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立窯水泥生產流程及粉塵排放點
1970年01月01日 08:00 除塵設備產業網

  立窯水泥生產線具有投資省、建廠快、成本低、收益好的特點,是中小型水泥企業的主要生產方式。

  徐州市是水泥生產的大市,擁有立窯水泥企業50余家,生產線近100條,生產能力接近千萬噸。由于水泥生產中排放粉塵量較大,排塵點位多,情況復雜,已經成為大氣污染防治工作的一個重點和難點。許多水泥企業由于選取的除塵設備的運行效果不好,已經更換幾次除塵設備,造成了較大的經濟損失。

  這就要求在考慮除塵方案時需要針對立窯生產線不同的排塵點的情況,通過對治理技術進行分析和實用性檢驗,找到與之相適應的除塵技術。

  1立窯水泥生產流程及粉塵排放點水泥生產過程的粉塵排放點較多,其主要排塵點有:破碎機、烘干機、生料磨、立窯(煙塵,俗稱窯上)、立窯出料口(俗稱窯下)、熟料磨、包裝機以及生、熟料倉的倉頂、倉底皮帶輸送機、螺旋輸送機等,但排塵量大、治理難度大且對環境影響較大的主要是立窯、生料磨、熟料磨和烘干機。

  2立窯除塵技術分析2. 1立窯煙塵的形成及特點立窯煙氣中所含的煙塵主要來自于干燥過程中由球料爆破所產生的生料粉、從立窯窯面飛出的微細顆粒、在高溫帶揮發在低溫帶冷凝形成的微結晶的鉀鹽顆粒以及由未充分燃燒的碳形成的煙羽顆粒等,立窯煙塵中粒徑< 15 m的約占50以上。

  立窯煙塵存在著隨工況變化較大,溫度變化幅度大,濕度較高、易結露,有害氣體含量高、腐蝕性強等特點,而煅燒操作方式的不同(分明火操作和暗火操作,暗火操作又分淺暗火操作和深暗火操作)所排放的粉塵量相差極大,使得立窯煙氣的除塵難度較大,成為水泥生產過程中解決難度大的排塵問題。

  2. 2立窯除塵技術分析2. 2. 1重力沉降室重力沉降室具有工藝操作簡單、投資少和耗能低等優點,因此應用為普遍,但除塵效率低,通常只能除去20 m以上的粗顆粒粉塵,因而除塵效率一般在50 70,單獨使用很難達到排放標準,多作為其他除塵方式的前級除塵使用。

  2. 2. 2旋風除塵器含塵氣體通過旋風除塵器時阻力較大,除塵效率比重力沉降室高。當粉塵顆粒> 40 m時,除塵效率在80左右,由于立窯煙塵濃度較大,僅用旋風除塵器很難達到排放標準,而且,立窯煙氣水分較大,濕度變化大,故常發生結露現象,卸灰口處易發生堵塞,近年來較少采用旋風除塵器處理立窯煙氣。

  2. 2. 3水浴除塵器水浴除塵器具有投資少、運行費用低等特點,且在除塵的過程中能夠脫除煙氣中部分硫化物和氟化物等污染物質。由于水浴除塵器投資較少,在早期對立窯除塵工作中使用較多。

  由于立窯煙塵濃度較高,水浴除塵器的效率很難做到穩定達標;除塵后水中的懸浮物濃度高、顆粒細,水處理和回用難度較大,易造成噴頭堵塞,降低除塵效率;除塵后煙氣濕度更大、溫度更低,能夠形成酸霧,對除塵器腐蝕嚴重。由于存在以上問題,在實際使用中幾乎所有的水浴除塵器都不能正常使用。

  2. 2. 4靜電除塵器靜電除塵器雖然投資較大,但阻力小(僅250 Pa)、操作簡單、運行費用低(不需要引風機)。靜電除塵器用于立窯煙氣除塵的使用初期除塵效率較高,運行效果較好,煙塵排放濃度低于100 mg/Nm 3。但由于煙塵濃度高,煙氣濕度大,溫度變化大,造成極板積灰、腐蝕、變形,且煙氣的比電阻變化較大

