1 引言
對水泥窯的穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生了重大影響回顧窯尾袋除塵器的應(yīng)用歷史．分析窯尾除塵技術(shù)的發(fā)展方向．總結(jié)設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)．對進(jìn)一步促進(jìn)窯尾袋除塵器的健康發(fā)展具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。
2 窯尾煙氣的特性
水泥窯運(yùn)轉(zhuǎn)正常的情況下．窯尾煙氣溫度在350度左右；窯況異常時，煙氣溫度會更高。窯尾煙氣中粉塵濃度高，折合成標(biāo)況時一般在40～80g／Nm。：且粉塵中含有大量高溫分解成分，細(xì)粉多，20～30um以下的顆粒占50％以上。此外，由于冷卻方式的不同，如采用增濕塔、對原料進(jìn)行烘干、摻冷風(fēng)和余熱發(fā)電等，冷卻后的煙氣水分含量會有很大的不同．煙氣露點(diǎn)溫度也因冷卻方式不同而變化。
3 窯尾煙氣治理技術(shù)的發(fā)展階段與展望
窯尾煙氣是水泥生產(chǎn)線主要的污染源．而且浪費(fèi)了大量有用的原材料和熱能．因此搞好窯尾除塵是水泥環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究的重中之重．具有十分重要的意義。窯尾煙氣除塵系統(tǒng)經(jīng)歷了電除塵器、袋除塵器兩大技術(shù)的應(yīng)用階段．目前大型節(jié)能袋除塵器正在廣泛推廣之中。同時，行業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)了電改袋和電袋復(fù)合技術(shù)的新動向。
目前．無論是電除塵器還是袋除塵器均有很好的除塵效果，只要設(shè)計(jì)選型正確、制造質(zhì)量優(yōu)良、安裝質(zhì)量受控、維護(hù)操作合理，均能達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3．1 電除塵器
電除塵器在我國發(fā)展新型干法水泥生產(chǎn)線中取得了廣泛的應(yīng)用，特別是20世紀(jì)80年代中期、90年代中期天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、河南中材環(huán)保有限公司等單位聯(lián)合兩次引進(jìn)德國魯奇(Lurgi)公司技術(shù)后，做了大量的消化吸收再創(chuàng)新工作。魯奇電除塵技術(shù)已大量應(yīng)用于2 000～10 00t/d新型干法水泥生產(chǎn)線的窯頭窯尾除塵．這標(biāo)志著電除塵器在水泥工業(yè)窯頭窯尾應(yīng)用上的成熟。 電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)：
(1)本體壓力損失小，一般<200Pa；
(2)單機(jī)處理煙氣量大；
(3)耐高溫，可在400％高溫下運(yùn)行；
(4)主要部件使用壽命長．維護(hù)費(fèi)用低電除塵器的主要缺點(diǎn)是；
除塵效率受煙氣和粉塵的物理化學(xué)特性影響大。
因而對工藝操作要求較高．對于高比電阻粉塵、微細(xì)和超微細(xì)粉塵等除塵效果不理想，甚至不能使用。
3．2 袋除塵器
袋除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)：
(1)除塵效率受煙氣和粉塵的物理化學(xué)特性影響?。畬r變化的適應(yīng)能力強(qiáng)：
(2)能捕捉超微細(xì)(≤0．1lxm)粉塵，除塵效率高，為今后國家進(jìn)一步提高排放標(biāo)準(zhǔn)留有余地：
(3)操作維護(hù)簡單。
袋除塵器的主要缺點(diǎn)是：
(1)本體壓力損失大，一般情況下1 000～2 000Pa；
(2)受濾料的耐溫限制，不能處理溫度很高的煙氣．一般不超過200~C：
