袋式收塵器在卡爾多爐煙氣凈化上的應(yīng)用

章頌泰,呂正華

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西南昌 330002;2.浙江藍(lán)天除塵設(shè)備有限公司,浙江海寧 314413)

袋式收塵器在卡爾多爐煙氣凈化上的應(yīng)用

章頌泰1,呂正華2

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西南昌 330002;2.浙江藍(lán)天除塵設(shè)備有限公司,浙江海寧 314413)

目前,就我國(guó)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)而言,電除塵仍是治理燃煤有色金屬冶煉鍋爐煙塵的首選方法。但是,由于電除塵器的收塵效率受粉塵性質(zhì)的影響較大,而我國(guó)的燃煤成分又千變?nèi)f化,粉塵性質(zhì)各不相同,因此,許多冶煉廠難以實(shí)現(xiàn)在燃煤有色金屬冶煉鍋爐上長(zhǎng)期、高效、穩(wěn)定地使用電除塵器[3]。隨著國(guó)家對(duì)粉塵排放指標(biāo)的提高,布袋除塵器適應(yīng)性強(qiáng)、除塵效率高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。布袋除塵器是能夠有效控制煙塵污染的主要設(shè)備之一,它具有很高的除塵效率。經(jīng)過(guò)布袋除塵器過(guò)濾后的煙氣含塵質(zhì)量濃度一般都低于50mg/m3,同時(shí)還能有效地除去煙氣中的微細(xì)粉塵。在我國(guó),布袋除塵器已在冶金、建材、化工、筑路等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。

卡爾多爐;煙氣凈化;袋式除塵

1 引言

江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠為了處理廢銅雜物料從奧圖泰公司引進(jìn)容量為 13m3。年產(chǎn) 50kt/a粗銅的卡爾多爐。其中卡爾多爐工藝煙氣及環(huán)境煙氣的捕集與凈化部分由國(guó)內(nèi)配套。2009年 5月,卡爾多爐冶煉及煙氣凈化系統(tǒng)熱調(diào)試一次成功。一直可靠運(yùn)行。達(dá)到并超過(guò)預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。

2 工藝流程敘述

由于卡爾多爐操作過(guò)程為間歇運(yùn)行,在運(yùn)行中需要經(jīng)歷加料,融化以及吹煉等工藝過(guò)程,在冶煉過(guò)程中卡爾多爐排出的高溫?zé)煔?(又稱(chēng)為工藝煙氣)經(jīng)水冷煙道及驟冷塔冷卻后使煙氣驟冷到 350℃,再由空氣冷卻器將其進(jìn)一步冷卻到 150℃后進(jìn)入布袋收塵器將煙氣中的粉塵捕集。

由于卡爾多爐在熔煉過(guò)程中有少量的煙氣溢出,為了不污染廠房?jī)?nèi)的環(huán)境,設(shè)計(jì)中將整個(gè)卡爾多爐都由煙罩罩住,由煙罩排出的煙氣稱(chēng)為環(huán)境煙氣。由于煙氣中含有粉塵,該環(huán)境煙氣獨(dú)立設(shè)置一套凈化系統(tǒng)。環(huán)境煙氣經(jīng)布袋收塵器過(guò)濾凈化后與工藝煙氣匯集后從煙囪中排放入大氣。

卡爾多爐煙氣處理流程見(jiàn)圖 1。

3 卡爾多爐熔煉煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 工藝煙氣布袋除塵器的有關(guān)參數(shù)

煙氣量:96600m3/h;

煙氣溫度:150℃;

煙氣壓力:-500Pa;

煙氣成分 (v/v):O2,17～20;CO2,0～3;H2O,1～13;N2,68～79。

布袋除塵器型號(hào):LCM430-2×4;

過(guò)濾速度:0.5m/min;

凈過(guò)濾面積:3440m2;

濾袋數(shù)量:1800只;

濾袋長(zhǎng)度:6000mm;

