摘要:在環(huán)境污染問題日益嚴重的今天,節(jié)能減排是當前經(jīng)濟發(fā)展的首要任務(wù)之一。本文對燒結(jié)機機尾電除塵系統(tǒng)除塵效果差、達不到國家排放標準的情況,通過現(xiàn)場分析,結(jié)合電袋復(fù)合除塵器的研究和應(yīng)用成果,決定在除塵改造中采用電袋復(fù)合除塵器。改造后取得了良好效果,為電袋除塵器在燒結(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了借鑒。
當前,環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一,做好環(huán)境保護與治理是現(xiàn)今乃至今后一段時間環(huán)保工作的重點。鋼鐵廠中的燒結(jié)設(shè)備所產(chǎn)生的粉塵等的顆粒物是環(huán)境污染的重點,當前國家對鋼鐵廠的排放標準日趨嚴厲,原有的除塵設(shè)備在長時間的使用后已經(jīng)無法滿足除塵標準,需要對原有的除塵設(shè)備進行技術(shù)改造已使其滿足除塵效果。
一、電袋除塵器慨述
隨著國家環(huán)保政策日益嚴格,除塵器應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速。為了達到日益嚴格的環(huán)保標準,不斷探索新型高效除塵技術(shù),特別是在電除塵技術(shù)和布袋除塵技術(shù)的結(jié)合方面做了大量的工作,電袋復(fù)合除塵技術(shù)充分發(fā)揮了電除塵器和布袋除塵器各自的優(yōu)勢,同時彌補了各自的缺點,且在兩者相結(jié)合時能產(chǎn)生新的性能優(yōu)點,具有很好的應(yīng)用前景。在國內(nèi),這種電袋結(jié)合的除塵技術(shù)最早主要應(yīng)用在火力發(fā)電行業(yè)。由于許多煤種燃燒后產(chǎn)生的飛灰顆粒細、比電阻高,單純的電除塵器除塵效率大打折扣; 相當一部分企業(yè)開始青睞袋式除塵器。采用袋式除塵器,雖然除塵效率得到提高,但其占地面積大,加之高溫煙氣對濾袋的沖刷使之易破損,增加了維修頻率。在此背景下,電袋復(fù)合除塵器應(yīng)運而生。但目前該技術(shù)尚處于中試階段,還未到廣泛應(yīng)用,尤其是在冶金行業(yè)。
二、電袋復(fù)合除塵器技術(shù)特點
1、電除塵部分使布袋空間擴散均勻。由于粉塵帶有同種電荷,因而相互排斥,迅速在后級的空間擴散,形成均勻分布的氣溶膠懸浮狀態(tài),使得流經(jīng)后級布袋各室濃度均勻,流速均勻。
2、布袋除塵阻力減小。由于荷電效應(yīng)使粉塵在濾袋上沉積速度加快,以及帶有相同極性的粉塵相互排斥,使得沉積到濾袋表面的粉塵顆粒間有序排列,形成的粉塵層透氣性好,空隙率高,剝落性好。所以電袋復(fù)合型除塵器利用荷電效應(yīng)減少除塵器的阻力,提高清灰效率,從而設(shè)備的整體性能得到提高。
3、燒結(jié)工程的機尾及整粒除塵系統(tǒng)的粉塵硬度大、表面粗糙帶有尖銳棱角、磨琢性強,這就使得粉塵對單獨布袋除塵器濾袋的沖刷特別嚴重。經(jīng)
過電除塵部分處理后的粉塵濃度大幅降低,減緩了濾袋的磨損,延長濾袋使用壽命。
三、電袋復(fù)合除塵器燒結(jié)機機尾除塵系統(tǒng)改造
該燒結(jié)機機尾除塵原采用電除塵器,因除塵效果差,崗位環(huán)境惡劣,尤其是燒結(jié)機尾排料溜槽及卸料溜槽等處粉塵彌漫,電除塵器排放超標,肉眼可見縷縷白煙,嚴重影響廠區(qū)環(huán)境?,F(xiàn)場觀察分析發(fā)現(xiàn),該除塵系統(tǒng)主要存在以下問題:燒結(jié)機機頭設(shè)計風量偏大,除塵點的風量選取過大,易造成物料被抽入除塵管道,使除塵器工作負荷加大。燒結(jié)機尾大罩及環(huán)冷機受料點、卸料點設(shè)計風量偏小,其處揚塵非常大。除塵管道設(shè)計風速偏大( 22 m/s) ,導(dǎo)致管道系統(tǒng)及除塵器阻力大,磨損嚴重。除塵管道設(shè)計中采用了大量垂直三通,也使得系統(tǒng)阻力加大,加速管道局部磨損。除塵管道中彎頭及三通沒有耐磨措施,極易磨損產(chǎn)生漏風,使除塵點除塵效果差?;?50m2電除塵器很難達到粉塵排放必須進行改造。