(3)維護(hù)費(fèi)用高。袋除塵器的濾袋壽命一般2～3年．若每3年更換一套濾袋．對大型袋除塵器來說其費(fèi)用高達(dá)數(shù)百萬元，這是一筆不小的費(fèi)用。
3．3 電改袋
20世紀(jì)90年代前期設(shè)計(jì)的水泥生產(chǎn)線．在環(huán)保、節(jié)能等方面如何達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，是一個亟待解決的問題，電改袋是一種有效途徑之一。
(1)電改袋常見技術(shù)方案
將原電除塵器改造為噴吹脈沖袋除塵器．保留原電除塵器基礎(chǔ)和大部分殼體。如進(jìn)氣口、除塵器外殼、
灰斗、排灰系統(tǒng)等。盡可能的節(jié)省費(fèi)用和縮短工期：拆除原電除塵器的全部內(nèi)部結(jié)構(gòu)件及其振打裝置等
(2)總體結(jié)構(gòu)
袋除塵器采用原電除塵器鋼結(jié)構(gòu)外殼 殼體的上部增加凈氣室和出氣閥．凈氣室底部為花板．在花板上安
裝濾袋、袋籠及噴吹系統(tǒng)。進(jìn)氣口*利用原電除塵器進(jìn)氣喇叭和分布板．煙氣靠進(jìn)氣端隔板導(dǎo)流后進(jìn)入袋室進(jìn)行過濾。改造后的袋除塵器采用噴吹脈沖清灰方式
(3)工作原理
當(dāng)含塵氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入除塵器后．首先碰到進(jìn)氣口中的分布板和導(dǎo)流隔板．氣流便均勻流向袋室．同時氣流速度變慢。由于慣性作用，使氣流中的粗顆粒粉塵直接落人灰斗。起到預(yù)收塵的作用。進(jìn)入袋室的氣流通過內(nèi)部裝有金屬骨架的濾袋，粉塵被捕集在濾袋的外表面．凈化后的氣體進(jìn)入袋室上部的凈氣室．各凈氣室出口匯集到一個排氣總管與原電除塵器出氣管道連接．氣體從此排出。
3．4 電袋復(fù)合技術(shù)
電袋復(fù)合技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式有兩大類型．一種是前電后袋．另一種是混合式一種前電后袋．又稱為電袋分級處理，實(shí)際上是保留電除塵器的一電場．而將后面的電場按以上電改袋方案改造成袋除塵器 煙氣通過一電場后再進(jìn)入后面的袋除塵器．從而使進(jìn)入袋除塵器的含塵濃度大大降低．同時由于粉塵的預(yù)荷電作用．吸附到濾袋表面后組織松散．因而提高了粉塵層的透氣性和清灰效果二種混合式．電暈線放在袋除塵之間．粉塵獲得飽和荷電．帶同樣電荷的粉餅．會因顆粒互相排斥而變得疏松。系統(tǒng)阻力明顯降低，除塵效率進(jìn)一步提高。電袋復(fù)合除塵是技術(shù)創(chuàng)新的一個方向．行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始關(guān)注該項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用情況
3．5 袋除塵器技術(shù)展望
(1)技術(shù)創(chuàng)新步伐加快。目前各主要水泥環(huán)保裝備企業(yè)均十分關(guān)注技術(shù)的開發(fā)情況．袋除塵器的應(yīng)用技術(shù)在未來的幾年里將會取得快速發(fā)展
(2)整機(jī)大型化趨勢。隨著國內(nèi)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，高技術(shù)、大產(chǎn)能的水泥生產(chǎn)線陸續(xù)上馬．加之國家大氣粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)的提高．必然會促進(jìn)大型袋除塵器的應(yīng)用及推廣．尤其是長袋噴吹脈沖袋除塵器大型化的趨勢明顯．其性能目前已經(jīng)接近和達(dá)到水平
(3)推廣耐高溫、高濃度袋除塵器的趨勢。在“十一五”期間．適應(yīng)高溫、高含塵濃度的袋除塵器將取得進(jìn)一步推廣使用 這種袋除塵器能夠直接處理溫度高達(dá)300~C．含塵濃度達(dá)1 350g／Nm，的煙氣．并可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放
