袋式除塵技術在冶金行業的應用分析

楊 釵

（中鋼石家莊工程設計研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

當前階段，袋式除塵技術廣泛運用于冶金行業中，在冶金生產的各個部門均擁有非常成熟的技術，能夠高效穩定地實現除塵的目的。

不僅如此，袋式除塵技術還可以實現資源回收再利用的目的，成功減少生產成本，最大限度的節省資源，因此，在冶金行業中的除塵設備所占的比例非常高。

1 袋式除塵技術及設備的工作原理簡述

1.1 脈沖袋式除塵器的工作原理

脈沖袋式除塵器具有較高的除塵效果，運行非常穩定而且維修簡便，主結構具有耐久性，是一種具有較長的使用時間的除塵工具，在冶金行業中得以廣泛運用。通常冶金廠里的煙塵濃度很高，尤其是某些生產設備排放的氣體含塵量高達1000g/m3，利用脈沖袋式除塵器能夠實現排入大氣的氣體含塵量不大于10mg/m3的排放標準。在設備正常運行的過程中，含有灰塵的氣體流入除塵器內會由于容器體積的增大而迅速膨脹，按照力學原理，質量較重的灰塵會快速沉降于灰斗底部，而大多數較輕質量的灰塵就會隨著除塵器旋轉形成的氣流快速上升并流入除塵袋，通過濾袋過濾之后，大部分灰塵顆粒就會沉積于濾袋外表面，而極少量殘余的灰塵會隨氣體通過過濾，從排風口排放于大氣中，實現最終的除塵效果，這就是脈沖袋式除塵器實現除塵效果的原理。隨著工作時長的增加，濾袋上附著的灰量增加，除塵器受到阻力逐漸加大，當阻力值達到設定的數值后，控制系統發出清灰信號，首先關閉閥門切斷含塵氣流，之后控制脈沖電磁閥門發出清灰指令，這時的脈沖閥門打開將有一定壓力的壓縮空氣或氮氣反向吹向脈沖袋，將吸附于濾袋中的粉塵抖落，從而降低氣體通過阻力并清除了灰塵，這個清灰過程的速度較快且時間較為短暫，鑒于此，其對那些含塵濃度很高的氣體還可以發揮良好的清理效果。

1.2 反吹風布袋除塵器的工作原理分析

反吹風布袋除塵器對比脈沖袋式除塵器，其功能相對較弱，但價格更有優勢一些，反吹風布袋除塵器比較適合應用在大型的冶金企業中，脈沖袋式除塵器更適用于一般規模的冶金廠。反吹風布袋除塵器要實現最佳的除塵效果，主要是因靠反吹風機和清灰控制系統完成的，具體的過程通常是含塵氣體進入除塵器之后，在氣流運動之下互相碰撞，較大的顆粒會優先進入灰斗中，其他較輕的灰塵進入除塵器的過濾室，灰塵顆粒較小的就會被阻隔在濾袋上面，而干凈的氣體在通過濾袋之后，被排放到空氣中。在除塵的過程中，其表現的技術特點是排氣和反吹氣流均是由氣缸閥這個閥門進行完成的，對于除塵濾袋的更換勢必要在機器的外部進行，濾袋出現破損等問題時，維修工作非常方便；而反向風在一定程度方面就是利用了風的反彈性與慣性順利完成的，在氣缸閥關閉之后風在吹進來就會形成反彈的力量，將吸附于濾袋表面的灰塵抖落。

2 袋式除塵器的濾料

袋式除塵器，即利用袋的形式實現除塵的目的，因此，濾袋是袋式除塵器必不可少的核心部分，濾袋的各種性能參數直接決定著除塵的場所和使用效果，濾袋材料的選擇至關重要。

在濾料的選擇過程中，通常應該注重分級過濾效率、透氣程度、耐溫及耐酸、斷裂強度進行充分考慮，唯有選擇各種性能指標均滿足要求的材料，才可保障除塵效果。通常濾料纖維還分為天然纖維與化學纖維兩部分。天然纖維一般用在早期，可由于天然纖維在耐酸堿性方面存在不足，因此，除塵性能約束性很大。近年來，合成纖維獲得了廣泛的應用，其強度和耐高溫均要強于天然纖維。

在具體的應用中，還應該結合生產工藝和環境合理選擇纖維材料，通常是在特定的生產環境中可以順利發揮除塵效果。因為冶金行業的生產工藝較為特殊，因此，對袋式除塵器之中的濾料要求較高，勢必要具備較高的強度，可以耐磨、抗褶皺、抗拉，這是由冶金行業的生產特點決定的。在應用中不容易出現變形，成本較低，使用年限長，進而保障其發揮較好的除塵功能。而在高爐富氧噴煤的工藝中，煤粉收集用至的袋式除塵器，對濾袋材料還有防靜電的要求。

