玻纖覆膜濾袋在浦東水泥廠窯頭收塵器上的應用
上海浦東水泥廠的生產線是由天津水泥設計院設計的,于1985年投產,是由國內設計、國內制造的第一臺窯外分解水泥設備生產線,窯頭煙氣凈化采用的是50m2電收塵器。后來該廠對窯系統和預熱器進行了改造,使其生產能力由650t/d提高到1100t/d,窯頭的過濾風量增加至180000m3/h,這樣,以前的電收塵便遠遠不能滿足要求。早在2003年2月,該廠已經對窯尾收塵系統進行了改造,由電收塵改為電袋復合收塵器,經過1年多的運行,取得了較好的效果,出口排放濃度都在30mg/m3以下。經過研究,該廠決定采用電袋復合收塵技術,對50m2窯頭電收塵器進行重新設計改造,并選擇合適的濾袋,以滿足產量和排放的要求。
窯頭煙氣處理系統的改造水泥工業生產現大都采用電收塵器或者袋收塵器,各自存在優缺點。電收塵器能處理的煙氣溫度比較高,阻力低,管理簡易,維修費用低,但受粉塵的性能影響比較大,收塵效率比較低,且其收塵的效率是呈指數變化,隨著國家環保要求的提高,往往達不到排放要求。袋收塵器的收塵效率很高,能較容易地達到很高的排放標準,但使用溫度有限,阻力較大,維修更換費用大。
電袋復合式收塵器結合了這2類收塵器的優點,避其缺點。在收塵器的前端,設置了電場(陰、陽極),而在后端設置濾袋。當煙氣通過電場時,煙氣中大部分的大顆粒被收集,剩余的少部分細顆粒粉塵隨著煙氣進入了后面的袋收塵器。
從窯頭出來的煙氣,先進入冷卻機,經過預除塵后,一部分經過烘干機,另一部分直接通過管道,兩部分煙氣匯合后進入收塵器。含塵煙氣從除塵器的左端進入,通過氣流分布板的作用,均勻地進入前端的電場后,大部分的粉塵在電場力的作用下被收集并落入下部灰斗。剩余的含有少量微細粉塵的煙氣通過袋式除塵器時,被濾袋所攔截,粉塵截流在濾袋的表面,潔凈煙氣通過上部濾袋口進入凈氣室,再通過提升閥進入煙道排放出去。
對于電袋式除塵器而言,前面的電場并不是用來控制除塵效率的,而是用來減少煙氣的含塵量。由于電收塵器的收塵原理,在第一個電場往往可以收集80%~90%的粉塵,而后面幾個電場卻僅僅收集小于10g/Nm3的粉塵,所以電袋復合式收塵器前端的電場一般很少,主要是依靠后面的袋式除塵器控制除塵效率,從而達到排放要求。
袋式除塵器劃分為若干個獨立的收塵室,采用行噴脈沖式收塵器,一根噴吹管控制一排濾袋。考慮到有效過濾面積,清灰方式采用了在線逐行噴吹,清灰的控制方法是定時和定壓噴吹相結合,以定壓噴吹為主。
濾袋的選擇濾袋是收塵器最為關鍵的部件,關系到除塵器的除塵效率,同時價格不菲,該廠選擇時非常慎重,進行了多方考察。
早在2003年,浦東水泥廠對窯尾收塵系統進行了改造,把電收塵器改成了電袋復合收塵器,由于當時對高溫濾袋了解較少,為了保險起見,該廠選擇了價格昂貴的進口玻纖覆膜濾袋,同時在其中試裝了幾條上海大宮新材料有限公司的玻纖覆膜濾袋。經過2年實際掛袋試用,對濾袋外觀狀態仔細觀察并與進口濾袋做了細致的比較后發現,大宮濾袋并不遜色于進口濾袋,客觀的講PTFE薄膜的復合強度優于進口濾袋且達到了零破損。
在窯頭改造中,不推薦選用玻纖機織布覆膜濾料,因為窯頭窯尾工藝不同。眾所周知,相對窯尾,窯頭在收集礦渣、黃沙、成品熟料時,物料顆粒大,磨蝕性強,而采用進口NOMEX(芳綸)覆膜濾袋的話,又無法承受由此增加的改造成本。
通過多方面的調查了解,考慮到電袋復合收塵器的運行特點——前端電場已經把大部分的粉塵收集下來,尤其是大顆粒磨損性強的粉塵,剩余的主要是一些微粉進入袋收塵,大宮公司推薦了玻纖覆膜濾袋,并根據浦東水泥廠的實際使用需要,配合工況要求對玻纖濾料性能進行了一系列調整,包括玻纖濾料本身紗絲線細度的調整、PTFE薄膜孔徑的設定以及布袋縫制工藝的改進,同時大宮公司承諾了不低于3+1年的使用壽命,在3年保質期中濾袋阻力不高于1500Pa.自2005年3月開始,浦東水泥廠對水泥窯頭部位(帶烘干機)收塵器進行改造,2005年4月份開始運行,使用至今,DAGONG-TEX覆膜濾袋在除塵系統已運行了近3年,保持了零破損,其運行壓差始終穩定在700Pa~950Pa,粉塵排放濃度都低于20mg/Nm3.通過近3年的實際運行,DAGONG-TEX覆膜濾袋阻力很低,相比普通濾袋要減少600Pa以上的壓差,和國外進口濾袋的壓差相當,且使用至今無濾袋破損,大大降低了維護運行成本。
運行維護和管理的關鍵收塵器運行的順利與否,正確的管理和維護也是一個關鍵。浦東水泥廠是國內第一家采用電袋復合式收塵器的廠家,此次在窯頭收塵系統中采用玻纖覆膜濾袋也是首次,沒有相關的經驗可以借鑒。通過技術人員的不斷探索,總結出一套經驗。①使入口穩定。雖然濾袋的耐溫最高可達260℃,但濾袋的使用壽命還是和煙氣的溫度有關,溫度越低,濾袋的使用壽命越長。在入口煙氣溫度超標時,要立刻采取措施,如打開旁路,或打開冷風閥等等。②設置清灰方式和清灰壓力。由于DAGONG-TEX覆膜濾袋有著很好的清灰再生能力,所以噴吹的壓力要盡量低,控制在0.3MPa以下;噴吹控制最好設置為定壓噴吹清灰為主,定時噴吹為輔,這樣可以盡可能地降低清灰頻率,延長濾袋的使用壽命。③定時檢查各種閥門、壓差表和溫度表等儀表設備,確保正常工作。④檢查灰斗是否正常排灰,灰斗不要積灰過大過高。對灰斗的各個運轉部件定時檢修,確保正常運作。⑤開停機要嚴格按照濾袋生產廠家提供的標準程序進行,盡可能地減少開停機次數。⑥每年提供一次正在運行的濾袋給濾袋生產廠家作濾袋檢測,了解濾袋的使用狀況。
隨著經濟的發展,國家對環保的要求會越來越高,粉塵的排放指標相應的也會越來越苛刻。實踐證明,DAGONG-TEX覆膜濾袋不僅滿足了設計要求,也保證了電袋復合式除塵器的可靠運行,為國內大量窯頭靜電除塵器的技術改造提供了寶貴的經驗。在這種復合式除塵器中,袋式除塵器正是發揮了收集超細粉塵的優越性,從而彌補了靜電除塵器在這方面的缺陷。無疑,這對于希望低成本改造原有靜電除塵系統的水泥企業來說,是個有效和可靠的選擇方案。
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