(4)窯尾袋除塵器的設(shè)計(jì)將充分考慮與純低溫余熱發(fā)電的緊密結(jié)合 袋除塵器在發(fā)揮自身優(yōu)勢的同時．在設(shè)計(jì)選型和應(yīng)用上要充分考慮與純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的相互適應(yīng)、相互協(xié)調(diào)。袋除塵器+純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合將成為落實(shí)國家節(jié)能減排重大方針政策的有效途徑4 窯尾袋除塵器的選型根據(jù)工藝設(shè)計(jì)方案和工藝參數(shù)對袋除塵器進(jìn)行選型．主要步驟包括：袋除塵器類型的確定、處理風(fēng)量的確定、過濾材料的選擇、過濾風(fēng)速的選取、過濾面積的計(jì)算和除塵器規(guī)格的選取等。
4．1 袋除塵器類型的確定
目前應(yīng)用于水泥窯尾的袋除塵器主要有反吹風(fēng)式和噴吹脈沖式兩大類。
f1)反吹風(fēng)袋除塵器
較早應(yīng)用于2 000t／d水泥生產(chǎn)線窯尾煙氣處理的袋除塵器就是反吹風(fēng)式的，其型號為LFGF1200—2x7，
設(shè)計(jì)風(fēng)量370 O00m3／h，名義過濾風(fēng)速0．38m／min，一室清灰過濾風(fēng)速0．46m／min，一室清灰，一室檢修時的過濾風(fēng)速0．49m／min。濾袋為南京玻璃纖維研究院生產(chǎn)的玻纖膨體紗布(8=O．45)。1995年5月達(dá)標(biāo)正常運(yùn)行．一年后經(jīng)北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心測試，出口濃度24．0mg／Nm，，除塵器阻力1 580Pa，以后長期運(yùn)行．低出口濃度只有幾毫克。濾袋保證壽命2年，實(shí)際使用3年以上，這在當(dāng)時水泥窯尾除塵方面具有劃時代的意義。反吹風(fēng)袋除塵器主要不足之處是過濾風(fēng)速低，一般不大于0．5m／min，就是用玻纖覆膜也只能到0．6m／min，因而除塵器的體積較大。
f2)噴吹脈沖袋除塵器
噴吹脈沖袋除塵器是在總結(jié)各種袋除塵器應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型袋除塵器。它采用噴吹脈沖清灰技術(shù)，增強(qiáng)了濾袋的清灰效果，提高了過濾風(fēng)速，節(jié)省了清灰能耗和縮小了除塵器的體積及占地面積。除塵器采用PLC可編程控制器，自動控制清灰、輸灰的全過程。因此，該除塵器是一種處理風(fēng)量大、清灰效果好、除塵效率高、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、占地面積小的大型除塵設(shè)備。
其主要特點(diǎn)是：
(1)采用噴吹脈沖技術(shù)，清灰效率高，能耗低；
(2)脈沖閥使用壽命長，可靠性高；
(3)噴吹效果好，設(shè)備運(yùn)行阻力?。?br />(4)安裝更換濾袋方便，固定可靠；
(5)相對于反吹風(fēng)袋除塵器來說，噴吹脈沖袋除塵器的體積和占地面積較小。
4．2 處理風(fēng)量的確定
袋除塵器的處理風(fēng)量應(yīng)根據(jù)工藝計(jì)算再結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)．新型干法水泥生產(chǎn)線都將窯尾煙氣用于原料烘干，窯尾工藝系統(tǒng)實(shí)際上包括了原料粉磨烘干系統(tǒng)。當(dāng)原料磨運(yùn)行時．除塵系統(tǒng)要同時處理窯尾煙氣和原料磨煙氣，稱為聯(lián)合操作 當(dāng)原料磨停運(yùn)時，除塵系統(tǒng)只處理窯尾煙氣．稱為直接操作。對窯尾袋除塵器來說，直接操作時由于煙氣量和粉塵濃度較聯(lián)合操作低，所以應(yīng)考慮聯(lián)合操作時的煙氣量。
4．3 過濾材料的選擇
