袋式除塵器在水泥行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展
近年來(lái)，水泥工業(yè)的發(fā)展速度驚人，2007年我國(guó)水泥總產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到14億噸。在水泥行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家也在節(jié)能環(huán)保方面下功夫。過(guò)去，我國(guó)水泥工業(yè)的粉塵、煙塵年排放量高達(dá)1200萬(wàn)噸以上，尤其是立窯水泥，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，以資源浪費(fèi)、高能耗、高污染為代價(jià)，立窯的粉塵排放量占水泥工業(yè)粉塵排放量的90%以上，粉塵散失量占總產(chǎn)量的3.5%，給環(huán)境保護(hù)和資源、能源的合理利用及可持續(xù)發(fā)展，帶來(lái)巨大壓力。為此，我國(guó)下決心淘汰立窯小水泥，進(jìn)行水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，“上大改小”。現(xiàn)今，水泥工業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、污染治理，已經(jīng)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(yè)控制粉塵、煙塵污染仍然任重道遠(yuǎn)。
袋式除塵器在水泥工業(yè)的應(yīng)用水泥生產(chǎn)企業(yè)的塵源點(diǎn)非常多，破碎機(jī)、磨機(jī)、高效選粉機(jī)、輸送帶、料倉(cāng)、庫(kù)頂、庫(kù)底、包裝系統(tǒng)、烘干機(jī)、烘干磨、煤磨、冷卻機(jī)，立窯、回轉(zhuǎn)窯及窯磨一體機(jī)等，都產(chǎn)生大量的粉塵和煙塵。過(guò)去，水泥生產(chǎn)企業(yè)把除塵設(shè)備應(yīng)用于水泥生產(chǎn)線，不是以環(huán)境保護(hù)為目的，而是出于收集物料、降低消耗、節(jié)約成本、兼顧勞動(dòng)保護(hù)的目的。當(dāng)時(shí)使用的除塵設(shè)備，除少數(shù)回轉(zhuǎn)窯窯尾采用電除塵器外，水泥生產(chǎn)各個(gè)塵源點(diǎn)以旋風(fēng)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(chǎn)工藝與設(shè)備落后，致使水泥工業(yè)粉塵散失量占到水泥總產(chǎn)量的7%.我國(guó)在20世紀(jì)70年代開(kāi)始采用壓縮空氣清灰的脈沖袋式除塵器和反吹風(fēng)袋式除塵器。由于當(dāng)時(shí)脈沖閥質(zhì)量差、品種少、故障多，濾料的種類(lèi)少、性能差、壽命短，袋式除塵器在水泥工業(yè)的應(yīng)用受到很大限制。80年代后期，我國(guó)引進(jìn)美國(guó)富樂(lè)公司的氣箱脈沖、大型分室反吹風(fēng)、富樂(lè)單機(jī)等袋式除塵器。經(jīng)過(guò)幾年的消化吸收，我國(guó)水泥企業(yè)逐漸接受和采用袋式除塵器。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的工程技術(shù)人員開(kāi)拓創(chuàng)新，研發(fā)了立窯、烘干機(jī)專(zhuān)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(chǎn)企業(yè)的塵源點(diǎn)排放濃度降到100mg/Nm3以下，水泥工業(yè)粉塵散失量占水泥總產(chǎn)量的比例下降到3.5%左右。90年代，我國(guó)袋式除塵行業(yè)已完成對(duì)美國(guó)富樂(lè)袋式除塵技術(shù)的轉(zhuǎn)化工作，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了不少修改和完善。國(guó)內(nèi)自己研制的立窯、烘干機(jī)玻纖袋式除塵器和煤磨袋式收塵器日趨成熟、穩(wěn)定，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。長(zhǎng)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(yè)各種磨機(jī)、立窯、回轉(zhuǎn)窯上也逐漸推廣應(yīng)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(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)的成敗，因此以強(qiáng)力清灰為特征的脈沖袋式除塵器成為首選的設(shè)備。以長(zhǎng)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(shù)完全克服了傳統(tǒng)脈沖除塵的缺點(diǎn)，而其清灰能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)更為突出，具有濾袋更長(zhǎng)（6m或更長(zhǎng)）、占地面積小、設(shè)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(yōu)點(diǎn)，杜絕了弱清灰類(lèi)袋式除塵器普遍存在阻力過(guò)高的現(xiàn)象。