除塵器阻力:<1500Pa;

壓縮空氣耗量:3.5Nm3/min;

漏風(fēng)率:<3%;

清灰方式:壓縮空氣離線脈沖清灰。

3.2 環(huán)境煙氣布袋除塵器的有關(guān)參數(shù)

煙氣量:77400m3/h;

煙氣溫度:60℃;

煙氣壓力:-500Pa;

含塵量 1～10g/Nm3;

煙氣成分:(v/v)O2,20;H2O,3;N2,77。

布袋除塵器型號(hào):LCM430-2×3;

過(guò)濾速度:0.5 m/min;

凈過(guò)濾面積:2580 m2;

濾袋數(shù)量:1350只;

濾袋長(zhǎng)度:6000 mm;

除塵器阻力:<1500 Pa;

壓縮空氣耗量:2.5 Nm3/min;

漏風(fēng)率:<3%;

清灰方式:壓縮空氣離線脈沖清灰。

4 布袋除塵器的特點(diǎn)

4.1 采用離線型脈沖清灰方式

脈沖式袋式除塵器的清灰分為在線式和離線式兩種,在實(shí)際應(yīng)用中各有利弊。在線式清灰結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便,機(jī)械阻力小,系統(tǒng)阻力變化小,但由于清灰過(guò)濾同時(shí)進(jìn)行,影響清灰效果,也不利于不停機(jī)檢修。而離線式清灰的優(yōu)缺點(diǎn)正好與此相反[3]。

本項(xiàng)目布袋收塵器采用離線式清灰,主要考慮到冶煉煙塵粒度細(xì)和難清灰的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中采用了雙室并聯(lián)運(yùn)行的結(jié)構(gòu),每室的出氣口均設(shè)置一個(gè)氣動(dòng)提升閥,可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修。其提升閥根據(jù)除塵器阻力的變化而開(kāi)啟及關(guān)閉,當(dāng)開(kāi)啟時(shí),該室布袋除塵器進(jìn)行正常過(guò)濾,當(dāng)氣力提升閥關(guān)閉時(shí),則進(jìn)行脈沖清灰作業(yè)。

4.2 導(dǎo)流裝置采用先進(jìn)的進(jìn)風(fēng)方式

設(shè)計(jì)了獨(dú)特的煙氣分配裝置,可分配含塵氣體,并對(duì)大直徑顆粒進(jìn)行分離,避免含塵氣體沖刷濾袋,以提高整個(gè)除塵裝置的效率及濾袋使用壽命。

4.3 脈沖噴吹系統(tǒng)脈沖系統(tǒng)

由壓縮空氣貯氣箱、電磁脈沖閥(進(jìn)口)、承壓接頭、特殊設(shè)計(jì)的噴嘴管等組成。在每排濾袋上部,均有1根噴嘴口徑不同的壓縮空氣噴吹管,運(yùn)行時(shí)可以設(shè)定每排濾袋之間相隔5～8s脈沖清灰 1次(時(shí)間可以調(diào)整),將脈沖反吹壓縮空氣噴入濾袋內(nèi)清灰。

4.4 控制系統(tǒng)

主要由脈沖控制儀、電腦控制柜、熱電阻溫度計(jì)、靜壓測(cè)點(diǎn)、料位指示器和測(cè)量元件組成。

4.5 布袋除塵器保護(hù)系統(tǒng)

主要由旁路管路系統(tǒng)、旁通風(fēng)機(jī)及閥門(mén)、測(cè)溫儀、冷風(fēng)吸入裝置及壓力檢測(cè)裝置組成。在進(jìn)氣風(fēng)管中設(shè)計(jì)有冷風(fēng)吸入及溫度測(cè)試裝置,當(dāng)發(fā)生煙氣溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)先進(jìn)行報(bào)警,如溫度繼續(xù)升高則自動(dòng)啟動(dòng)吸入冷風(fēng)裝置進(jìn)行降溫,如溫度還不能下降,則由旁通風(fēng)機(jī)接入煙氣。以保護(hù)濾袋不受損傷。在凈氣室設(shè)有濾袋檢漏裝置,以便在濾袋損壞時(shí)及時(shí)報(bào)警。