  (受溫度影響),使用一段時間后,靜電除塵器腐蝕嚴重,除塵效率大大降低,有些甚至完全失去除塵作用。

  2. 2. 5袋式除塵器袋式除塵器具有的穩定、高效的除塵效率,可達到99. 9以上,但袋式除塵器阻力較大(1000 1700 Pa)且體積較大,必須將使用引風機(除塵器和引風機須安裝在地面上),且布袋易損,因此運行維修費用較大,還存在可能結露糊袋和高溫燒袋的等問題。

  在實際應用中,只要注意采用耐高溫、抗結露布袋,控制立窯燒火方式(采用淺暗火操作),加裝冷風補給裝置和高溫應急排放裝置,袋式除塵器用于立窯除塵能夠做到穩定運行、達標排放,建議立窯煙塵采用袋式(大布袋)除塵器。

  3烘干機粉塵除塵技術分析3. 1烘干機粉塵的形成和特點立窯水泥廠常用回轉式烘干機對粘土、礦渣、煤粉和鐵粉等物料進行烘干,物料在烘干機內進行烘干所需的熱量是由煤炭燃燒產生的熱煙氣提供的。

  被烘干的物料隨著烘干機的旋轉不斷被揚起、撒下,顆粒之間相互碰撞、擠壓產生大量的細小顆粒,這些顆粒與煤炭燃燒產生的煙塵一起排出,因此烘干機排放的廢氣中含有大量的烘干物粉塵、煤炭燃燒煙塵和水分。一般情況下,廢氣的含塵濃度為50 150 g/Nm 3,廢氣濕度為20 25,溫度為70 150 ,粉塵顆粒粒徑在60 m以下。

  3. 2烘干機除塵技術分析3. 2. 1旋風除塵器由于烘干機排出的粉塵含有燃燒不完全的煙塵且濕度大、顆粒細,僅用旋風除塵器處理烘干機粉塵,無法達到國家排放標準,而且容易造成引風機葉輪大量粘灰的現象。有些地方采用旋風除塵器作為一級除塵,后加布袋除塵或靜電除塵的除塵方式。

  3. 2. 2水浴除塵器由于水浴除塵器需要一套回用水處理設施,整套除塵設施占地較大,運行操作較為復雜,特別是對于立窯水泥生產企業,烘干機的使用頻率較少(很多企業只有在連續陰雨天使用),易造成設備腐蝕嚴重,故烘干機除塵一般不采用水浴除塵器。

  3. 2. 3靜電除塵器靜電除塵器基本能夠滿足烘干機粉塵的處理效果,但由于烘干機廢氣中含濕度較大且不穩定,靜電除塵效率難以保證,且廢氣對除塵器極板的腐蝕較大,如果采用靜電除塵器,建議采用不銹鋼極板。

  3. 2. 4袋式除塵器袋式除塵器具有穩定、高效的除塵效率,能夠滿足烘干機粉塵的處理效果,建議使用袋式除塵器。

  但需要注意的是: (1)對除塵器前的煙道需進行保溫,防止廢氣溫度過低產生結露現象; ( 2)采用抗結露耐高溫耐腐蝕的玻璃纖維布袋,以解決腐蝕和結露問題。

  4磨機除塵技術分析4.1磨機生產的特點磨機分為生料磨和熟料磨(水泥磨),有些廠家單設煤磨。為了達到生料和水泥的細度要求,在水泥生產過程中需要使用生料磨和熟料磨(水泥磨)分別對生料和熟料進行粉磨。

  磨機在生產過程中必須通風,其作用是通過抽風的方法將物料蒸發的水分、輾磨產生的熱量和粉碎的微細顆粒帶走,從而達到降低磨內溫度和濕度,防止粘磨、堵塞篦板孔和篩孔,防止過粉碎現象,提高磨機產量。

  一般情況下,磨機廢氣的含塵濃度為50 150 g/Nm 3,粉塵直徑較小,廢氣溫度約為60 80 ,生料磨廢氣含濕量為10 15,露點溫度約為45 55 ;熟料磨廢氣含濕量為5左右,露點溫度約為35左右。

