浅析水泥行业中的袋式除尘设备

2015年12月16日 / 共 1字 / 1条评论 / 阅读 100 views 次

我国水泥行业排放的PM、SO2及NOx数量占全国排放总量的比例分别高达15%~20%、3%~4%、8%~10%,早已被列为污染控制重点行业。现在国内每年因水泥生产向大气排放的粉尘量和废气量约1200万吨左右。水泥行业的尘源点较多,破碎机、磨机、高效选粉机、输送带、料仓、库顶、库底、包装系统、烘干机、烘干磨、煤磨、冷却机、立窑、回转窑以及窑磨一体机等都会产出大量的烟尘,这些烟尘是水泥生产的重要原材料且具极高的回收价值。

2013年12月环境保护部与国家质检总局重新修订且发布了《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)、《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)及其配套的《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ662-2013)等3项标准,新的标准着重提高了颗粒物及NOx排放的控制要求。随着除尘脱硫脱硝技术的进步,新标准将PM排放限值由之前的水泥窑相关热力设备由50mg/m³收紧至30mg/m³,而水泥磨相关通风设备由30mg/m³收严至20mg/m³,重点地区的常规水泥窑和协同处置固废的水泥窑PM排放限值均为20mg/m³,而破碎机及其他通风生产设备为10mg/m³;将NOx排放限值由800mg/m³收严到400mg/m³;重点地区的水泥窑及窑尾余热利用系统NOx排放限值为320mg/m³,其中采用独立热源的烘干设备为300mg/m³。考虑到现有企业需要进行除尘脱硝改造,标准规定新建企业自2014年3月1日起执行新的排放限值,现有企业已在2015年7月1日后执行新标准。

袋式除尘设备作为目前水泥行业广泛应用的节能降耗设备,具有处理量大、除尘效率高、稳定性好并能有效提高水泥回收率等特点,符合国家节能减排的产业政策,属于国家发改委重点鼓励发展的环保设备。与静电除尘器相比,袋式除尘设备具有粉尘排放浓度低、节水及回收热能等优点,这有力地推动了水泥行业的节能降耗。根据《水泥行业准入条件》(工原〔2010〕第127号),新建水泥项目要采用先进成熟且节能环保的技术设备,严格执行环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工及同时投入使用的环境保护“三同时”制度,严格落实各项环保的措施。工信部于2010年11月印发的《关于水泥工业节能减排的指导意见》(工信部节[2010]582号)将静电除尘设备改造为袋式除尘设备列为水泥行业节能减排重点建设工程,因此能够为水泥行业配套生产低阻、高效袋式除尘器的生产企业和能够承担电改袋工程的主机生产企业具有较大的发展空间。 

在水泥行业中,袋式除尘设备有着不可估量的作用,通常可以应用在以下环节:

1、原料制备除尘

(1)灰石破碎、输送与储备方面的除尘:石灰石是水泥生产中的主要原料,石灰石入厂后要经过破碎和储备后才能进入下一工序,在破碎和储备的过程中有许多扬尘点,采用滤袋除尘器解决这些扬尘问题,要在滤袋除尘器的选型、清灰、卸灰和除尘滤袋的选用等方面做许多工作才能获得理想结果。

(2)生料磨的除尘:生料磨除尘一直是水泥厂的难点,生料磨除尘的难点在于该部分含尘气体中含有较高的湿度,废气中的湿含量随各厂的工艺条件不同而有较大的区别。如果没有烘干设备,雨季原材料中的水分较高,这部分水气给生料磨除尘带来很大困难,因此生料磨采用滤袋除尘器时必须考虑抗结露的问题。

(3)煤磨系统滤袋除尘器:绝大部分水泥厂的旋窑是以煤粉作燃料,煤磨系统除尘可选特殊设计的袋式除尘器;这是因为煤粉气体是一种易燃易爆气体,因此煤磨用滤袋除尘器必须设有防燃防爆、安全卸压措施,必须使用防静电除尘滤袋,脉冲滤袋除尘器的电磁阀必须采用防爆型。

(4)原料烘干机除尘:水泥厂的原料采用的烘干方法,除自然干燥外,主要有两种:一种是在粉磨过程中同时进行烘干,即烘干过程与粉磨过程在同一设备中进行;另一种是设置单独的烘干设备,而烘干设备排出的废气是水泥厂主要的粉尘排放源,尤其是黏土烘干系统。烘干设备主要是,回转烘干机。烘干机废气除尘是水泥行业除尘的技术重点之一,其特点是湿含量特别高,废气中的湿含量一般在15%以上,露点温度高达55℃以上,含尘质量浓度高达50g/㎥。

所以供干机废气除尘采用的LFEF系列滤袋除尘器,并采用抗结露措施,例如采用高温防水拒油除尘滤袋,也可称作两防除尘滤袋,其主自身具有防腐、保温措施、温度自动检测等。

2、烧成系统的除尘

(1)旋窑除尘:烧成是水泥生产的主要工艺手段,其主要污染物为高温含尘气体;烟气中含有大量粉尘质量浓度为30~l00g/㎥;由于烟囱高、烟气量大、浓度高、漂散远,如治理不好对几公里甚至十几公里范围的环境污染都很大。

用于旋窑窑尾的滤袋除尘器最高允许使用温度为280℃,因此这种滤袋除尘都配备有温度控制设施,例如余热锅炉、多管冷却器、增湿塔等,除此之外,在窑尾滤袋除尘器入口处还装有冷风阀,当烟气温度正常时,冷风阀全闭;如窑出现反常,烟气温度过高时,开启冷风阀,使烟气温度维持在280℃以下。

(2)立窑除尘:我国的水泥产量80%以上来自立窑,由于各厂的原料、配料和操作习惯的不同,立窑烟气的含尘浓度、湿含量、废气温度等工况条件变化很大,因此立窑除尘成为水泥行业生产过程除尘重点环节。立窑的锻烧方式可分为明火、浅暗火和深暗火,窑面湿料层的厚度直接影响立窑烟气的温度和含尘浓度。深暗火操作时,湿料层厚度可达1000mm以上,烟气通过湿料层的吸热、过滤作用,温度很低,一般都在50℃以下,这时烟气的含尘浓度也低,一般在5g/㎥左右,当明火操作时,废气温度可达250℃以上,含尘质量浓度也会超过20g/㎥,如果采用可塑性的原料配料,烟气的含尘浓度会更高,暗火操作则在二者之间。当然,烟气的工况条件还与窑门处漏人的冷风量有关,当窑门四开,烟气温度就低,深暗火操作时,窑门就不能开着。一般情况下,烟气的露点温度约为40℃左右。因此立窑上用的滤袋除尘器必须满足上述大范围的波动条件。

水泥行业是我国的支柱行业之一,为我国各方面建设事业做出过巨大贡献。但在水泥生产过程中的粉尘排放对环境造成的污染也很严重,其中水泥生产过程粉尘总排放量按水泥熟料产量计算将超过总产量的5%左右,而散失的粉尘都是成品水和各个生产环节的中间产品,所以为了减少对大气的污染,现在已有越来越多的水泥厂在使用滤袋除尘设备且收效显著。