袋式除塵器的除塵效率進(jìn)一步提高，排放濃度低于50mg/Nm3已是普遍現(xiàn)象，低于10mg/Nm3也非罕見(jiàn)。這主要是因?yàn)橹鳈C(jī)的濾袋接口技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步。過(guò)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(gè)數(shù)量級(jí)。新的固定方式是嚴(yán)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(cè)的凹槽嵌入袋孔內(nèi)，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(shì)明顯，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，5000t/d水泥生產(chǎn)線窯尾處理煙氣量每小時(shí)100萬(wàn)立方米左右，10000t/d水泥生產(chǎn)線窯尾煙氣量每小時(shí)172萬(wàn)立方米左右。袋式除塵器在適應(yīng)高含塵濃度方面實(shí)現(xiàn)突破，能夠直接處理含塵濃度高達(dá)1400g/m3的氣體，比以往提高數(shù)十倍，并能達(dá)標(biāo)排放。因此，許多物料回收系統(tǒng)拋棄原有的多級(jí)收塵工藝，而以一級(jí)袋式收塵取代，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并大幅度減少環(huán)境污染。袋式除塵器各主要部件的質(zhì)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(zhǎng)；袋籠均是專(zhuān)機(jī)制作，質(zhì)量達(dá)到或接近國(guó)外先進(jìn)水平。袋式除塵器的自動(dòng)控制已普遍采用PLC機(jī)，工控機(jī)（IPC）也已進(jìn)入這一領(lǐng)域。中、小型設(shè)備多采用單片機(jī)或集成電路為核心的控制技術(shù)；耐高溫濾料多樣化，P84、玻纖薄膜濾料在回轉(zhuǎn)窯窯尾袋式除塵器上應(yīng)用越來(lái)越多。針刺氈的應(yīng)用更為廣泛，其后處理技術(shù)多樣化，原來(lái)較少應(yīng)用的防油、防水、阻燃、抗水解等處理日漸普遍，使濾料能適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境。表面過(guò)濾材料的出現(xiàn)和應(yīng)用，使袋式除塵過(guò)濾的機(jī)理有所變化。它對(duì)微細(xì)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(shè)備阻力降低。濾袋的制作更加規(guī)范，一些企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，濾袋的制作質(zhì)量達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。上世紀(jì)90年代以來(lái)，袋式除塵技術(shù)在上述方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量方面與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相差無(wú)幾，進(jìn)一步減少了水泥工業(yè)排出的污染物，使粉塵散失量下降到現(xiàn)在的1.7%左右。
水泥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)大氣環(huán)境的污染，70%來(lái)自窯頭、窯尾，現(xiàn)在采用袋式除塵器除塵、脫硫越來(lái)越多，一般都采用分室吹風(fēng)和脈沖噴吹2種袋式除塵器，以5000t/d生產(chǎn)線為例，列表加以比較（見(jiàn)下表）。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，應(yīng)該選擇脈沖袋式除塵器，這也是國(guó)內(nèi)外袋式除塵技術(shù)發(fā)展的方向。
