水泥工业是支撑社会和经济发展的重要基础原材料工业之一,在对社会作出巨大且无比替代贡献的同时,对环境污染的贡献也不容小视,据不完全统计,2012年全球水泥产量35亿吨,而中国水泥产量21.84亿吨,占世界产量的62.4%。中国水泥工业CO2排放量占中国CO2总量的20%。
水泥生产线从矿石开采到水泥成品包装出厂,整个生产工艺流程的各个环节,都不免产生大量的粉尘,水泥厂要降低粉尘排放量,必须加强除尘器的使用管理,针对存在的问题,及时分析原因,并加以解决。
2、存在问题和原因分析
水泥企业使用的布袋除尘较多,部分企业使用不好,存在一定的问题,主要由管理不善、设计选型不当等原因造成的。
2.1 存在主要问题
(1)风管磨损、堵塞或集灰;
(2)收尘系统的风机风压不够,导致设备的效率下降;
(3)收尘器阻力高,达2000~3000Pa;
(4)扬尘点的含尘浓度高;
(5)滤袋局部破损、结露堵塞;
(6)滤袋使用寿命短,换袋频繁,收尘器的运转率低。
2.2 原因分析
(1)设计阶段,有的扬尘点未考虑设置收尘器或一台收尘器连接的尘源点太多,阻力不平衡造成粉尘弥漫、收尘效率降低;
(2)收尘器的处理风量偏小、过滤风速过大,导致收尘效率不高;
(3)收尘管道内集灰甚至堵塞、磨损,多数情况下由于收尘管道的斜度不合适或风速太高;
(4)收尘器的进口浓度高,多数情况是由于吸尘罩的抽吸风速过高,其主要原因是吸尘罩设计不合理;
(5)收尘器清灰控制程序设定不合适影响清灰效果,收尘器阻力大、有时是由于脉冲清灰周期和脉冲宽度设定不合适;
(6)收尘系统漏风大,致使管道内的压力和风速发生变化;
(7)袋笼损坏主要是材料差、选型不当、进口含尘浓度高、脉冲阀安装角度不正确、喷吹管的喷吹孔偏斜、结露堵塞、超温和水解的原因;
(8)压缩空气的压力不合适、所含的油水分离不净,影响滤袋的清灰效果、滤袋被堵塞使收尘器阻力增大;
(9)管理不到位,致使小的故障变成大的事故,造成更大损失。
3、解决方法及措施
针对上述存在的问题和原因分析,大致可归纳为两个主要方面,一是系统设计和收尘器选型不合理;二是操作和维护不当或不及时造成的。
3.1 收尘系统设计阶段应重视的问题
3.1.1根据扬尘点位置和粉尘性质选取合适的过滤风速
根据不同的扬尘点、粉尘性质、除尘器不同的清灰方式选择合适的处理风量和过滤风速。
一般水泥厂的各扬尘点可按如下推荐的含尘浓度、过滤风速进行选型:篦式冷却机处含尘浓度为10~30g/m3,过滤风速1.5m/min;水泥磨处含尘浓度为80~150g/m3,过滤风速1.3m/min;带高效选粉机的水泥磨处含尘浓度为800~1000g/m3,过滤风速0.8~1.0m/min;原料磨处含尘浓度为300~500g/m3,过滤风速1.0m/min;原料立磨处含尘浓度为700g/m3,过滤风速1.0m/min;煤磨处含尘浓度为80g/m3,过滤风速1.2m/min;窑尾处含尘浓度为40~80g/m3,过滤风速0.5~1.0m/min。
3.1.2根据处理气体和粉尘性质选用不同材质的滤袋
一般是根据被处理气体的温度选用滤袋的材质,同时要考虑到水份高发生水解,如烘干机配套除尘器发生水解,有时水泥磨、冷却机也会发生。
现在市面上出售的聚四氟乙烯( 简称PTFE)覆膜针刺毡,由于PTFE的疏水性很好,甚至潮湿和粘结性粉尘也能极容易清除掉,适合于湿度较大含尘气体的收尘。
3.1.3重视系统的合理设计
系统设计时需要统盘考虑抽吸的风量、吸尘罩或与设备连接件的形状、管道尺寸和走向等,都应该合理而又正确地确定。
(1)首先要确定必需的收尘风量
水泥厂尘源点的收尘风量可从设计手册中查到,选用时要加以认真进行分析。
(2)一台收尘器捕集的尘源点不能太多
