石灰窯窯頂粉塵治理探索

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇 淮安 223200)

技 術 討 論

石灰窯窯頂粉塵治理探索

祁東彬

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇 淮安 223200)

主要介紹了江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠石灰窯窯頂粉塵治理的基本情況，主要從設備改造、日常管理、工藝管理等方面闡述了本次改造取得的成果。

石灰窯； 除塵改造； 粉塵治理；布袋除塵器

2011年，淮安堿廠一期30萬t/a項目順利投產。石灰工序作為氨堿法和井下循環鹽堿鈣聯產制堿工藝純堿制造的頭道工序，它的運行穩定與否直接關系到企業生產的穩定，石灰窯作為石灰工序的關鍵設備， 在純堿生產中對裝置產能起決定性作用。

純堿企業生產一般都是按照“以灰定產”的原則組織生產，較大的生產負荷給石灰窯的控制帶來的巨大挑戰，一直是行業難題的窯頂粉塵治理更是嚴峻，給企業帶來了較大的環保壓力。近年來，淮安堿廠石灰車間通過一系列技術改造，對石灰窯窯頂粉塵污染進行綜合治理，取得了十分明顯的成果。

1 問題現狀

石灰石煅燒的生產過程為窯底通過鼓風機將空氣送入石灰窯，石灰窯中的焦炭與空氣中的氧氣反應燃燒，燃燒放出的熱量對石灰石進行煅燒，反應后生成的混合氣體稱為窯氣，其有效成分為CO2氣體，最終經過降溫除塵后送至下道工序使用。

石灰窯作為純堿生產的主要設備，因為其窯頂轉鍋承擔著石灰窯進料功能。在這一過程中，鐘帽必須打開 ，造成了窯氣夾帶粉塵外泄，使窯頂粉塵外泄成為石灰車間一大粉塵污染源，同時也是困擾行業的一大難題。

因為窯氣CO2濃度直接關系整個純堿生產的工況，因此正常的操作過程必須盡可能的提高CO2濃度，這就要求整個石灰窯生產中，系統盡量不要漏入空氣。因此整個石灰窯倒料過程中，窯頂轉鍋的鐘帽打開時，一般采取微正壓操作，整個窯頂壓力正常指標為150～500 Pa。

2017年隨著全廠系統擴能，石灰工序的4臺石灰窯需要滿足60萬t/a的能力，超出其生產能力。其窯頂正壓值更大，有時達1 200 Pa左右，當石灰石上料期間鐘帽打開系統正壓外泄，大量粉塵外溢，經測算，窯頂平面每個月的粉塵量達50 mm厚。

2 改造基本情況

2.1 改造原則和總體思路

對窯頂粉塵外泄通道的封堵是解決問題的一個方法，如有不少堿廠采取雙鐘帽、插板聯鎖等，但是效果不佳，仍造成周邊環境污染。淮安堿廠根據現場實際，利用現有設備進行低成本設備改造和工藝優化。

2.2 工藝控制優化

石灰窯窯頂的粉塵問題長期以來主要的控制方式是工藝操作控制，通過控制送風量和頂壓的方式盡可能減少粉塵外溢。人工的監盤方式往往不能及時發現系統變化，造成工藝操作的延時。

淮安堿廠石灰窯系統引入了先進控制系統，通過對石灰窯頂壓和上料量的實時跟蹤，在一定范圍內對石灰窯的送風量進行動態調整，盡可能穩定頂壓，避免頂壓的大幅度波動。但往往為了控制石灰窯的出灰溫度而人為加大系統的送風量，造成石灰窯窯氣富余而外排，帶出大量的粉塵，造成周邊環境的污染。

