布袋除塵技術在燃氣干燥中的應用與實踐

程鵬軍

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

備料車間精礦預干燥系統是1#閃速爐的配套設施，主要負責銅精礦的預干燥處理，達到向熔煉輸送混合水分合格精礦的目的。該系統現有2 套生產系列，采用傳統的順流式回轉窯、燃煤熱風爐生產工藝，單臺窯的干燥處理能力為100～120t/h，相配套的煙氣處理工藝，采用旋風除塵、低溫電除塵處理，實現尾氣煙塵排放達到國家標準。2004 年建成了動力波煙氣脫硫系統，進一步降低了尾氣SO2排放濃度。2015 年10 月至2016 年1 月，車間對預干燥兩臺熱風爐進行了改造，實現了從燃煤到天然氣的升級替代。

2 工藝簡介

根據近年來備料車間對預干燥脫硫系統及煙囪的檢查統計，由脫硫文丘里洗滌器和煙囪沉降下來的精礦粉塵總量持續偏高，如果不經過脫硫系統再次除塵，將使預干燥煙氣粉塵濃度大幅上升，這樣勢必影響整個系統的環保排放指標。同時，銅精礦粉塵在電收塵器內部堆積自燃，頻繁造成煙氣中SO2濃度異常波動。而為了保障預干燥煙氣穩定達標排放，不得不長期開啟脫硫系統，這又導致了煙氣處理成本的大幅增加。因此，嘗試更高效、更節能的除塵技術替代現有煙氣處理工藝，實現煙氣穩定達標排放勢在必行。

3 改造情況

結合車間精礦預干燥的生產工藝現狀，應用布袋除塵技術對靜電除塵煙氣處理工藝進行替代改造。

3.1 替代改造

選擇布袋除塵器［1］替代現有的靜電除塵器。解決電除塵器內部精礦粉塵著火產生的SO2問題，是整個預干燥除塵系統改造的關鍵。本項目中，布袋除塵技術的應用方案為，采用除塵效率［2］更高的2 臺1600m2布袋替代原50m2和56m2電除塵器，以確保煙氣指標穩定排放，工藝流程簡潔高效。見圖1。

圖1 煙氣處理工藝流程改造前后對比圖

3.2 除塵設計步驟

由2 臺干燥窯排出的含塵煙氣，先經過旋風除塵器粗收塵后再進入布袋除塵器進一步凈化，最后由排風機將凈化后的煙氣抽吸到現有煙囪排放于大氣中。由布袋除塵器捕集下來的精礦經溜管返回到精礦皮帶。

3.3 施工內容

保留現有旋風收塵器，新增布袋除塵器、排風機、排煙管路及配套的附屬裝置；拆除現有靜電除塵器、脫硫系統、排風機及配套的附屬裝置。原混凝土煙囪及部分煙管利舊。

3.4 工藝對接措施

結合現有窯尾一級旋風除塵，再針對2 套系列建設獨立的二級布袋除塵設施，具體位置設計在一、二系列12#BC 廊上方。通過布袋除塵器［3］灰斗底部鏈條刮板機，對收集下來的精礦粉塵，通過下灰管，自然下落到12#BC，隨精礦輸送排走。其中，需選用耐高溫布袋，并采用氮氣反吹清灰。同時設置布袋入口混風閥、灰斗積灰檢測裝置和風機入口濃度檢測裝置［4］。確保布袋除塵的使用安全。

圖2 布袋除塵器構造圖

4 實施效果與評價

4.1 優化后的除塵效果

保障了預干燥煙氣污染物的穩定達標排放。布袋除塵技術在預干燥系統中的成功應用，保障了預干燥煙氣粉塵和SO2兩項污染物的穩定達標排放。

縮短了預干燥煙氣處理工藝流程，降低了處理成本。項目實施前，預干燥煙氣需經旋風除塵、電除塵和脫硫后，再進行外排；項目實施后，預干燥煙氣只需經過旋風除塵和布袋除塵處理后，就實現了直排，煙氣處理工藝流程得以有效縮短。此外，由于布袋除塵器體積較原靜電除塵器體積縮小，無電場、動力波等高耗能設施［5］。同時，不再有煙氣脫硫后的尾渣產出進入主系統，煙氣處理成本得以大幅降低。

