袋式收塵器在卡爾多爐煙氣凈化上的應用

章頌泰,呂正華

(1.中國瑞林工程技術有限公司,江西南昌 330002;2.浙江藍天除塵設備有限公司,浙江海寧 314413)

袋式收塵器在卡爾多爐煙氣凈化上的應用

章頌泰1,呂正華2

(1.中國瑞林工程技術有限公司,江西南昌 330002;2.浙江藍天除塵設備有限公司,浙江海寧 314413)

目前,就我國煙氣排放標準而言,電除塵仍是治理燃煤有色金屬冶煉鍋爐煙塵的首選方法。但是,由于電除塵器的收塵效率受粉塵性質的影響較大,而我國的燃煤成分又千變萬化,粉塵性質各不相同,因此,許多冶煉廠難以實現在燃煤有色金屬冶煉鍋爐上長期、高效、穩定地使用電除塵器[3]。隨著國家對粉塵排放指標的提高,布袋除塵器適應性強、除塵效率高、運行可靠等優點逐漸顯現出來。布袋除塵器是能夠有效控制煙塵污染的主要設備之一,它具有很高的除塵效率。經過布袋除塵器過濾后的煙氣含塵質量濃度一般都低于50mg/m3,同時還能有效地除去煙氣中的微細粉塵。在我國,布袋除塵器已在冶金、建材、化工、筑路等行業中廣泛應用。

卡爾多爐;煙氣凈化;袋式除塵

1 引言

江西銅業公司貴溪冶煉廠為了處理廢銅雜物料從奧圖泰公司引進容量為 13m3。年產 50kt/a粗銅的卡爾多爐。其中卡爾多爐工藝煙氣及環境煙氣的捕集與凈化部分由國內配套。2009年 5月,卡爾多爐冶煉及煙氣凈化系統熱調試一次成功。一直可靠運行。達到并超過預期的設計要求。

2 工藝流程敘述

由于卡爾多爐操作過程為間歇運行,在運行中需要經歷加料,融化以及吹煉等工藝過程,在冶煉過程中卡爾多爐排出的高溫煙氣 (又稱為工藝煙氣)經水冷煙道及驟冷塔冷卻后使煙氣驟冷到 350℃,再由空氣冷卻器將其進一步冷卻到 150℃后進入布袋收塵器將煙氣中的粉塵捕集。

由于卡爾多爐在熔煉過程中有少量的煙氣溢出,為了不污染廠房內的環境,設計中將整個卡爾多爐都由煙罩罩住,由煙罩排出的煙氣稱為環境煙氣。由于煙氣中含有粉塵,該環境煙氣獨立設置一套凈化系統。環境煙氣經布袋收塵器過濾凈化后與工藝煙氣匯集后從煙囪中排放入大氣。

卡爾多爐煙氣處理流程見圖 1。

3 卡爾多爐熔煉煙氣凈化系統設計參數

3.1 工藝煙氣布袋除塵器的有關參數

煙氣量:96600m3/h;

煙氣溫度:150℃;

煙氣壓力:-500Pa;

煙氣成分 (v/v):O2,17～20;CO2,0～3;H2O,1～13;N2,68～79。

布袋除塵器型號:LCM430-2×4;

過濾速度:0.5m/min;

凈過濾面積:3440m2;

濾袋數量:1800只;

濾袋長度:6000mm;

除塵器阻力:<1500Pa;

壓縮空氣耗量:3.5Nm3/min;

漏風率:<3%;

清灰方式:壓縮空氣離線脈沖清灰。

3.2 環境煙氣布袋除塵器的有關參數

煙氣量:77400m3/h;

煙氣溫度:60℃;

煙氣壓力:-500Pa;

含塵量 1～10g/Nm3;

煙氣成分:(v/v)O2,20;H2O,3;N2,77。

布袋除塵器型號:LCM430-2×3;

過濾速度:0.5 m/min;

凈過濾面積:2580 m2;