過濾材料是袋除塵器的核心部件，濾料的性能和壽命．決定了袋除塵系統(tǒng)的成敗。近幾年窯尾袋除塵器大部分采用玻纖覆膜濾料，一部分采用P84或Nomex+RH處理 在進(jìn)行濾料選擇時，首先要注意煙氣特性對濾料性能的影響．主要考慮煙氣的溫度、濕度、腐蝕性以及氧化劑等因素。除了煙氣特性外，粉塵濃度、除塵效率、阻力、粉塵剝離率也影響著濾料的選擇；同時，濾料經(jīng)向緯向斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率也是需要考慮的重要因素。濾料的選擇要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)，在相對穩(wěn)定的一個時期內(nèi)．一個行業(yè)以1至2種經(jīng)典選擇為主，做到簡單實(shí)用。
4．4 過濾風(fēng)速的選取
為保證窯尾袋除塵器的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)窯尾煙氣的性質(zhì)、工藝狀況、濾料的種類、清灰方式等選取合適的過濾風(fēng)速。對于反吹風(fēng)袋除塵器．選用玻纖膨體紗作濾袋時，凈過濾風(fēng)速應(yīng)≤0．5m／min，如選用玻纖覆膜作濾袋，則凈過濾風(fēng)速應(yīng)≤0．6m／min，高不能超過0．7m／min。對于噴吹脈沖袋除塵器，選用玻纖覆膜濾料時，凈過濾風(fēng)速可取到1．0m／min．選用P84或Nomex+RH處理時，凈過濾風(fēng)速可取到1．20m／rain。
上述為一般建議，具體選擇要同業(yè)主、總承包商就工藝參數(shù)充分交換意見。尤其要注意的是．相同的濾料不同的供應(yīng)商其濾料質(zhì)量和后處理(或表面處理)質(zhì)量有較大的差異。在選取過濾風(fēng)速時，這種差異要給予充分的考慮。
4．5 過濾面積的計(jì)算
S=Q/(60.v)
式中： 一過濾面積，m ；
p一煙氣量，m3／h；
一過濾風(fēng)速，m／min。
要說明的是．對于離線清灰的袋除塵器．以上計(jì)算出來的面積為凈過濾面積．凈過濾面積是指扣除離線清灰室以后的過濾面積。如采用在線清灰。則沒有凈過濾面積的概念
4．6 除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于受到氣流上升速度及清灰氣流的限制．噴吹脈沖式的濾袋不能做得很長．因而限制了其在大規(guī)格除塵器上的發(fā)展。近年來。歐美和澳大利亞等發(fā)達(dá)國家對解決這一問題進(jìn)行了大量的研究。從噴吹技術(shù)、進(jìn)氣方式和氣流分布等方面下手。取得了突破性的進(jìn)展。使濾袋的長度從4m增加到6～8m甚至更長．而濾袋的直徑還保留在130ram。個別增加到150ram 這就使得同樣的空間可以布置更多的過濾面積．加上它可以取較高的過濾風(fēng)速。不但解決了在大規(guī)格除塵器上的應(yīng)用，而且單位過濾面積的鋼耗量也大大降低．稱為脈沖技術(shù)的二次革命。河南中材環(huán)保有限公司的LJP系列長袋噴吹脈沖袋除塵器就是在國際袋除塵技術(shù)快速發(fā)展的大背景下通過自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)的考慮到目前市場的接受能力．LJP系列袋除塵器濾袋直徑確定為160ram。濾袋長度6～8m。優(yōu)先推廣7m。
LJP系列袋除塵器采用了*的側(cè)進(jìn)氣方式．即煙氣進(jìn)入進(jìn)氣煙道后．不是*入灰斗再從濾袋底部向上運(yùn)動．而是從濾袋的上部側(cè)向進(jìn)入袋室，并在袋室內(nèi)向下運(yùn)動。這種進(jìn)氣方式大大降低了氣流上升速度．使濾袋在長度方向上的粉塵負(fù)荷更均勻。使粉塵的沉降方向與氣流的方向一致，提高了清灰效果。這是噴吹脈沖袋除塵器濾袋能夠做到6～8m長的關(guān)鍵所在 LJP系列袋除塵器的另一重要技術(shù)是在兩個濾袋組之間留有足夠的煙氣通道，為雙閥結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件．雙閥結(jié)構(gòu)可使單機(jī)處理煙氣量更大LJP系列袋除塵器還設(shè)計(jì)有離線清灰和不停機(jī)檢修功能。