一台收尘器捕集多个尘源点,在特定的条件下可节省投资。但是捕集的尘源点过多,对系统管道阻力平衡不好计算,实际操作时也较困难,易造成阻力大的 尘源点抽风量减少,直接影响其收尘效果。建议在正常状况下不要超过3~5个。
(3)吸尘罩的吸尘点
重视吸尘罩的设计,尤其是吸尘点的设计,既要使尘源点的粉尘不外逸,又要不能吸入过多粉尘,吸尘罩设计要点是吸尘点的位置和吸风速度(吸尘罩前的空气流速)。
斗式提升机头部的吸尘点,对于高度>10m的斗式提升机,上部吸尘点应设置在头轴的下方,下部的吸尘点应设置在尾轴的上方。
(4)吸尘罩的吸风速度
吸尘罩的吸风速度正常按如下选择:在空气不大流动区、初速度也低时产生的粉尘为0.5~1.0m/s;在空气高速流动区产生的粉尘为1.0~2.5m/s;在空气极高速流动区、初速度也高时产生的粉尘为2.5~10。
(5)收尘管道尺寸和管道风速
收尘管道尺寸的确定取决于被处理风量和管道风速,风量一般变化不大,所以管道尺寸确定的主要参数是管道风速。风速较小,可降低能耗,但是粉尘可能沉积在管道内,甚至引起管道堵塞。收尘管道发生堵塞故障,多数是由于管道风速过低造成的。相反管道风速高时,不仅能耗增大,还会加大管道磨损,特别是管道拐弯处,管道风速的建议取18~23m/s。
3.2重视操作和维护
制定严格的操作、维护规程,对袋收尘器的效率和滤袋的使用寿命起着决定性的作用。3.2.1操作问题
操作问题按操作规程执行,主要就滤袋材质的选择使用以及收尘器操作等提出以下建议。
(1)滤袋的使用寿命短,采购的滤袋材质低劣是原因之一。滤袋材质应按技术标准进行挑选,从正规厂家购。
(2)滤袋的缝制质量也是影响滤袋使用寿命的重要因素。。
(3)选择滤袋的直径要合适,直径太小,要相应增加滤袋、袋口密封箍、阀门和管道的数量。相反,直径太大,气流阻力增大,影响收尘效果和滤袋的使用寿命。
(4)煤磨袋收尘器能导电的部件都应接地,如袋口的弹簧片密封圈、花板、壳体等。
(5)滤袋要由熟练的人员仔细进行安装很重要,稍一疏忽就可能损坏滤袋。
(6)收尘器的检修门、排灰阀以及其它开孔处的密封,压缩空气的油水分离要十分有效和可靠,否则容易出现结露堵塞滤袋。
3.2.2维护问题
维护包括日常检查和维修以及小修、中修和大修等,注意以下几点:
(1)滤袋每隔500h检查一次文氏管处和花板上是否有粉尘,如果有、说明袋口的密封圈不严密或滤袋有破损;
(2)袋收尘器转动部件的润滑要按各配套设备的要求执行;
①测压U形管
主要检查滤袋阻力。
②滤袋
主要检查内容:检查滤袋的磨损和损坏情况(花板上是否有沉积粉尘);检查压缩空气中是否含有水和油;检查压缩空气的工作压力是否合乎要求。
针对性地解决措施:更换破损滤袋;清洗过滤器;调整到设定值。
③脉冲阀的控制电磁阀
主要检查内容:检查电控箱信号灯短时间亮后,是否立即熄灭;保险丝熔断;检查阀是否能关闭;检查是否有泄露。其针对性措施:灯不亮,可能电磁线圈或线路中有干扰,要更换电场线圈;更换保险丝;更换;清除电磁阀中有脏物。
④膜片阀(脉冲阀)
主要检查内容:检查压缩空气是否有泄露;检查所有的膜片。
针对性措施:泄露,压力会降低,压力表上会有显示,必要时,要更换膜片;更换;调整脉冲周期和脉冲宽度,使储气罐的压力达到工作压力,2s后,再进行下一脉冲喷吹。
4、结语
水泥厂使用的袋收尘器,似乎问题很多,困难重重。然而,实际运行情况,少数厂袋收尘器的问题较多外,绝大多数袋收尘器运行情况良好,这是因为使用中积累了丰富的经验,而且制造厂不断改进和提高产品质量,提供性能更优良的产品,使排放浓度低于30mg/m3甚至更低。
性能再优良的产品,都需要严格的管理,只有精心操作和及时维护,才能达到预期的效果。