給維護費拉開了很大的差距。此外,雖然電除塵器和袋式除塵器都有很高的除塵效率,但袋式除塵器在處理微細粉塵時要強一些,因而在目前對環保要求日趨嚴格的情況下,采用袋式除塵器更為有利。

  随着環保技術的不斷提高及環保産業的發展,大型袋式除塵器設計的不斷優化,部件質量的提高,新型高品質濾料的出現,越來越多的水泥窯窯頭、窯尾的廢氣處理采用了大型袋式除塵器。此外,根據目前我國的制造水平,很多廠家已完全具備生産大型袋式除塵器的裝備和力量,能夠滿足水泥工業及其他工業生産的要求。展望未來,袋式除塵器将在水泥工業設備應用中占有絕對的優勢。

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