水泥工業是支撐社會和經濟發展的重要基礎原材料工業之一,在對社會作出巨大且無比替代貢獻的同時,對環境污染的貢獻也不容小視,據不完全統計,2012年全球水泥產量35億噸,而中國水泥產量21.84億噸,占世界產量的62.4%。中國水泥工業CO2排放量占中國CO2總量的20%。
水泥生產線從礦石開采到水泥成品包裝出廠,整個生產工藝流程的各個環節,都不免產生大量的粉塵,水泥廠要降低粉塵排放量,必須加強除塵器的使用管理,針對存在的問題,及時分析原因,并加以解決。
2、存在問題和原因分析
水泥企業使用的布袋除塵較多,部分企業使用不好,存在一定的問題,主要由管理不善、設計選型不當等原因造成的。
2.1 存在主要問題
(1)風管磨損、堵塞或集灰;
(2)收塵系統的風機風壓不夠,導致設備的效率下降;
(3)收塵器阻力高,達2000~3000Pa;
(4)揚塵點的含塵濃度高;
(5)濾袋局部破損、結露堵塞;
(6)濾袋使用壽命短,換袋頻繁,收塵器的運轉率低。
2.2 原因分析
(1)設計階段,有的揚塵點未考慮設置收塵器或一臺收塵器連接的塵源點太多,阻力不平衡造成粉塵彌漫、收塵效率降低;
(2)收塵器的處理風量偏小、過濾風速過大,導致收塵效率不高;
(3)收塵管道內集灰甚至堵塞、磨損,多數情況下由于收塵管道的斜度不合適或風速太高;
(4)收塵器的進口濃度高,多數情況是由于吸塵罩的抽吸風速過高,其主要原因是吸塵罩設計不合理;
(5)收塵器清灰控制程序設定不合適影響清灰效果,收塵器阻力大、有時是由于脈沖清灰周期和脈沖寬度設定不合適;
(6)收塵系統漏風大,致使管道內的壓力和風速發生變化;
(7)袋籠損壞主要是材料差、選型不當、進口含塵濃度高、脈沖閥安裝角度不正確、噴吹管的噴吹孔偏斜、結露堵塞、超溫和水解的原因;
(8)壓縮空氣的壓力不合適、所含的油水分離不凈,影響濾袋的清灰效果、濾袋被堵塞使收塵器阻力增大;
(9)管理不到位,致使小的故障變成大的事故,造成更大損失。
3、解決方法及措施
針對上述存在的問題和原因分析,大致可歸納為兩個主要方面,一是系統設計和收塵器選型不合理;二是操作和維護不當或不及時造成的。
3.1 收塵系統設計階段應重視的問題
3.1.1根據揚塵點位置和粉塵性質選取合適的過濾風速
根據不同的揚塵點、粉塵性質、除塵器不同的清灰方式選擇合適的處理風量和過濾風速。
一般水泥廠的各揚塵點可按如下推薦的含塵濃度、過濾風速進行選型:篦式冷卻機處含塵濃度為10~30g/m3,過濾風速1.5m/min;水泥磨處含塵濃度為80~150g/m3,過濾風速1.3m/min;帶高效選粉機的水泥磨處含塵濃度為800~1000g/m3,過濾風速0.8~1.0m/min;原料磨處含塵濃度為300~500g/m3,過濾風速1.0m/min;原料立磨處含塵濃度為700g/m3,過濾風速1.0m/min;煤磨處含塵濃度為80g/m3,過濾風速1.2m/min;窯尾處含塵濃度為40~80g/m3,過濾風速0.5~1.0m/min。
3.1.2根據處理氣體和粉塵性質選用不同材質的濾袋
一般是根據被處理氣體的溫度選用濾袋的材質,同時要考慮到水份高發生水解,如烘干機配套除塵器發生水解,有時水泥磨、冷卻機也會發生。
現在市面上出售的聚四氟乙烯( 簡稱PTFE)覆膜針刺氈,由于PTFE的疏水性很好,甚至潮濕和粘結性粉塵也能極容易清除掉,適合于濕度較大含塵氣體的收塵。
3.1.3重視系統的合理設計
系統設計時需要統盤考慮抽吸的風量、吸塵罩或與設備連接件的形狀、管道尺寸和走向等,都應該合理而又正確地確定。
(1)首先要確定必需的收塵風量
水泥廠塵源點的收塵風量可從設計手冊中查到,選用時要加以認真進行分析。
(2)一臺收塵器捕集的塵源點不能太多