濾袋數量:1350只;

濾袋長度:6000 mm;

除塵器阻力:<1500 Pa;

壓縮空氣耗量:2.5 Nm3/min;

漏風率:<3%;

清灰方式:壓縮空氣離線脈沖清灰。

4 布袋除塵器的特點

4.1 采用離線型脈沖清灰方式

脈沖式袋式除塵器的清灰分為在線式和離線式兩種,在實際應用中各有利弊。在線式清灰結構簡單,控制方便,機械阻力小,系統阻力變化小,但由于清灰過濾同時進行,影響清灰效果,也不利于不停機檢修。而離線式清灰的優缺點正好與此相反[3]。

本項目布袋收塵器采用離線式清灰,主要考慮到冶煉煙塵粒度細和難清灰的特點。在設計中采用了雙室并聯運行的結構,每室的出氣口均設置一個氣動提升閥,可以實現不停機檢修。其提升閥根據除塵器阻力的變化而開啟及關閉,當開啟時,該室布袋除塵器進行正常過濾,當氣力提升閥關閉時,則進行脈沖清灰作業。

4.2 導流裝置采用先進的進風方式

設計了獨特的煙氣分配裝置,可分配含塵氣體,并對大直徑顆粒進行分離,避免含塵氣體沖刷濾袋,以提高整個除塵裝置的效率及濾袋使用壽命。

4.3 脈沖噴吹系統脈沖系統

由壓縮空氣貯氣箱、電磁脈沖閥(進口)、承壓接頭、特殊設計的噴嘴管等組成。在每排濾袋上部,均有1根噴嘴口徑不同的壓縮空氣噴吹管,運行時可以設定每排濾袋之間相隔5～8s脈沖清灰 1次(時間可以調整),將脈沖反吹壓縮空氣噴入濾袋內清灰。

4.4 控制系統

主要由脈沖控制儀、電腦控制柜、熱電阻溫度計、靜壓測點、料位指示器和測量元件組成。

4.5 布袋除塵器保護系統

主要由旁路管路系統、旁通風機及閥門、測溫儀、冷風吸入裝置及壓力檢測裝置組成。在進氣風管中設計有冷風吸入及溫度測試裝置,當發生煙氣溫度超過規定值時先進行報警,如溫度繼續升高則自動啟動吸入冷風裝置進行降溫,如溫度還不能下降,則由旁通風機接入煙氣。以保護濾袋不受損傷。在凈氣室設有濾袋檢漏裝置,以便在濾袋損壞時及時報警。

4.6 濾料選擇

濾料質量直接影響除塵器的除塵效率,濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。根據冶煉煙氣成分及煙塵的特點,選擇合適的濾料,是保證布袋除塵器性能的關鍵。

布袋必須選用透氣性能好、耐磨損、適合現場工藝要求的濾料。如果濾料選用不恰當或加工質量差,易產生水解、酸解、溫度過高、覆膜剝落、濾袋破裂等現象。目前常用的濾料有來登針刺氈(聚苯硫醚)和 P84針刺氈 (聚酰亞胺),這兩種濾料的抗氧化性及耐高溫性能均較好,其中來登針刺氈對氧化敏感,P84對水解敏感,對氧化也較敏感;選用時注意煙氣中氧氣及 NOx含量;降低使用溫度,可以減輕氧化[1]。有資料介紹:溫度每升高 10℃,氧化性增加 1倍。如:煙氣溫度由 140℃增加到 160℃,△t=20℃,氧化性增加 4倍,布袋壽命只有原來的1/4。

本設備根據工藝煙氣特點選用規格為?130mm,材質為聚苯硫醚針刺氈覆膜聚四氟乙烯的濾袋。

本設備在進氣口設置有預噴涂粉塵的吸口,在袋除塵器使用前對新濾袋或長期停用的濾袋進行預噴涂,以有效的防止濾袋堵塞。

4.7 采用獨特的清灰控制模式

采用 PLC控制不一定先進,因為這僅僅指硬件設備,重要的是程序設計是否符合現場條件,是否滿足清灰要求,是否最節省能源。本設備的清灰控制有以下特點:

(1)采用壓差清灰,即根據濾袋內外的壓差情況決定是否清灰和停止清灰。

(2)采用慢、中、快三種清灰模式,由 PLC自動調節。當粉塵負荷大時自動啟動快模式,粉塵負荷低時自動啟動慢模式;當濾袋運行初期阻力較低時自動啟動慢模式;當濾袋運行后期阻力升高則啟動快模式。

上述清灰控制模式能使濾袋的有效壽命延長,保證在濾袋整個壽命周期中維持最低的除塵器阻力、最低的能量消耗和系統阻力的波動最小。并設置了根據實際情況調試好的預編自動運行程序。

4.8 特殊的防結露措施

由于冶煉過程是間歇運行,產生的煙氣也是隨著冶煉過程而發生變化,同時由于冶煉煙塵極細并易粘結。為了保證布袋除塵器的運行在露點以上運行,不使煙塵粘結。本設備在布袋收塵器的外殼設置了蒸汽伴管進行保溫,使外殼的溫度維持在 100～110℃左右。

5 實際運行情況

本除塵器于 2009年 5月,卡爾多爐冶煉及煙氣凈化系統熱調試以來一直可靠運行。各項指標達到預期的設計要求。經環境保護部門設置的在線粉塵濃度測試儀測試:含塵濃度一直保持在 10～15g/ Nm3。設備運行阻力在 1200Pa左右。遠低于設計要求值,說明清灰效果非常好。

6 結語

盡管布袋除塵器在冶金、建材、化工、筑路等行業中廣泛而成功地應用,但由于我國有色金屬冶煉廠的煤質變化波動較大,鍋爐溫度波動也較大,將會嚴重影響其正常運行,因此需要在引進、消化、吸收的基礎上開發出適合我國國情的布袋除塵器。此外,必須把布袋除塵器看作是一項系統工程來研究,因為任何環節的差錯都可能影響整個除塵器的運行。

REFERENCES

[1] 王金波,孫熙.袋式除塵器手冊[M].沈陽:東北大學出版社, 1997.

[2] 王鴻合.布袋式除塵器技術及其應用[C].必達福燃煤鍋爐尾氣治理技術研討會論文集,2003.

[3] 郭建榮,張莉.傾動爐煙氣凈化系統簡述[J].銅業工程,2005,(2).

The Application of Bag Filter on Fume&Gas Clean ing of Kaldo Furnace

ZHANG Song-tai1,LV Zheng-hua2
(1.China Nerin Engineering Co.,Ltd,Nanchang,Jiangxi,China 330002; 2.ZhejiangLantian Dust Exclusion Equipment Co.,Ltd,Haining,Zhejiang,China 314413)

According to the current emission standard in China,electric precipitation is still the preferredmethod for non-ferrous metal smelting industry.However,as the dustperformance has a big influence on the efficiencyof electric precipitation and the composition of fire coal is variable,manymetallurgical refineries can not have long ter m stable electric precipitation efficiency and perfor mance.As the national emission standard becomes increasingly requiring,the strong adaptability,high efficiency,stable operation and other advantages of bag filter are gradually discovered.Bag filter is one of the main equipments in fume pollution control,which is of high efficiency.The dust concentration after bag filtration is usually less than 50mg/m3 nor mally,and the smallparticle can also be removed at the same time.In our country,the bag filter is used widely in metallurgy,building materials,chemical industry and road building

Kaldo furnace;Fume cleaning;Bag filter

book=58,ebook=103

TF805.3+3

B

1009-3842(2010)02-0058-03

2010-02-03

章頌泰(1954-),男,漢族,江西撫州人,高級工程師,主要從事冶煉煙氣處理收塵設計研究工作。E-mail:nerinzst@163.com