3 袋式除塵技術在冶金工業的實際應用

3.1 冶煉爐爐頂除塵技術的應用

冶煉廠冶煉爐使用的原料，是通過燒結、干燥等工藝處理后轉運過來的，在具體的運輸過程中，少部分會解散成為粉狀。一是進爐原料采用皮帶運輸機進行卸、受料的過程中，因為物料的降低和物料攜帶氣流沖進受料點，產生局部的增壓產生的粉塵，其增加程度伴隨落料的高度、溜槽和水平面之間接觸的角度增加而不斷增大。二是在整體的運輸中，因為皮帶托輥導致的跳動和物料和空氣的相對運行而產生的粉塵，且在運輸粉塵狀物料的過程中將會更為嚴重。因為以上物料及工況等各種原因，導致車間內部粉塵遍布，對生產操作造成了十分嚴重的影響。結合國外對鋼鐵工業排放灰塵量的研究分析，物料運輸揚塵在其中占比為30.9%，煉鋼在其中占據25.3%，煉焦占比16.7%，燒結占比12.9%，其他占比為14.2%。

整體除塵系統中采用了氣箱脈沖布袋除塵器，其濾料根據粉塵性質采用滌綸針刺氈，濾袋之間的內部氣體向上進行流動的“袋內速度”小于400m/分鐘，濾袋底部平面較低的袋內速度比粉塵顆粒與凝集成的塵塊末端沉降速度要小，為對其落入灰斗提供可靠保障，進而降低對濾袋造成的磨損。此除塵系統的除塵效濾高達百分之99.9%，對于礦粉的回收利用效果極為顯著。

3.2 燒結除塵技術的應用

燒結工藝生產的配料、混料、燒結、冷卻和貯運等工序中，均有粉塵污染出現，涉及面非常廣，折合每噸燒結礦大約形成30kg到50kg的粉塵。燒結機（包含球團）排放的高溫煙氣中含有二氧化硫、一氧化氮等有害的氣體，粉塵中包含少量的鉀、鋅、鈉、鈣等金屬元素，燒結機頭煙塵通過大密閉罩搜集，當前大部分用于靜電除塵。但是伴隨環境保護標準《鋼鐵工業大氣污染物超低排放標準》(DBl3/2169—2018)的不斷提升與濾袋技術的日益進步，利用袋式除塵器的優勢更為顯著，特別是在脫硫、除塵、脫硝一體化的綜合治理項目中。例如：寶鋼股份495平方米燒結機“增加設置干法脫硫設施改造項目”，就是利用低壓回轉脈沖袋式除塵器，在入口粉塵濃度高達數百g/Nm3的條件下，通過末端袋式除塵器處理之后，實際測量的出口粉塵排放濃度小于等于12mg/Nm3。

3.3 轉爐二次除塵技術的應用

轉爐在進行鐵水、加廢鋼、出鋼、排渣、轉爐吹煉等過程中形成大量的二次煙氣。二次煙氣分布于爐體周邊，特點就是分散、動態、不同步、和工藝操作關聯密切，搜集工作的難度非常大。二次煙塵量大約為0.35kg/t～0.4kg/t鋼，如，攀成鋼公司的八十噸轉爐，煙塵的主要成分為氧化亞鐵、鐵、氧，大約在其中占據40%～60%；其中含有石墨粉，粉徑分布：其中小于等于10μm的占57%，10μm～20μm的占30%，大約等于20μm的占12%。在捕集煙氣的過程中利用轉爐操作平臺以上的爐體周邊進行全封閉，并在爐前設置對開式的防煙門與門形排煙罩，上面沿著懸掛棒形活動簾，捕集含鐵煙塵。在爐后操作平臺下面設置擋煙導流罩，并將出鋼排出煙塵導向爐后排煙罩。若是煙氣中含塵濃度低，粒徑細小，此項目采取負壓反吹袋式除塵器，脈沖清灰方式，如果結構緊湊，將會具有更好的清灰效果，其具體應用效果非常顯著，排放的煙氣含塵濃度小于等于10mg/Nm3。

4 袋式除塵技術的未來發展趨勢

我國當前出現了眾多袋式除塵器專業的生產廠家，在深入探究袋式除塵器的機理、清灰技術、濾料及濾袋等方面均獲得良好效果，不過，我國的袋式除塵器技術，特別是設計技術對比西方等發達國家的水平依舊較為落后。袋式除塵器的設計屬于非常繁雜且系統的過程，在具體的工程實踐中，經常會出現各式各樣的問題。在進行袋式除塵器的設計過程中，需要全面考慮各類因素如：安裝場地，風量的處理、煙氣的溫度及粉塵的濃度、濕度等，這些因素直接影響著整體設備和濾袋的選擇。伴隨我國環保標準的逐漸嚴格，越來越多的行業內人士將其認定為治理煙氣至關重要的主導型產品。同時，表面覆膜技術與高性能濾料的深入探究分析會有效提升除塵性能，有效拓展袋式除塵技術的應用范圍，配置耐高溫、防腐蝕濾料的袋式除塵器是除塵設備未來的重要發展趨勢。

5 結論

總的來講，因為冶金行業中不可避免的會產生大量粉塵，不但直接影響著生產效率，還會嚴重影響環境衛生，鑒于此，必須采取切之可行的除塵技術。因袋式除塵技術應用優勢眾多，在冶金行業中獲得廣泛運用。為了確保袋式除塵器的除塵效率，應增強日常應用過程中的操作管理，加強日常維護。

袋式除塵器的設計技術較為復雜，設計及使用時應全面考慮問題，伴隨我國科學技術的日益發展，袋式除塵器技術得以不斷的完善，除塵效率也在不停地提高，為我國冶金行業的安全穩定發展創建有利的條件。