一臺收塵器捕集多個塵源點,在特定的條件下可節省投資。但是捕集的塵源點過多,對系統管道阻力平衡不好計算,實際操作時也較困難,易造成阻力大的 塵源點抽風量減少,直接影響其收塵效果。建議在正常狀況下不要超過3~5個。
(3)吸塵罩的吸塵點
重視吸塵罩的設計,尤其是吸塵點的設計,既要使塵源點的粉塵不外逸,又要不能吸入過多粉塵,吸塵罩設計要點是吸塵點的位置和吸風速度(吸塵罩前的空氣流速)。
斗式提升機頭部的吸塵點,對于高度>10m的斗式提升機,上部吸塵點應設置在頭軸的下方,下部的吸塵點應設置在尾軸的上方。
(4)吸塵罩的吸風速度
吸塵罩的吸風速度正常按如下選擇:在空氣不大流動區、初速度也低時產生的粉塵為0.5~1.0m/s;在空氣高速流動區產生的粉塵為1.0~2.5m/s;在空氣極高速流動區、初速度也高時產生的粉塵為2.5~10。
(5)收塵管道尺寸和管道風速
收塵管道尺寸的確定取決于被處理風量和管道風速,風量一般變化不大,所以管道尺寸確定的主要參數是管道風速。風速較小,可降低能耗,但是粉塵可能沉積在管道內,甚至引起管道堵塞。收塵管道發生堵塞故障,多數是由于管道風速過低造成的。相反管道風速高時,不僅能耗增大,還會加大管道磨損,特別是管道拐彎處,管道風速的建議取18~23m/s。
3.2重視操作和維護
制定嚴格的操作、維護規程,對袋收塵器的效率和濾袋的使用壽命起著決定性的作用。3.2.1操作問題
操作問題按操作規程執行,主要就濾袋材質的選擇使用以及收塵器操作等提出以下建議。
(1)濾袋的使用壽命短,采購的濾袋材質低劣是原因之一。濾袋材質應按技術標準進行挑選,從正規廠家購。
(2)濾袋的縫制質量也是影響濾袋使用壽命的重要因素。。
(3)選擇濾袋的直徑要合適,直徑太小,要相應增加濾袋、袋口密封箍、閥門和管道的數量。相反,直徑太大,氣流阻力增大,影響收塵效果和濾袋的使用壽命。
(4)煤磨袋收塵器能導電的部件都應接地,如袋口的彈簧片密封圈、花板、殼體等。
(5)濾袋要由熟練的人員仔細進行安裝很重要,稍一疏忽就可能損壞濾袋。
(6)收塵器的檢修門、排灰閥以及其它開孔處的密封,壓縮空氣的油水分離要十分有效和可靠,否則容易出現結露堵塞濾袋。
3.2.2維護問題
維護包括日常檢查和維修以及小修、中修和大修等,注意以下幾點:
(1)濾袋每隔500h檢查一次文氏管處和花板上是否有粉塵,如果有、說明袋口的密封圈不嚴密或濾袋有破損;
(2)袋收塵器轉動部件的潤滑要按各配套設備的要求執行;
①測壓U形管
主要檢查濾袋阻力。
②濾袋
主要檢查內容:檢查濾袋的磨損和損壞情況(花板上是否有沉積粉塵);檢查壓縮空氣中是否含有水和油;檢查壓縮空氣的工作壓力是否合乎要求。
針對性地解決措施:更換破損濾袋;清洗過濾器;調整到設定值。
③脈沖閥的控制電磁閥
主要檢查內容:檢查電控箱信號燈短時間亮后,是否立即熄滅;保險絲熔斷;檢查閥是否能關閉;檢查是否有泄露。其針對性措施:燈不亮,可能電磁線圈或線路中有干擾,要更換電場線圈;更換保險絲;更換;清除電磁閥中有臟物。
④膜片閥(脈沖閥)
主要檢查內容:檢查壓縮空氣是否有泄露;檢查所有的膜片。
針對性措施:泄露,壓力會降低,壓力表上會有顯示,必要時,要更換膜片;更換;調整脈沖周期和脈沖寬度,使儲氣罐的壓力達到工作壓力,2s后,再進行下一脈沖噴吹。
4、結語
水泥廠使用的袋收塵器,似乎問題很多,困難重重。然而,實際運行情況,少數廠袋收塵器的問題較多外,絕大多數袋收塵器運行情況良好,這是因為使用中積累了豐富的經驗,而且制造廠不斷改進和提高產品質量,提供性能更優良的產品,使排放濃度低于30mg/m3甚至更低。
性能再優良的產品,都需要嚴格的管理,只有精心操作和及時維護,才能達到預期的效果。