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水泥工业与袋式除尘的推广应用

文章作者:航宇环保   发布时间:2018-09-22
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布袋除尘器是除尘设备中效率最 高的除尘器。20世纪80年代,我国从美国、德国不断引进电、袋除尘器技术,应用于水泥工业污染的防治。

水泥行业由于生产过程产生大量的粉尘,而被列入高污染行业。随着国家颁布新的《水泥工业大气污染物排放标准》,水泥行业面临着严峻的考验,逐渐走向抗霾除尘之路。对于粉尘治理,目前业内主要采用电除尘和袋式除尘两种。袋式除尘因其效率高、除尘效果好而被广泛应用。
  我国水泥工业的PM2.5、SO2、NOx排放量占全国排放总量的比例分别高达15%~20%、3%~4%、8%~10%,属于污染控制重点行业。目前我国每年因水泥生产向大气排放的粉尘量和废气量约1200万吨以上。水泥企业在生产的过程中,产生大量的粉尘和烟尘,对环境的污染非常严重。
  与世界先进国家水泥产量相比,我国水泥总产量虽居世界第 一,但无论是产品结构还是技术装备水平,都远远落后于工业发达国家。近几年,先进的新型干法水泥生产线获得快速发展,但是水泥生产造成的环境污染问题相对突出。
  一、水泥工业污染治理
  水泥工业所生产的污染物对大气污染较为严重,主要是粉尘颗粒物的影响,其次是少量的气态污染物,如SO2、NOx、HF等。据统计,2012年,我国水泥工业的粉尘颗粒物排放量居各工业之首 ,达数百万吨,占全国工业粉尘颗粒物排放总量的39%,SO2排放占3%~4%,NOx排放占10%~12%,属于重点污染行业。水泥工业迅猛的发展,同时加重了环境污染。水泥生产主要设备及污染物如下。
  1)磨机。生料磨、煤粉磨及选粉机选出合格水泥或煤粉过程中,产生大量的粉尘,其粉尘浓度高达1000g/m³。带旋风收集器的煤磨,其粉尘浓度达700g/m³。
  2)水泥窑。窑系统排出的废气温度高,粉尘浓度大,其含尘浓度为40~80g/Nm³,其中细颗粒(<20μm)占95%。经与磨机联合操作(称窑磨一体机),混合废气温度140~180℃,粉尘浓度增为80~120g/Nm³。还含有少量的有害气体,如SO2、NOx、HF。
  3)烘干机。其废气中粉尘浓度大,温度50~250℃,水分含量20%~25%,烟尘浓度为50~150g/Nm³。也排出SO2、NOx、HF等有害气体。
  4)篦式冷却机。废气中,温度100~250℃,烟气较干燥,烟尘浓度20~30g/Nm³,尘粒粗且硬度大,对设备有磨损作用。
  水泥工业污染物的治理,国家曾多次制订和修订水泥工业大气污染物排放标准,以治理和降低水泥烟尘和粉尘颗粒物及气态污染物对大气的污染。这些标准的制订,一次比一次要求严格。2013年新发布的GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定:对水泥窑、烘干机、冷却机、烘干磨、煤磨排放中的颗粒物最 高允许排放浓度限值为30mg/m³,对破碎机、磨机、包装机、水泥仓等限值为20mg/m³。标准还对气态污染物SO2、NOx、氟化物的排放提出了高要求,如对氟化物的排放从过去的10mg/m³提高到了5mg/m³。这一新标准的出台,促进先进的新型干法水泥的快速和大型化发展,还将促进环保除尘设备的改造升级,也可促进水泥生产减少萤石的使用,降低除尘设备的腐蚀,提高除尘设备的寿命。
