立式烘干窯除塵器的改造

劉 凱

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

1 項目提出背景

電石生產中的蘭炭給料機送至烘干窯進行烘干，除去物料中的水分后輸送至配料站供生產使用。在整個烘干過程中，產生的尾氣主要有碳顆粒物、水蒸汽等，如窯內局部溫度過高有部分碳材直接在窯內燃燒生成少量CO2、SO2和NOx等，尾氣通過引風機抽入除塵器中，除去粉塵后達標排放。

某公司電石分廠于2012年建造立式烘干窯1臺，供4臺20 000 kVA電石爐生產使用。該烘干窯配套除塵器為袋式除塵器，選用無堿玻纖覆膜除塵布袋（?130×2 480 mm），因除塵效果差，多次更換其他類型和生產廠家的除塵布袋，使用過程中仍經常出現“糊袋”、“燒袋”等情況。頻繁更換布袋，不僅使排放不達標，也使立窯無法實現長周期、連續生產，靠速烘或過負荷生產提供合格蘭炭，造成除塵器內隔板、花板及布袋龍骨等變形、損壞，風機等設備使用周期縮短。

2 原因分析

（1）造成“燒袋”的原因。蘭炭的燃點較低（僅為350℃），含硫、磷等元素，其中含硫約為0.3%，含磷約0.001%，易燃燒；立窯烘干除塵系統距離立窯太近，煙氣管道太短，進入除塵器前無對大顆粒、火星等攔截、沉降的措施；除塵器原設計噴吹系統為單腔室離線噴吹，供氣源也不穩定，造成大量碳顆粒物無法及時吹離除塵布袋，附著在布袋表面；除塵器箱體變形嚴重，密封不嚴。當入口溫度較高，混入空氣后易造成附著在布袋上的碳顆粒燃燒，燃燒后溫度達到400℃以上，造成布袋燒損。

（2）造成“糊袋”的原因。冬季蘭炭含水分較高，經烘干窯后以水蒸氣形式混入除塵氣中，當除塵器內溫度低于100℃以下即出現液化；噴吹不及時造成大量碳顆粒物無法及時吹離除塵布袋，與液化水滴混合后造成布袋氣孔糊死，長時間集聚后布袋被“碳泥”包裹。

3 除塵器改造方案

3.1 用金屬柔性膜替代除塵布袋

經過與某科技有限公司進行技術交流，采用該公司自主研發的Al系金屬間化合物非對稱膜（以下簡稱金屬柔性膜）除塵元件及膜分離技術對其烘干立窯煙氣布袋除塵器進行改造。金屬膜耐高溫，可解決燒袋問題，同時通過提高除塵器進口溫度解決了糊袋問題，使除塵系統長期連續穩定運行，避免了頻繁更換布袋。保證現場生產環境良好，進而保障生產的連續穩定。

采用的金屬柔性膜具有以下特點。

（1）耐高溫。長期運行工況≥400℃，可承受瞬間高溫800℃；

（2）抗腐蝕。可耐 H2S、SO2、SO3等腐蝕；

（3）高精度且穩定。過濾精度達0.1 μm，過濾后含塵量≤30 mg/Nm3；

（4）易清灰。反應合成方法為柯肯達爾效應成孔，曲折因子小，壁薄，具備一定柔性，反吹清灰更容易；

（5）導電性好。過濾過程中不會產生靜電；

（6）通量大。過濾空氣通量≥300m3/（m2·kPa·h）。

該膜于2014年研制成功后，即投入到有色金屬冶煉行業，且已使用超過3年。現已廣泛應用于電廠、鋼鐵、有色、高鈦渣、鐵合金、電石、黃磷、危廢處理等行業。

3.2 噴吹方式改造為在線脈沖行噴

改造為在線脈沖行噴，清灰時濾袋逐排噴吹，此時袋式除塵器內其余各排濾袋仍在過濾狀態，逐室進行噴吹清灰。在線噴吹時，雖然被清灰的濾袋不起過濾作用，但因噴吹時間很短，而且濾袋依次逐排清灰，幾乎可以將過濾操作看成是連續的。同時，在現場使用的噴吹用壓縮空氣壓力雖小，也同樣能達到清灰效果。

3.3 除塵器箱體改造

原除塵器長期處于高溫狀態下運行，外部箱體、上部蓋板變形嚴重，使除塵器密封效果差；花板、隔板也均有不同程度的損壞。利用本次檢修對除塵器殼體、隔板等重新制作、安裝，并參照現有除塵器花板布置，將后6個濾室進行改造，前3個室改為自然沉降室。

3.4 其他

原除塵器引風機、卸灰閥及刮板輸送機等仍符合新除塵器使用要求，不進行改造和更新。

4 技改前后參數對比

按照現場的主要運行參數及要求，僅使用金屬柔性膜替代布袋、對現有花板及反吹系統進行改造，在工藝流程不變的前提條件下，現有管道閥門、自控及監控系統、輸排灰系統及公用工程等均利舊。項目于2017年8月進行，歷時45天完成改造。改造前后各參數對比見表1。

表1 立窯除塵改造前后參數對比表

5 運行效果評價

除塵器于2017年9月中旬投入使用，完全能夠滿足生產使用，實現達標排放。于2017年10月進行過濾精度檢測，實測排放濃度均在20 mg/Nm3以下，符合環保排放標準。并委托當地環保監測單位進行檢測（檢測結果見表2），檢測結果基本一致。

表2 立窯除塵器烘干廢氣檢測結果統計表