鋁合金熔化爐高溫除塵技術案例
鑫源裝飾材料有限公司要求為其2×13t鋁合金熔化爐制作高溫除塵器。該熔鋁爐燃燒的是重油，單爐燃料年耗量為850t，煙氣溫度高達400～450℃，因此，除塵器工作環境比較惡劣。公司決定采用新開發的雙濾層顆粒床除塵器（GBF除塵器）。
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雙濾層顆粒床除塵器（GBF除塵器） |
燃燒和金屬冶煉過程產生的煙塵具有很復雜的的化學組成，其中有如鎳、鎘、鉻、鈹、釩、鉛、砷等有毒化合物。由燃燒、冶金過程形成的細微顆粒物，通常包括三種類型：①煙炱(fume)，在冶金過程中形成的固體粒子的氣溶膠。它是熔融物質的揮發過程產生的氣態物質的冷凝物，在生成過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應。煙的粒徑非常微小，一般小于1μm。如金屬鋁、鋅、鉛的冶煉過程中，在高溫熔融狀態下，這些物質能夠迅速揮發，并氧化生成氧化鋁、氧化鋅和氧化鉛等煙塵；②飛灰(flyash)，燃料燃燒中產生的呈懸浮狀的非常分散的細小灰粒，包括燃料完全燃燒和不完全燃燒后殘留的固體殘渣，尺寸一般小于10μm；③黑煙(smoke)，燃燒產生的能見氣溶膠。主要是化石燃料燃燒時，在高溫缺氧條件下，烴類物質熱分解生成的碳黑顆粒，粒徑尺寸一般為0．01～1μm。
粒徑小于l0μm的飄塵能在空氣中長期懸浮并做布朗運動，幾乎不能被上呼吸道表面體液截留并隨痰排出，很容易直接進入肺部并在肺泡內沉積，因此對人體的危害最大。侵入肺部沒有被溶解的沉積物會被細胞所吸收，損傷并破壞細胞，最終侵入肺組織而引起塵肺，如吸入金屬粉塵形成的鐵肺、鋁肺，吸入硅酸鹽粉塵形成矽肺等。
針對這種情況，鑫源公司在煙氣凈化系統中大膽采用了新開發的雙濾料顆粒床除塵器（GBF型除塵器）。該除塵器適用于處理高溫高含塵濃度的煙氣，單臺處理量大，并且容易拼合，適合處理大量煙氣的場合需求，而且在系統前段不必加裝旋風除塵作為初級處理，可直接進入GBF除塵器。實踐證明，該技術對處理高溫高粉塵濃度的煙氣是有效的，現場400℃實測收塵效率達到94％，排放濃度為9.5mg/Nm³。
主要技術指標
最大處理量50000 m3/h；
煙塵入口濃度<50g/ m3；
過濾壓降：1500～2000Pa；
耐高溫：450℃，
漏風率<3%；
過濾層結構保證期5年，除塵器壽命>10年。
關鍵技術
顆粒層除塵器是利用顆粒過濾層使粉塵與氣體分離，以達到凈化氣體的目的，主要是接觸凝聚作用、篩濾作用、慣性碰撞作用和一定的沉降作用。對顆粒料材質要求是耐磨、耐腐蝕、價廉，對高溫氣體還要求耐高溫。一般選擇石英砂，它具有很高的耐磨性，在300～400℃溫度下可長期使用，化學穩定性好，價格也便宜。顆粒層的再生可以分為耙式清灰和氣動清灰，其中氣動清灰是一種在高溫下過濾運行的經濟非機械式清灰方法。
顆粒層除塵器具有結構簡單，顆粒來源廣，耐高溫，耐腐蝕，磨損輕微等優點。
目前許多工業爐窯產生的煙氣溫度高（在450℃以上）、細粉塵濃度大，不適宜用袋式除塵器，而單層濾料顆粒層除塵器又存在對極細粉塵除塵效率不高，容塵量不大的情況。針對這種情況，寧波大學楊國華教授提出了一種雙層濾料顆粒層結構。該過濾床由上粗下細、上輕下重的雙層濾料組成(下層濾料選用海砂，上層濾料選用普通膨脹珍珠巖顆粒)。過濾時，含塵氣體自上而下穿過濾層，先經過粗顆粒的上層濾料層，進行第一級過濾，稱為粗除塵，截留氣體中的絕大部分粉塵；再經過細粒徑的下層濾料層，進行第二級過濾，稱為精除塵，截獲漏過上濾層的微細粉塵。在海砂層和膨脹珍珠巖層的接觸面上形成了一層濾餅，沒有粉塵滲入海砂顆粒層。在整個過濾效率當中，這層接觸面上的濾餅起到主要的過濾除塵作用。
反吹清灰時，反吹氣自下而上通過濾層，由于上層濾料顆粒密度小于下層濾料正常流化時所形成的流化床床層密度,且有足夠的密度差，因此，流化時，上層濾料顆粒始終懸浮于下層濾料層之上，形成不相混分層流化床，清灰結束后，上下兩層濾料界面清晰，互不相混，雙層濾料層結構保持不變。
該項技術是對不等密度雙組份顆粒流化床技術的創新性應用，已取得國家專利。
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