麥爾茲窯窯尾除塵器改造

凡福群（山東魯碧建材有限公司，山東 濟南 271103）

0 引言

我公司2006年建成投產三座R3P型麥爾茲窯，燃料為焦爐煤氣，窯尾廢氣采用LMC154-6型高溫脈沖袋式除塵器進行處理，顆粒物排放濃度為20～30 mg/m3。自2017年以來，濾袋使用壽命明顯降低，生產成本不斷增加，且廢氣中顆粒物排放濃度不斷增加。對除塵器檢查發現：進風管道、中箱體及上箱體等銹蝕嚴重，局部存在漏風現象，且濾袋板結嚴重。對除塵器進風管道、上箱體及蓋板進行防腐處理，箱體局部焊補后，效果有所改善，但并不理想。為了公司長遠發展需要，確保窯尾廢氣排放符合未來新的排放標準，亟需對除塵器進行改造。經分析研究，我公司在保留原除塵器立柱、灰斗和Y4-73No14D型除塵風機的基礎上，對三臺除塵器進行改造，成功實現顆粒物排放濃度≤10 mg/m3。并將除塵器上箱體和部分部件采用不銹鋼材質，大幅度提高了使用壽命。

1 設備簡介

脈沖袋式除塵器具有除塵效率高、性能穩定、粉塵處理方便及結構簡單等優點，能夠滿足環保要求，在鋼鐵、有色冶金及建材等多個工業部門都有廣泛的應用。圖1為除塵器工作原理示意圖，圖中箭頭所指為煙氣走向。我公司LMC154-6型高溫脈沖袋式除塵器采用一側風道進氣結構，含塵廢氣由管道進入除塵器進風口，經通氣管道分配到各單元灰斗，由于氣體體積的急速膨脹，一部分較粗的塵粒受慣性碰撞或自然沉降等原因落入灰斗。其余細微粉塵隨氣流進入中箱體過濾區，被濾袋滯留在濾袋外表面，透過濾袋的潔凈氣體由濾袋內部進入上箱體，再由閥板孔、出風口排除，從而達到除塵的目的。

圖1 除塵器工作原理示意圖

隨著過濾工況的進行，濾袋表面的粉塵不斷增加，使除塵器阻力增大。當阻力達到一定值時，清灰控制器按設定程序逐個開啟脈沖閥，壓縮空氣通過噴口把高壓逆向氣流送入袋內，濾袋迅速鼓脹，并產生強烈抖動，附于濾袋表面的粉塵迅速脫離濾袋落入灰斗內，粉塵由卸灰閥排出。

2 廢氣排放異常分析

自2017年以來，濾袋使用壽命明顯降低，廢氣中顆粒物排放濃度偏高，經對現場勘查、分析研究，主要原因總結如下：

（1）蓋板密封不嚴，漏風嚴重。LMC154-6型除塵器頂板設計角度小，雨天積水，蓋板變形較嚴重，且密封不嚴，漏風嚴重，雨水天氣容易造成漏風、漏水現象，導致濾袋結露，形成高阻力并加劇殼體腐蝕。且我公司窯系統采用高爐煤氣為燃料，窯尾廢氣溫度較高、濕度較大，易受環境低溫影響冷凝，造成濾袋結露。濾袋表面板結嚴重，通風效果較差。

（2）箱體銹蝕嚴重。由于窯尾廢氣腐蝕性較大，加上系統漏風，導致上箱體及部件銹蝕嚴重。清灰及設備運行時，產生的振幅會導致鐵銹等異物掉入濾袋，影響濾袋的使用壽命，也降低了箱體的強度及壽命。

（3）氣源散失較大，清灰不徹底。經檢查發現，氣包連接管路局部銹蝕嚴重，部分脈沖閥不動作、膜片損壞，造成氣源散失較大、清灰動力不足，清灰不徹底，導致濾袋粉塵板結嚴重，通風阻力大、效果差。

3 改造方案

依據除塵器存在的具體問題，為了保證窯尾廢氣排放滿足以后生產，顆粒物≤10 mg/m3環保排放標準，主要技改方案如下：

（1）合理利舊，節約投資。由于上箱體及中箱體銹蝕嚴重，其中頂板、外墻板銹穿，剛性差，且局部設計存在細節問題，無利用價值。故保留原有立柱、灰斗、分氣包、部分脈沖閥和Y4-73No14D型除塵風機，降低技術改造成本。

（2）重新設計箱體。新型的除塵器外形圖見圖2，一是以原有立柱、灰斗為基礎，保持長度、寬度不變，將新除塵器中箱體高度加高1000mm，進行適當擴容，有利于粉塵顆粒在灰斗內自然沉降。二是新型的除塵器寬度為3270 mm，將上箱體頂面高度差設計為180 mm，坡角度為3.18°，保證頂面不積水。三是新型的除塵器采用Φ160mm×6500 mm型濾袋，將進灰斗通氣管道位置下移，使其上沿到花板距離為8047 mm，避免廢氣直接沖刷濾袋，延長濾袋使用壽命。

圖2 新型除塵器外形圖

（3）部分部件采用耐溫、耐蝕材質。頂部所有箱室蓋板，使用耐高溫、不變硬密封條，防止除塵器漏風。且新型除塵器上箱體、提升閥部件和除塵濾袋骨架均采用不銹鋼材質，延長關鍵部件的連續使用壽命，降低設備的維修率和維修成本。

（4）加大過濾面積。原除塵器采用924條Φ 130 mm×6 000 mm型濾袋，總過濾面積為2 263 m2。新型的除塵器采用858條Φ160mm×6500 mm型濾袋，總過濾面積為2802m2。將過濾面積加大，可降低運行期間的過濾風速，使含有粉塵的廢氣在除塵器內得到更好的沉積，從而降低排放廢氣中粉塵的濃度。

（5）采用離線清灰的方式。鑒于離線清灰方式適用于質輕、粒細，粘性粉塵的空氣凈化，新型除塵器采用離線清灰的方式，減少氣流紊亂和壓力損失，清灰頻率下降，延長濾袋連續使用壽命。

（6）保溫處理。我公司窯系統采用焦爐煤氣作為燃料，窯尾的廢氣溫度較高、濕度較大。因此除新除塵器的頂面外，采用50 mm巖棉對灰斗、中箱體及上箱體進行保溫，外敷彩鋼瓦，減少熱量散失，以防除塵器內廢氣受環境溫度影響冷凝，從而造成濾袋結露。

（7）加設防雨棚。在除塵器頂部加設了頂面可移動的防雨棚，進一步保護除塵器，為日常維護、檢修提供了方便。

此次新型除塵器技術改造，成功達到了廢氣中顆粒物濃度≤10 mg/m3的環保排放標準，滿足了生產需求。且耐溫、耐蝕部件的應用，延長了設備的連續使用壽命，降低了設備維修率、維修成本及工作人員的勞動強度。除塵器改造前后主要技術參數對照見表1。

表1 技改前后技主要術參數對照

4 結語

自2019年5月技術改造完成以來，新型除塵器已連續運轉兩年半的時間，運行良好，大幅度降低了維修成本。環保在線監測表明，窯尾廢氣中顆粒物排放濃度5～7 mg/m3，成功達到了預期效果，可在類似設備中進行推廣。