  水泥工业的污染治理主要是以除尘器来除掉水泥设备生产中排出的粉尘颗粒物并回收可用的物料,同时利用水泥原料的碱性及袋式除尘除去滤袋上的尘并中和、吸附炉窑废气中的酸性有害气体。布袋除尘器是除尘设备中效率最 高的除尘器。20世纪80年代,我国从美国、德国不断引进电、袋除尘器技术,应用于水泥工业污染的防治。在此基础上,通过消化、吸收和实践经验的积累,试验、改进、创新,使我国电、袋除尘器技术得到了飞跃发展,逐渐形成了我国自有的电、袋除尘技术。
  袋式除尘器配套应用的配件和滤料在20世纪90年代相应通过引进、消化吸收和转化也获得了飞速发展,不仅品种增多,技术和质量也得到了很大提高。滤料从织物发展到针刺毡到复合滤料和覆膜滤料,从粗纤维到超细纤维,不断提高了滤料的过滤性能,同时,滤料的寿命也大大提局。
  二、袋式除尘器的应用
  袋式除尘器的最 大优点是不受粉尘的种类、粉尘浓度的(可处理浓度高达1000g/Nm³以上的废气)颗粒的大小和粉尘比电阻的限制,能适应工艺工况和负荷变化大的特点,其除尘效率仍可稳定达到99.99%,排放粉尘浓度可小至10mg/Nm³以下,能有效捕集5μm以下的粉尘,可作为水泥物料的高效收尘器。同时也具有耐高温、高湿、耐腐蚀、抗结露、防静电、过滤易燃易爆气体的能力。利用预涂层技术,向除尘器前管道中喷人物料(如石灰石、白云石、水泥等),滤袋上所积附的这些尘饼,可吸附沥青、油雾和酸性有害气体。
  袋式除尘器处理风量范围大,小到1000m³/h,大到200万m³/h,占地面积小。当需要维护检修时,可随时分室停风进行,而不停机。
  袋式除尘器最 大缺点是设备阻力大,一般为1000~1500Pa,耐温目前只能达到300℃(发展中的不锈钢、陶瓷纤维可耐450℃以上)。
  袋式除尘器的品种较多,具体应用时应根据各工况点的烟气特性,如烟气量、温度、含尘浓度、露点,以及粉尘、烟尘的特性等选择适合的袋式除尘器,并使除尘器在最 佳状态下运行。
  水泥生产过程本身是一个粉尘处理与加工的过程,其主要的污染就是粉尘,有害气体相对小些。对于干法生产,从头至尾均有污染源,而生产线中排放的粉尘有些是被粉碎的原料和燃料,有些则是水泥的成品和半成品,具有很高的回收利用价值。采用袋式除尘器既能过滤和控制粉尘对大气的污染,又能大量回收可利用的物料。脉冲布袋除尘器的品种较多,通过不断努力和创新,目前使用较多的有两种,即长袋脉冲除尘器和气箱式脉冲除尘器。
  长袋脉冲除尘器:这是一种袋长6~8m的行喷式脉冲袋除尘器,属高能脉冲喷吹清灰,清灰能力强,袋底压力可达2000Pa,可处理高浓度粉尘,除尘效果好。近几年较多地应用于水泥生产的高温和常温工况除尘系统中,其最 大优点是滤袋较长,可达6~8m,过滤面积大,过滤速度一般选用10~12m/min,也有用到15m/min,充分利用空间,占地面积小,可分室离线或在线清灰,高压或低压喷吹,可分室停风检修与换袋,适于大中型、处理风量大的脉冲机组中。国内已广泛应用于水泥、冶金钢铁、有色金属、机械、化工行业,也应用于燃煤电站锅炉除尘系统中,是袋式除尘器中的佼佼者。
  气箱式脉冲除尘器是一种高能清灰的袋式除尘设备,分室高压脉冲喷吹清灰,可处理高浓度粉尘,是20世纪80年代末由美国Fuller公司引进的,主要应用于水泥工业常温工况的各产尘工艺系统中,也已有部分应用于高温窑炉烟气的过滤除尘。经多年使用,除尘效果很好,排放浓度低、清灰强、阻力小、设备寿命长,很快就在水泥行业得到推广应用,还可设计防静电针刺毡及泄爆阀,可应用于煤粉制备工艺收尘系统中。其优点是体积小、占地面积少、节约投资。但其滤袋较短,一般为2.5~3m,且布置较密,含尘气体上升速度大。脉冲阀一个分室仅1~2个,清灰不够均衡,适用于中小型除尘系统。 

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