2.3 轉鍋結構改造

前期針對石灰窯窯頂粉塵最主要的外泄途徑轉鍋進行了結構改造，通過增加轉鍋蓋板和進料擋板的方式對轉鍋進行動態封堵，降低了約70%的粉塵。

如圖1往轉鍋倒料示意圖，其進料擋板自動打開進料，此時因為鐘帽是關閉的，粉塵外溢幾乎沒有。料倒盡后，進料擋板自動關閉，封閉了整個轉鍋。

圖1 往轉鍋倒料過程

如圖2示轉鍋往石灰窯進料示意圖，此時為鐘帽打開，原料進入石灰窯，因整個過程中，進料擋板是關閉的，密封的轉鍋只有少量粉塵外溢。

圖2 轉鍋往石灰窯進料過程

實際改造過程中不能做到100%密封整個轉鍋，因此還須通過其他途徑徹底杜絕粉塵外溢。

2.4 脈沖布袋除塵器引入

脈沖布袋除塵器由灰斗、上箱體、中箱體、下箱體等部分組成。工作時，含塵窯氣由進風道進入灰斗，粗塵粒直接落入灰斗底部，細塵粒隨氣流轉折向上進入中、下箱體，粉塵積附在濾袋外表面，過濾后的氣體進入上箱體至凈氣集合管-排風道，經排風機排至大氣。 清灰過程是先切斷該室的凈氣出口風道，使該室的布袋處于無氣流通過的狀態。然后開啟脈沖閥用壓縮空氣進行脈沖噴吹清灰，切斷閥關閉時間足以保證在噴吹后從濾袋上剝離的粉塵沉降至灰斗，避免了粉塵在脫離濾袋表面后又隨氣流附集到相鄰濾袋表面的現象，使濾袋清灰徹底，并由可編程序控制儀對排氣閥、脈沖閥及卸灰閥等進行全自動控制。

根據窯頂含塵氣體的溫度較高、粉塵粒度較大、雨水天含水量大等特性，將布袋除塵器的過濾速度選擇為1.0～1.2 m/min。過濾材質上為了車間備件的通用性，選擇了共計576條的φ133×2500聚酯加壓耐磨針刺氈。 脈沖除塵器清灰控制采用PLC微電腦程控儀，分6個室定時自動依次噴吹除塵。

根據4臺石灰窯正常送風量10 000～12 000 m3/h計算，引風機選用G4-73-10D配55 kW電機，處理風量達36 000～43 200 m3/h。

如圖3所示，在原封閉的轉鍋頂蓋上，增加了布袋除塵器的引風口，利用石灰窯窯體原有清掃管線作風管，對石灰窯頂除塵進行了進一步改造。在石灰窯不上料期間，管線內有負壓，轉鍋內氣體流向除塵風管，轉鍋形成負壓；在石灰窯進料期間，轉鍋同石灰窯形成同一空腔，除塵風管利用負壓抽石灰窯正壓外溢出的窯氣，使轉鍋產生平壓或微負壓， 這就大大降低了這部分粉塵。經過這一改造，系統外泄粉塵得到治理。

在系統風管設計中需采取有效的除水設施，以提高布袋使用壽命。風管直徑、風機的型號根據不同的設備、工藝布置計算系統阻力降獲得。

圖3 布袋除塵風管

3 改造后期管理

1)經過系統改造和工藝操作改造后，石灰窯窯頂的粉塵問題大大改善，在日常管理上，要求操作人員密切關注頂壓變化，時刻關注生產負荷的變化。在石灰窯頂壓較大時及時人為干預調整系統送風量，控制合理的頂壓，尤其是在碳化工序倒塔的過程中；

2)窯氣密封槽也是日常管理的關鍵點，其密封油的管理也直接關系到窯頂粉塵的外泄；

3)頂溫的控制至關重要，確保窯頂設備、潤滑正常運轉；

4)加強布袋運行電流監控，根據電流變化來調整布袋清理周期。

4 幾點設想

窯頂布袋除塵器在濕度較大天氣，特別是雨水天氣和寒冬季節，冷凝水易析出，窯氣中含焦油，易造成布袋結灰堵塞。增加檢維修工作量。

目前考慮根據風量采取濕法除塵，即增加泡沫塔和引風機，除塵水并入原石灰窯泡沫塔地溝。

石灰二樓配料系統上料時亦有大量粉塵外泄，在設計泡沫塔時可以考慮設置加料器稱量斗引除塵分管入口，降低二樓粉塵量。

不同企業可以根據石灰窯生產運行狀況，綜合考慮采取何種除塵方式。

5 結 語

通過一系列的技術改造和方法改進，目前系統運行很好，解決了石灰窯窯頂粉塵外溢。據檢測，含塵量在22 mg/m3，大大降低了工人的勞動量，更為重要的是減少了石灰窯系統因粉塵問題造成的環保壓力。目前布袋運行良好，使用周期已超過6個月。

[1] 陳學勤.氨堿法純堿工藝[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1989

TQ114.161

B

1005-8370(2017)05-23-03

2017-07-30

祁東彬(1972—)，揚州化工學校畢業，工程師。江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠石灰車間主任。