袋式除塵器在水泥行業的應用與發展
近年來，水泥工業的發展速度驚人，2007年我國水泥總產量預計將達到14億噸。在水泥行業發展的同時，國家也在節能環保方面下功夫。過去，我國水泥工業的粉塵、煙塵年排放量高達1200萬噸以上，尤其是立窯水泥，生產工藝相對落后，以資源浪費、高能耗、高污染為代價，立窯的粉塵排放量占水泥工業粉塵排放量的90%以上，粉塵散失量占總產量的3.5%，給環境保護和資源、能源的合理利用及可持續發展，帶來巨大壓力。為此，我國下決心淘汰立窯小水泥，進行水泥工業結構調整，“上大改小”。現今，水泥工業進行結構調整、污染治理，已經取得了較好的成果，粉塵排放量也有較大地下降，但是水泥工業控制粉塵、煙塵污染仍然任重道遠。
袋式除塵器在水泥工業的應用水泥生產企業的塵源點非常多，破碎機、磨機、高效選粉機、輸送帶、料倉、庫頂、庫底、包裝系統、烘干機、烘干磨、煤磨、冷卻機，立窯、回轉窯及窯磨一體機等，都產生大量的粉塵和煙塵。過去，水泥生產企業把除塵設備應用于水泥生產線，不是以環境保護為目的，而是出于收集物料、降低消耗、節約成本、兼顧勞動保護的目的。當時使用的除塵設備，除少數回轉窯窯尾采用電除塵器外，水泥生產各個塵源點以旋風除塵器、沉降室為主，還采用一些濕法除塵器和顆粒層除塵器。這些除塵器除塵效率低，再加上生產工藝與設備落后，致使水泥工業粉塵散失量占到水泥總產量的7%.我國在20世紀70年代開始采用壓縮空氣清灰的脈沖袋式除塵器和反吹風袋式除塵器。由于當時脈沖閥質量差、品種少、故障多，濾料的種類少、性能差、壽命短，袋式除塵器在水泥工業的應用受到很大限制。80年代后期，我國引進美國富樂公司的氣箱脈沖、大型分室反吹風、富樂單機等袋式除塵器。經過幾年的消化吸收，我國水泥企業逐漸接受和采用袋式除塵器。與此同時，國內的工程技術人員開拓創新，研發了立窯、烘干機專用袋式除塵器和煤磨袋式收塵器。這些袋式除塵器的除塵效率都很高，基本在99.9%以上，使水泥生產企業的塵源點排放濃度降到100mg/Nm3以下，水泥工業粉塵散失量占水泥總產量的比例下降到3.5%左右。90年代，我國袋式除塵行業已完成對美國富樂袋式除塵技術的轉化工作，并在此基礎上進行了不少修改和完善。國內自己研制的立窯、烘干機玻纖袋式除塵器和煤磨袋式收塵器日趨成熟、穩定，應用越來越廣泛。長袋低壓脈沖除塵器和其他脈沖噴吹的袋式除塵器在水泥工業各種磨機、立窯、回轉窯上也逐漸推廣應用。
袋式除塵器的要害在于清灰，清灰效果決定著袋式除塵設備及整個系統的成敗，因此以強力清灰為特征的脈沖袋式除塵器成為首選的設備。以長袋低壓脈沖袋式除塵器為代表的新一代脈沖袋式除塵技術完全克服了傳統脈沖除塵的缺點，而其清灰能力強的優勢更為突出，具有濾袋更長（6m或更長）、占地面積小、設備阻力小、清灰所需氣源壓力低、能源少，工作可靠、維修工作量小等優點，杜絕了弱清灰類袋式除塵器普遍存在阻力過高的現象。袋式除塵器的除塵效率進一步提高，排放濃度低于50mg/Nm3已是普遍現象，低于10mg/Nm3也非罕見。這主要是因為主機的濾袋接口技術有了長足進步。過去采取綁扎或螺栓壓緊的固袋方式，濾袋接口存在泄漏，往往使除塵器的除塵效率同濾料相差1~2個數量級。新的固定方式是嚴格控制花板的袋孔及袋口的加工尺寸，依靠彈性元件使袋口外側的凹槽嵌入袋孔內，兩者公差配合，密封性好，從而消除了接口處的泄漏。脈沖袋式除塵器大型化的趨勢明顯，性能達到國際先進水平，5000t/d水泥生產線窯尾處理煙氣量每小時100萬立方米左右，10000t/d水泥生產線窯尾煙氣量每小時172萬立方米左右。袋式除塵器在適應高含塵濃度方面實現突破，能夠直接處理含塵濃度高達1400g/m3的氣體，比以往提高數十倍，并能達標排放。因此，許多物料回收系統拋棄原有的多級收塵工藝，而以一級袋式收塵取代，經濟效益顯著，并大幅度減少環境污染。袋式除塵器各主要部件的質量提高，脈沖閥制作更加精良，膜片和電磁閥使用壽命成倍延長；袋籠均是專機制作，質量達到或接近國外先進水平。袋式除塵器的自動控制已普遍采用PLC機，工控機（IPC）也已進入這一領域。中、小型設備多采用單片機或集成電路為核心的控制技術；耐高溫濾料多樣化，P84、玻纖薄膜濾料在回轉窯窯尾袋式除塵器上應用越來越多。針刺氈的應用更為廣泛，其后處理技術多樣化，原來較少應用的防油、防水、阻燃、抗水解等處理日漸普遍，使濾料能適應多種復雜環境。表面過濾材料的出現和應用，使袋式除塵過濾的機理有所變化。它對微細粉塵有更高的捕集率，并將粉塵阻留于濾料表面，容易剝離，使設備阻力降低。濾袋的制作更加規范，一些企業引進先進設備和技術，濾袋的制作質量達到或接近國際先進水平。上世紀90年代以來，袋式除塵技術在上述方面有了長足的進步，在技術性能和產品質量方面與國外發達國家相差無幾，進一步減少了水泥工業排出的污染物，使粉塵散失量下降到現在的1.7%左右。