減少了設備維護總量，改善了員工檢修作業環境。電除塵器包含高壓發生器、電場、陰陽極振打、熱風風機，以及多條接力式排灰刮板機等設備設施。而石灰石-石膏法脫硫系統則包含文丘里、動力波、濃密機、過濾機，以及多套泵閥等設備設施。原靜電除塵+脫硫的煙氣處理工藝，加起來總設備達到120 余臺套，占地廣、配套多。而布袋除塵器僅僅包含布袋、噴吹及排灰裝置，占地面積小、配套設施少。項目的實施，有效減少了設備維護總量。此外，由于原煙氣處理工藝，要定期檢修電場和脫硫罐體，作業環境惡劣，人工勞動強度大。隨著布袋除塵技術在預干燥系統的成功應用，無需進入除塵器內部，也無需大量清灰作業，有效改善了員工檢修作業環境，減少了員工清理作業工作量。

4.2 綜合評述（與當前國內外同類研究、同類技術的綜合比較）

打破了傳統設計思路，將布袋除塵技術首次應用在以燃氣為原料，采用直接干燥法預干燥銅精礦的煙氣處理工藝線上。一是克服了煙氣夾帶火星、高溫和高水汽應用環境，解決了阻礙布袋除塵技術應用的關鍵性難題；二是縮短了預干燥煙氣處理工藝流程。

配合設計了兩處應急閥組，保障煙氣高溫狀態下的布袋安全［6］。一是設計窯尾應急閥。可通過人工判斷，選擇性開啟進行混風降溫；二是設計布袋入口混風閥。當入口煙氣溫度高于設定溫度值時，自動開啟進行混風降溫。通過采取在煙氣線路上設置兩個溫度干預點的措施，保障了布袋入口煙氣溫度可控。

4.3 創新改進措施

創新提出了在布袋出口設計蝶閥，在系列停車時進行關閉保溫，并采用了氮氣反吹，提高了布袋防潮水平，有效防止布袋粘礦受潮板結。應用防布袋破損的煙氣粉塵濃度檢測設施，以及防灰斗積灰著火的溫度檢測設施。能有效輔助操作人員進行布袋工況判斷。

4.4 項目應用及推廣情況

項目經過一年多來的使用，布袋除塵器運行安全，排放指標穩定可靠。另外，車間還先后對星型閥檢查口、灰斗檢查人孔門進行了快速拆裝改造，并對頂部護欄進行了完善。

為了保障布袋除塵技術在預干燥系統中的安全運行，車間采用當班班組每班巡檢、維護白班班組每周開蓋檢查和工段級管理人員每周督查三個層級的管理模式，實現了對布袋除塵器日常管理維護的全覆蓋。一年多來，布袋及附屬設施運行穩定，排放指標控制良好，較好地滿足了預干燥系統生產的需求［7］。此外，預干燥兩套系列間物料輸送實現了互通，使得單套系列長周期生產作業模式成為可能，助力了項目的良好運行。

綜上所述，經過驗證使用，本項目應用情況良好，能充分滿足備料車間預干燥工藝生產需要，達到了項目預期目標。在類似工況和生產工藝中，具有較強的應用和推廣價值。

5 效益情況

預干燥系統在已進行了天然氣改造的條件下，由于煙氣經電除塵器處理后無法確保外排煙氣穩定達標，導致脫硫系統仍需保持運行，影響了煙氣處理成本。為此車間在預干燥工序成功應用布袋除塵技術，具體包括：新建1600m2布袋除塵器2 臺，拆除原50m2和56m2電除塵器2 臺及石灰石-石膏法脫硫系統1 套。

項目實施以來，高效節能的布袋除塵技術替代現有煙氣處理工藝。按要求完成預干燥煙氣SO2濃度、粉塵濃度達標排放的目標，貴冶預干燥煙氣處理成本實現穩定下降。

圖3 改工藝優化前后年運行成本費用對比表

表1 改工藝優化前后年運行成本費用對比表 萬元

6 結束語

預在我國，隨著對環境保護越來越重視，加上燃氣熱風爐在冶煉企業中的大力推廣應用，國家已經對煙塵的排放提出了更加嚴格的要求［8］，需要指出的是，布袋除塵器實現更嚴格的顆粒物排放標準并不需要提高造價和運行費用，只要嚴格按照有關標準和規范設計、制造、安裝和運行，都能獲得好的效果，采用布袋除塵是必然選擇。