  4. 2磨機除塵技術分析由于磨機粉塵顆粒度細,旋風除塵器不能滿足達標要求,而磨機粉塵(特別是熟料磨粉塵是高標號的水泥)收取有明顯的經濟效益,一般不采用水浴除塵器。

  磨機粉塵的性質比較穩定,比立窯煙塵和烘干機粉塵要容易處理,采用靜電和布袋除塵器均能滿足環保要求。一般情況下,靜電除塵器投資要比布袋除塵器大,布袋除塵器運行費用比靜電除塵器運行費用高,布袋除塵器收塵效率比靜電除塵器高。

  若生料磨采用布袋除塵器,應注意對廢氣保溫和加溫措施,使其保持在55以上,否則會出現結露糊袋現象,對于一些無烘干設備或烘干設備不經常用的企業來說,靜電除塵器要好于布袋除塵器。由于熟料磨粉塵回收的效益較高,溫度和濕度更加穩定,一般多采用布袋除塵器。

  5其他排塵點的除塵技術分析立窯水泥生產過程中,除立窯、磨機和烘干機外,還有破碎機、包裝機、窯下(立窯出料口)、庫頂、庫底以及皮帶輸送機、螺旋輸送機、斗式提升機等物料輸送設備,這些排塵點雖多,但這些粉塵的治理難度相對較小。因石料含濕量較小,不適應靜電除塵,應采用布袋除塵,其他排塵點采用靜電除塵和布袋除塵均適用。這些點位的粉塵一般采用先將含塵廢氣集中收集,然后進除塵器進行處理的方式。對于包裝機,雖然靜電除塵和布袋除塵均適用,由于收取的粉塵為成品水泥,而布袋除塵比靜電除塵得率高,建議使用布袋除塵器。

  6除塵器選用注意事項6. 1靜電除塵器的選用高壓供電設備是提供高壓電場和電暈電流的關鍵性設備,一般輸出電壓為70 100 kV,輸出電流為100 200 mA.在選用靜電除塵器時選用高壓供電設備應具有可靠的瞬時保護裝置、先進的低耗變方法、穩定的二次電流且維修保養方便,應選擇強度高、剛性強、啟暈電壓低、放電性能好、易清灰、工作不擺動和抗腐蝕好的極板。

  振打方式直接影響著收塵的效果,好的振打方式既能產生高強度的振打力,取得清灰較徹底的良好效果,又能根據實際情況進行振打強度和頻率的調解,保證電暈極牢固不斷。電暈極振打是一種比較好的振打方式。

  應盡量保持靜電除塵器的氣流分布均勻,如果氣流分布不均勻,容易導致重新進入氣流的粉塵顯著增加,降低除塵效率。

  6. 2布袋除塵器的選用布袋除塵器的清灰方式直接影響著除塵器的阻力、布袋的使用壽命、除塵器運行的穩定性、除塵效率和過濾風速選取等。目前常用的清灰方式有簡易清灰、機械振動、脈沖噴吹和回轉反吹。目前脈沖噴吹技術具有自動化程度高、凈化效果好、過濾負荷高、布袋磨損輕、壽命長、運行安全可靠等優點,建議對排塵強度高、連續強的排塵點(如立窯、磨機等)使用脈沖噴吹布袋除塵器。另外,要針對含塵廢氣的溫度和濕度選擇相適應的布袋,高溫煙氣選用耐高溫布袋,低溫、高濕度煙氣應選用抗結露布袋。

  7結語長期以來,立窯水泥生產過程中的除塵問題是一個難點,根據立窯水泥生產過程中不同排塵點情況有針對性地科學地選擇較為適宜的除塵方式,可以有效地避免除塵設備盲目投資造成的資金浪費和不正常使用,提高立窯水泥生產過程的除塵效果,使除塵設備在滿足環保標準和要求的同時,做到合理、可靠、經濟、實用。

  要做好立窯水泥生產線的粉塵治理,不但要選擇與之相適應的除塵技術,而且要做好諸如改進生產工藝、改善工藝操作、加強操作管理、提高人員素質和操作水平等多方面工作,只有這樣,才能更有效地發揮除塵設備作用,提高水泥粉塵的治理水平和運行效果,更好地保護和改善大氣環境。

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