水泥机立窑生产以石灰石、粘土、萤石等配料为原料,采用*煤为燃料。在整个生产工艺过程中,主要污染源有:原料磨粉尘、熟料磨粉尘。水泥机立窑废气排放点高、气流量大、波及面广,特别是湿度高、温度变化大,烟气含尘浓度高,主要是料球在干燥中爆球产生的粉尘;预热带和烧成带飞出的细颗粒粉尘;还有在高温带挥发的经低温冷凝成细微颗粒的盐类粉尘。在立窑水泥企业中,立窑是整个生产过程的“心脏”,同时也是大的废气排放源。目前在众多的立窑水泥企业中,很多厂家采用袋式收尘和静电除尘技术,效果良好,均能达到环保排放标准。但前者管理维护难,自控(温度)要求高,有糊袋;后者由于结露爬电,极板变形及电晕线放电针结球(电流不稳)等原因,致使设备运行不稳定。
原理
1、水泥立窑废气有明火、浅暗火、暗火、深暗火等几种生产煅烧工艺,由于操作不稳定。间或出现“返火”、“卡窑”、“炼边”等故障,致使水泥立窑废气粉尘的波动范围较大。
2、沉降室除尘(重力除尘)机立窑废气以大于5m/s的速度从烟囱进入大截面室内,气流速度放慢50μm以上的粉尘颗粒靠其自身质量下沉被收集。沉降室的收尘教率与其横截面积和长度成正比。为提高收尘效率,气流的速度以0.3-0.5m/s、停留时间以30~60s为宜,沉降室大都布置在窑房顶部。受空间限制收尘效率较低,一般40%~60%在沉降室进口处设置导流板,内部设置隔板,有利于粉尘降落,提高收尘效率。当水泥机立窑窑尾含尘烟气沿排风管到达水雾喷淋除尘器内部,通过烟囱的扩径使烟气流速降低,一部分较大颗粒的粉尘则沉降下来。在除尘器腔中,环形均匀分布十个喷水嘴,从喷水嘴逆向喷出O.5MPa半雾化水覆盖烟气流过的整个分布截面,从而使烟气进一步降低流速,并使烟气中的粉尘粘附在水珠表面而沉降下来。水雾除尘器排出的含尘污水直接流人多级沉淀池,沉淀的含尘浓泥浆抽入双轴搅机内,与水泥生料混合搅拌进入成球机内成球,再进入机立窑进行煅烧成水泥熟料经沉淀池净化后溢流出的清水则返回储水箱中,再通过水泵继续输向喷水嘴循环使用,同时通过浮球阀不断向储水箱补充水,在水雾喷淋除尘器运行过程中,不再向外界排放污水,从而解决了除尘废水的二次污染问题。
3、玻纤袋式除尘器是一种高稳定的除尘设备,立窑废气进人玻纤袋式除尘器,经滤袋净化后,洁净的空气由风机排入大气。玻纤袋除尘器过滤风速应小于0.5m/min。风速过高,滤袋易损坏,收尘效率大大降低。还应注意对气体进行调质处理和壳体保温。当废气温度过高时,应立即掺人冷风,否则滤袋被烧洞;当气体温度低于露点时,水露将粉尘粘结在滤袋上,即使废气温度再升高,滤袋上仍一层几乎不透气涂层,致使滤袋透气性太差,更换、洗涤、晾干工作量较大。
水泥仓顶除尘器一般安装在水泥罐、粉煤灰罐顶部,根据水泥、粉煤灰、石粉、矿粉、化工粉等各种粉末状物质的通过孔径,设计收尘器的滤芯通过大直径及附着力作用给滤芯孔径的影响作用,完全可以满足各粉末状物质过滤要求。
即满足散装车风送及成装品拆散后风送的要求,又能保证在粉末物质使用时,仓内无负压。过滤面积24m2,体积小,振动清理,选用德国进口过滤材料-14只滤芯。标准备件,操作维护简便,大大降低了粉尘外溢对环境造成的污染,达到国家环保要求,是混凝土搅拌站的*设备。
其原理根据水泥、粉煤灰、石粉、矿粉、化工粉等各种粉末状物质的通过孔径,设计收尘器的滤芯通过大直径及附着力作用给滤芯孔径的影响作用,完全可以满足各粉末状物质过滤要求。即满足散装车风送及成装品拆散后风送的要求,又能保证在粉末物质使用时,仓内无负压。过滤面积24m2,体积小,振动清理,选用德国进口过滤材料滤芯。