清灰時。袋室上部出氣口的閥門關(guān)閉，切斷過濾氣流，清灰完成后再將閥門打開。檢修時，除將袋室上部出氣口的閥門關(guān)閉外．同時將袋室下部的進(jìn)氣閥關(guān)閉．此時該室就與整個除塵工藝脫開．實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修．保證除塵器與水泥窯同步運(yùn)行。此外．LJP系列袋除塵器還有頂棚設(shè)計(jì)、定時定差壓清灰設(shè)計(jì)、自動破袋檢測功能等多種設(shè)計(jì)可供用戶選擇．更重要的是，LJP系列袋除塵器的噴吹管和花板在工廠內(nèi)組合成一個凈氣箱體．確保了花板和噴吹管的組合精度。不僅方便現(xiàn)場安裝調(diào)整．而且對濾袋的壽命有相當(dāng)?shù)谋ＷC作用。
4．7 袋除塵器的清灰
袋除塵器的清灰通常有定時和定差壓兩種方式定時清灰控制簡單。操作方便。但可能造成清灰不足或清灰過度。比較適合工藝條件相對穩(wěn)定的場合 定差壓清灰能根據(jù)濾袋的阻力決定清灰頻率．不會造成清灰不足或清灰過度。但差壓儀器的維護(hù)和調(diào)整比較麻煩．適合工藝條件經(jīng)常變化的場合。LJP系列袋除塵器具有定時和定差壓兩種清灰方式設(shè)計(jì)．調(diào)試時或工藝變化時可采用定差壓清灰方式．取得經(jīng)驗(yàn)后或工藝穩(wěn)定后可采用定時清灰方式。用戶使用起來更靈活更方便LJP系列袋除塵器采用噴吹脈沖清灰。既保持了脈沖式清灰能力強(qiáng)的特點(diǎn)。又可以在濾袋的壽命后期用提高噴吹壓力的方法來保證清灰效果 這對獲得良好的清灰效果、增加濾料的適應(yīng)性和延長濾袋的使用壽命有很大的好處。
5 窯尾袋除塵器的使用
5．1 推廣應(yīng)用情況
LIP系列長袋噴吹脈沖袋除塵器自研制以來．在國內(nèi)外開始大量推廣使用．取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境 效益和社會效益。
5．2使用注意事項(xiàng)
在正式投料前進(jìn)行檢查調(diào)試，調(diào)試合格后．窯尾袋除塵器即可投入試運(yùn)行 大多數(shù)新型干法水泥生產(chǎn)線投料前的烘窯或點(diǎn)窯均會采用重油作燃料．因此開啟高溫風(fēng)機(jī)后．殘留在窯及預(yù)熱器中未*燃燒的重油分子，可能會進(jìn)入袋除塵器而附著在濾袋表面．從而影響濾袋的透氣性能，故在袋除塵器初次使用前或更換新的濾袋后．一定要在濾袋表面預(yù)先敷涂一層干粉。但是，如果在烘窯或點(diǎn)窯前生料磨先投入運(yùn)行．原料粉又經(jīng)過袋除塵器，則此過程可免去。不過．在生料磨開啟且無窯尾熱風(fēng)的情況下．一定要將生料磨出磨氣體的溫度控制在高于煙氣露點(diǎn)溫度以上30℃ ．以防止煙氣在除塵器內(nèi)結(jié)露而造成糊袋進(jìn)入窯尾袋除塵器的煙氣通常是由窯磨煙氣組成從窯尾預(yù)熱器出來的煙氣溫度一般在350℃左右．但在投料初期系統(tǒng)工況不穩(wěn)定．煙氣溫度可能會超過正常值很多，有時可高達(dá)450℃ 這時要嚴(yán)格控制除塵器人口的氣體溫度．將其保持在濾料允許的溫度內(nèi) 當(dāng)溫度持續(xù)上升時，一定要采取有效的措施．如加大增濕塔的噴水量或摻冷風(fēng)等，確保濾袋不會被燒壞或減短壽命。
6 結(jié)束語
(1)窯尾煙氣具有溫度高、濃度高、風(fēng)量大、粉塵細(xì)、粉塵性質(zhì)變化快、溫度范圍波動大等特點(diǎn)。為穩(wěn)定地達(dá)到GB4915—2004排放標(biāo)準(zhǔn)．窯尾煙氣治理如果采用袋除塵器．建議選用LIP系列噴吹脈沖袋除塵器。如果要求達(dá)到30mg／Nm。以下排放．LIP系列袋除塵器更有優(yōu)勢。
(2)在水泥窯尾工藝系統(tǒng)和袋除塵器本身的控制系統(tǒng)采取有效的防范措施后．窯尾袋除塵器*可以做到長期運(yùn)行。
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