1、除塵器的選擇。電除塵器的效率高低很大程度受粉塵粒徑大小的影響,不同的粉塵各有其最適宜被凈化的粒徑范圍。對燒結(jié)灰塵來說,最適宜的范圍是1.37-2.03 μm,超過此粒徑范圍的粉塵在電除塵器中很難被捕集。現(xiàn)場觀察,該燒結(jié)機機尾粉塵粒度分布較寬,除了大顆粒粉塵占絕大部分外,還有相當一部分小顆粒粉塵,這也是原電除塵器無法達到業(yè)主要求。
如果采用布袋除塵器的話,一方面化學(xué)纖維濾袋難以承受高溫煙氣,而且對煙氣中的水分含量有較嚴格的要求。現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),為了降低部分未完全冷卻燒結(jié)礦的溫度,工人常常打水冷卻,造成煙氣中含水量上升,袋式除塵器壓力損失大、能耗高、維護費用高。綜合分析以上情況,決定在此次除塵系統(tǒng)改造中采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電袋復(fù)合除塵器。該除塵器結(jié)合了布袋除塵和電除塵的特點,取長補短,在使用壽命和除塵效率方面都達到了新的高度。電袋復(fù)合除塵器采用第一電場,首先將煙氣中85% 左右的大顆粒粉塵除去,避免其對后面袋場中布袋的直接沖刷以及高溫腐蝕; 余下的細微粉塵正好發(fā)揮布袋除塵器對除去特細粉塵效率高的特性,且布袋除塵器不受煙氣特性、煤種、顆粒分散度、含塵濃度等影響,能有效捕集高比電阻粉塵。相比單獨采用電除塵器或布袋除塵器,電袋復(fù)合除塵器的初期投資和運行費用都有所降低。
2、應(yīng)用效果。改造項目動工,在不影響燒結(jié)正常生產(chǎn)甚至不停機的情況下進行施工。改造過程中,設(shè)計人員精益求精,同時施工人員克服現(xiàn)場環(huán)境惡劣、工期緊張、作業(yè)空間狹小等困難,保質(zhì)保量。于順利完工投產(chǎn)后,燒結(jié)廠環(huán)境顯著改善,各揚塵點基本看不到粉塵,粉塵濃度小于8mg /m3的崗位粉塵合格率為100%; 煙囪頂部肉眼看不到有灰塵冒出。經(jīng)檢測,電袋復(fù)合除塵器排放濃度為17.7mg/m3。電場經(jīng)過一段時間的磨合后,各參數(shù)都比較穩(wěn)定,投產(chǎn)半年多來,除塵器內(nèi)外壓差維持在設(shè)計標準范圍內(nèi),說明袋區(qū)的濾袋壽命得到提高,沒有明顯被沖刷磨破的現(xiàn)象,環(huán)保部門的測量數(shù)據(jù)顯示粉塵排放濃度仍滿足業(yè)主要求,達到了預(yù)期目標,業(yè)主比較滿意。本改造項目的成功實施,極大地改善了龍鋼的廠區(qū)環(huán)境,提升了企業(yè)形象。
3、存在的問題及需要改進的地方
1) 電區(qū)和袋區(qū)的氣流走向不一致,電場氣流是平進平出,而袋區(qū)是下進上
出。氣流均布影響電區(qū)的除塵效率,進而影響袋區(qū)濾袋的使用壽命和最后的除塵效率。如果在兩區(qū)之間加一層氣流均布板,從電場出來的煙氣將分成兩部分進入下游的袋區(qū),一部分以下進風方式從均布板下方進入,另一部分則從均布板孔流入。當帶電粉塵與接地的均布板發(fā)生踫撞時導(dǎo)致電荷流失,容易使分布板上的孔因不帶電粉塵的黏附而堵塞,進而起不到均勻擴散的效果,也不能在濾袋表面生成松散的粉塵層,這種方式對于兩者都達不到最佳。而不設(shè)氣流均布板,則會導(dǎo)致電場氣流偏流,袋區(qū)前排濾袋損傷。要想在兩區(qū)取得最佳的除塵效果,目前通過氣流分布這種方式來實現(xiàn)是比較困難的。
2) 在電袋除塵機理結(jié)合方面需作進一步探討,特別是在氣流過濾和電力電流綜合性影響方面要深入研究。
3) 針對燒結(jié)工況以及機尾粉塵特性需對電袋復(fù)合除塵器的適應(yīng)性進行研究。
4) 本項目投運后,除塵器進出口壓差波動較大,這與該燒結(jié)機機尾工況不穩(wěn)定有關(guān)。而針對這種工況,可從除塵器本體結(jié)構(gòu)、工藝及合理分配電除塵單元和袋除塵單元的負荷等方面作進一步優(yōu)化。
近幾年電袋復(fù)合除塵器的工程應(yīng)用已取得了良好的經(jīng)濟、環(huán)境效益,電袋復(fù)合除塵器充分發(fā)揮電除塵器和布袋除塵器各自的除塵優(yōu)勢,以及兩者相結(jié)合產(chǎn)生新的性能優(yōu)點,彌補了電除塵器和布袋除塵器的除塵缺點。電袋復(fù)合除塵器具有效率高、穩(wěn)定、濾袋阻力低、壽命長等優(yōu)點,適合在燒結(jié)除塵工程中廣泛推廣。
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