水泥生產企業對大氣環境的污染，70%來自窯頭、窯尾，現在采用袋式除塵器除塵、脫硫越來越多，一般都采用分室吹風和脈沖噴吹2種袋式除塵器，以5000t/d生產線為例，列表加以比較（見下表）。通過技術經濟比較，應該選擇脈沖袋式除塵器，這也是國內外袋式除塵技術發展的方向。
袋式除塵器在水泥工業的發展趨勢隨著新型干法技術的推廣應用，預計2015年立窯將基本退出我國水泥工業舞臺。新型干法水泥生產線工藝先進、設備優良、企業規模比較大，有利于對煙塵、粉塵的控制。新修訂的國家標準GB4915-2004《水泥工業大氣污染物排放標準》中規定的煙塵排放濃度從過去的100mg/m3變成50mg/m3.有的城市和地區的標準嚴于國家標準，濃度為30mg/m3，甚至10mg/m3.同時，國家環保總局還在全國各省、市逐步推行在大、中型水泥生產線安裝在線監測儀器，隨時監控煙塵、粉塵的排放。因此，袋式除塵行業應該抓住水泥工業的這一發展機遇，在抓緊對中、小型水泥企業，立窯企業的治理，使其能達標排放的同時，重點抓對新型干法水泥生產線和PC窯、窯頭、窯尾的袋式除塵工程的推廣和應用。國外發達國家的水泥生產線絕大部分都采用袋式除塵器，窯頭、窯尾也大都采用袋式除塵器。德國水泥90%的廢氣是通過袋式除塵器凈化的，這使其水泥粉塵的散失量小于其產量的0.05%，很好的保護了當地的大氣環境。
近年來，我國在新型干法生產線窯頭、窯尾采用袋式除塵器的企業越來越多。都江堰拉法基公司3300t/d水泥生產線，全部采用中材環保公司生產的袋式除塵器，窯頭、窯尾采用分室反吹風袋式除塵器。同時，合肥水泥研究設計院出口到巴基斯坦的3200t/d窯尾采用了CXS（Ⅱ）1100-2×10（F）反吹風袋式除塵器，河南中材環保公司出口沙特阿拉伯5000t/d和浙江潔華環保科技股份有限公司出口阿聯酋10000t/d水泥生產線全部采用袋式除塵器，包括窯頭、窯尾的脈沖袋式除塵器。這充分說明了PC窯、窯頭、窯尾除塵的趨勢是采用袋式除塵器，并愈益趨于大型化。根據幾個項目的監測，安裝在窯尾的袋式除塵器不但能除塵還能脫硫。
現在不少窯頭、窯尾的電除塵器達不到新的排放標準，需要重新改造成袋式除塵器，下面試舉一例供讀者參考。
北京琉璃水泥廠2000t/d水泥生產線窯尾電除塵改袋式除塵器。處理煙氣量420000m3/h，入口粉塵濃度小于100g/m3，煙氣溫度正常，為100℃~150℃，最高為260℃（瞬時300℃），采用行噴脈沖結構，充分利用原電除塵器的殼體，既降低改造費用，又縮短了改造工期。過濾風速為0.98m/min，濾袋材質采用玻纖薄膜濾料，除塵器阻力小于1100Pa，出口排放濃度小于10mg/m3.天津水泥工業設計研究院僅用了18天就完成了改造工程，改造后系統產量提高到了2400t/d.此次改造效果非常好，同時還提高了窯的產量。
此外，袋式除塵器的關鍵是濾料，濾料的性能和壽命非常重要。從國內這幾年的應用情況來看，濾料的性能和壽命都能滿足PC窯用戶的要求，但價格卻太高，尤其是從美國進口的玻纖薄膜濾料和從歐洲進口的P84濾料，價位都很高，并且用的數量也很多，1臺袋式除塵器一用就是l萬到2萬平方米，價值數百萬元。這對袋式除塵器在水泥工業PC窯的應用推廣十分不利。因此濾料必須國產化，降低濾料成本。事實上現在國產的玻纖覆膜濾料、P84針刺氈、氟美斯針刺氈都已開發出來，并在國內好幾臺窯尾袋式除塵器上應用，已達2年以上，效果較好。下一步，還需深入做工作，讓國產濾料能在PC窯、窯頭、窯尾袋式除塵器上普遍推廣應用，逐步取代進口濾料。到那時，袋式除塵器在水泥工業的應用將更加普遍，水泥工業的粉塵散失量將下降到水泥總產量的0.5％以下，水泥工業的煙塵、粉塵年排放將下降數百萬噸。讓我國袋式除塵行業和水泥工業攜起手來，共同努力，為保護我國的環境做出更大的貢獻！
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