袋式除塵器在水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)隨著新型干法技術(shù)的推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)2015年立窯將基本退出我國(guó)水泥工業(yè)舞臺(tái)。新型干法水泥生產(chǎn)線工藝先進(jìn)、設(shè)備優(yōu)良、企業(yè)規(guī)模比較大，有利于對(duì)煙塵、粉塵的控制。新修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4915-2004《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的煙塵排放濃度從過(guò)去的100mg/m3變成50mg/m3.有的城市和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，濃度為30mg/m3，甚至10mg/m3.同時(shí)，國(guó)家環(huán)保總局還在全國(guó)各省、市逐步推行在大、中型水泥生產(chǎn)線安裝在線監(jiān)測(cè)儀器，隨時(shí)監(jiān)控?zé)焿m、粉塵的排放。因此，袋式除塵行業(yè)應(yīng)該抓住水泥工業(yè)的這一發(fā)展機(jī)遇，在抓緊對(duì)中、小型水泥企業(yè)，立窯企業(yè)的治理，使其能達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，重點(diǎn)抓對(duì)新型干法水泥生產(chǎn)線和PC窯、窯頭、窯尾的袋式除塵工程的推廣和應(yīng)用。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的水泥生產(chǎn)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(guó)水泥90%的廢氣是通過(guò)袋式除塵器凈化的，這使其水泥粉塵的散失量小于其產(chǎn)量的0.05%，很好的保護(hù)了當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境。
近年來(lái)，我國(guó)在新型干法生產(chǎn)線窯頭、窯尾采用袋式除塵器的企業(yè)越來(lái)越多。都江堰拉法基公司3300t/d水泥生產(chǎn)線，全部采用中材環(huán)保公司生產(chǎn)的袋式除塵器，窯頭、窯尾采用分室反吹風(fēng)袋式除塵器。同時(shí)，合肥水泥研究設(shè)計(jì)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(fēng)袋式除塵器，河南中材環(huán)保公司出口沙特阿拉伯5000t/d和浙江潔華環(huán)保科技股份有限公司出口阿聯(lián)酋10000t/d水泥生產(chǎn)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(shuō)明了PC窯、窯頭、窯尾除塵的趨勢(shì)是采用袋式除塵器，并愈益趨于大型化。根據(jù)幾個(gè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，安裝在窯尾的袋式除塵器不但能除塵還能脫硫。
現(xiàn)在不少窯頭、窯尾的電除塵器達(dá)不到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，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(chǎn)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(shí)300℃），采用行噴脈沖結(jié)構(gòu)，充分利用原電除塵器的殼體，既降低改造費(fèi)用，又縮短了改造工期。過(guò)濾風(fēng)速為0.98m/min，濾袋材質(zhì)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(yè)設(shè)計(jì)研究院僅用了18天就完成了改造工程，改造后系統(tǒng)產(chǎn)量提高到了2400t/d.此次改造效果非常好，同時(shí)還提高了窯的產(chǎn)量。
此外，袋式除塵器的關(guān)鍵是濾料，濾料的性能和壽命非常重要。從國(guó)內(nèi)這幾年的應(yīng)用情況來(lái)看，濾料的性能和壽命都能滿足PC窯用戶(hù)的要求，但價(jià)格卻太高，尤其是從美國(guó)進(jìn)口的玻纖薄膜濾料和從歐洲進(jìn)口的P84濾料，價(jià)位都很高，并且用的數(shù)量也很多，1臺(tái)袋式除塵器一用就是l萬(wàn)到2萬(wàn)平方米，價(jià)值數(shù)百萬(wàn)元。這對(duì)袋式除塵器在水泥工業(yè)PC窯的應(yīng)用推廣十分不利。因此濾料必須國(guó)產(chǎn)化，降低濾料成本。事實(shí)上現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的玻纖覆膜濾料、P84針刺氈、氟美斯針刺氈都已開(kāi)發(fā)出來(lái)，并在國(guó)內(nèi)好幾臺(tái)窯尾袋式除塵器上應(yīng)用，已達(dá)2年以上，效果較好。下一步，還需深入做工作，讓國(guó)產(chǎn)濾料能在PC窯、窯頭、窯尾袋式除塵器上普遍推廣應(yīng)用，逐步取代進(jìn)口濾料。到那時(shí)，袋式除塵器在水泥工業(yè)的應(yīng)用將更加普遍，水泥工業(yè)的粉塵散失量將下降到水泥總產(chǎn)量的0.5％以下，水泥工業(yè)的煙塵、粉塵年排放將下降數(shù)百萬(wàn)噸。讓我國(guó)袋式除塵行業(yè)和水泥工業(yè)攜起手來(lái)，共同努力，為保護(hù)我國(guó)的環(huán)境做出更大的貢獻(xiàn)！
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