袋式除尘器在水泥工业的应用水泥生产企业的尘源点非常多,破碎机、磨机、*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、回转窑及窑磨一体机等,都产生大量的粉尘和烟尘。过去,水泥生产企业把除尘设备应用于水泥生产线,不是以环境保护为目的,而是出于收集物料、降低消耗、节约成本、兼顾劳动保护的目的。当时使用的除尘设备,除少数回转窑窑尾采用电除尘器外,水泥生产各个尘源点以旋风除尘器、沉降室为主,还采用一些湿法除尘器和颗粒层除尘器。这些除尘器除尘效率低,再加上生产工艺与设备落后,致使水泥工业粉尘散失量占到水泥总产量的7%.我国在20世纪70年代开始采用压缩空气清灰的脉冲袋式除尘器和反吹风袋式除尘器。由于当时脉冲阀质量差、品种少、故障多,滤料的种类少、性能差、寿命短,袋式除尘器在水泥工业的应用受到很大限制。80年代后期,我国引进美国富乐公司的气箱脉冲、大型分室反吹风、富乐单机等袋式除尘器。经过几年的消化吸收,我国水泥企业逐渐接受和采用袋式除尘器。与此同时,国内的工程技术人员开拓*,研发了立窑、烘干机*袋式除尘器和煤磨袋式收尘器。这些袋式除尘器的除尘效率都很高,基本在99.9%以上,使水泥生产企业的尘源点排放浓度降到100mg/Nm3以下,水泥工业粉尘散失量占水泥总产量的比例下降到3.5%左右。90年代,我国袋式除尘行业已完成对美国富乐袋式除尘技术的转化工作,并在此基础上进行了不少修改和完善。国内自己研制的立窑、烘干机玻纤袋式除尘器和煤磨袋式收尘器日趋成熟、稳定,应用越来越广泛。长袋低压脉冲除尘器和其他脉冲喷吹的袋式除尘器在水泥工业各种磨机、立窑、回转窑上也逐渐推广应用。
袋式除尘器的要害在于清灰,清灰效果决定着袋式除尘设备及整个系统的成败,因此以强力清灰为特征的脉冲袋式除尘器成为可以选择的设备。以长袋低压脉冲袋式除尘器为代表的新一代脉冲袋式除尘技术完全克服了传统脉冲除尘的缺点,而其清灰能力强的优势更为突出,具有滤袋更长(6m或更长)、占地面积小、设备阻力小、清灰所需气源压力低、能源少,工作可靠、维修工作量小等优点,杜绝了弱清灰类袋式除尘器普遍存在阻力过高的现象。袋式除尘器的除尘效率进一步提高,排放浓度低于50mg/Nm3已是普遍现象,低于10mg/Nm3也非罕见。这主要是因为主机的滤袋接口技术有了长足进步。过去采取绑扎或螺栓压紧的固袋方式,滤袋接口存在泄漏,往往使除尘器的除尘效率同滤料相差1~2个数量级。新的固定方式是严格控制花板的袋孔及袋口的加工尺寸,依靠弹性元件使袋口外侧的凹槽嵌入袋孔内,两者公差配合,密封性好,从而消除了接口处的泄漏。脉冲袋式除尘器大型化的趋势明显,性能达到国际*水平,5000t/d水泥生产线窑尾处理烟气量每小时100万立方米左右,10000t/d水泥生产线窑尾烟气量每小时172万立方米左右。袋式除尘器在适应高含尘浓度方面实现突破,能够直接处理含尘浓度高达1400g/m3的气体,比以往提高数十倍,并能达标排放。因此,许多物料回收系统抛弃原有的多级收尘工艺,而以一级袋式收尘取代,经济效益显著,并大幅度减少环境污染。袋式除尘器各主要部件的质量提高,脉冲阀制作更加精良,膜片和电磁阀使用寿命成倍延长;袋笼均是专机制作,质量达到或接近国外*水平。袋式除尘器的自动控制已普遍采用PLC机,工控机(IPC)也已进入这一领域。中、小型设备多采用单片机或集成电路为核心的控制技术;耐高温滤料多样化,P84、玻纤薄膜滤料在回转窑窑尾袋式除尘器上应用越来越多。针刺毡的应用更为广泛,其后处理技术多样化,原来较少应用的防油、防水、阻燃、抗水解等处理日渐普遍,使滤料能适应多种复杂环境。表面过滤材料的出现和应用,使袋式除尘过滤的机理有所变化。它对微细粉尘有更高的捕集率,并将粉尘阻留于滤料表面,容易剥离,使设备阻力降低。滤袋的制作更加规范,一些企业引进*设备和技术,滤袋的制作质量达到或接近国际*水平。上世纪90年代以来,袋式除尘技术在上述方面有了长足的进步,在技术性能和产品质量方面与国外发达国家相差无几,进一步减少了水泥工业排出的污染物,使粉尘散失量下降到现在的1.7%左右。
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