4.6 濾料選擇

濾料質(zhì)量直接影響除塵器的除塵效率,濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)冶煉煙氣成分及煙塵的特點(diǎn),選擇合適的濾料,是保證布袋除塵器性能的關(guān)鍵。

布袋必須選用透氣性能好、耐磨損、適合現(xiàn)場(chǎng)工藝要求的濾料。如果濾料選用不恰當(dāng)或加工質(zhì)量差,易產(chǎn)生水解、酸解、溫度過(guò)高、覆膜剝落、濾袋破裂等現(xiàn)象。目前常用的濾料有來(lái)登針刺氈(聚苯硫醚)和 P84針刺氈 (聚酰亞胺),這兩種濾料的抗氧化性及耐高溫性能均較好,其中來(lái)登針刺氈對(duì)氧化敏感,P84對(duì)水解敏感,對(duì)氧化也較敏感;選用時(shí)注意煙氣中氧氣及 NOx含量;降低使用溫度,可以減輕氧化[1]。有資料介紹:溫度每升高 10℃,氧化性增加 1倍。如:煙氣溫度由 140℃增加到 160℃,△t=20℃,氧化性增加 4倍,布袋壽命只有原來(lái)的1/4。

本設(shè)備根據(jù)工藝煙氣特點(diǎn)選用規(guī)格為?130mm,材質(zhì)為聚苯硫醚針刺氈覆膜聚四氟乙烯的濾袋。

本設(shè)備在進(jìn)氣口設(shè)置有預(yù)噴涂粉塵的吸口,在袋除塵器使用前對(duì)新濾袋或長(zhǎng)期停用的濾袋進(jìn)行預(yù)噴涂,以有效的防止濾袋堵塞。

4.7 采用獨(dú)特的清灰控制模式

采用 PLC控制不一定先進(jìn),因?yàn)檫@僅僅指硬件設(shè)備,重要的是程序設(shè)計(jì)是否符合現(xiàn)場(chǎng)條件,是否滿足清灰要求,是否最節(jié)省能源。本設(shè)備的清灰控制有以下特點(diǎn):

(1)采用壓差清灰,即根據(jù)濾袋內(nèi)外的壓差情況決定是否清灰和停止清灰。

(2)采用慢、中、快三種清灰模式,由 PLC自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)粉塵負(fù)荷大時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)快模式,粉塵負(fù)荷低時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)慢模式;當(dāng)濾袋運(yùn)行初期阻力較低時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)慢模式;當(dāng)濾袋運(yùn)行后期阻力升高則啟動(dòng)快模式。

上述清灰控制模式能使濾袋的有效壽命延長(zhǎng),保證在濾袋整個(gè)壽命周期中維持最低的除塵器阻力、最低的能量消耗和系統(tǒng)阻力的波動(dòng)最小。并設(shè)置了根據(jù)實(shí)際情況調(diào)試好的預(yù)編自動(dòng)運(yùn)行程序。

4.8 特殊的防結(jié)露措施

由于冶煉過(guò)程是間歇運(yùn)行,產(chǎn)生的煙氣也是隨著冶煉過(guò)程而發(fā)生變化,同時(shí)由于冶煉煙塵極細(xì)并易粘結(jié)。為了保證布袋除塵器的運(yùn)行在露點(diǎn)以上運(yùn)行,不使煙塵粘結(jié)。本設(shè)備在布袋收塵器的外殼設(shè)置了蒸汽伴管進(jìn)行保溫,使外殼的溫度維持在 100～110℃左右。

5 實(shí)際運(yùn)行情況

本除塵器于 2009年 5月,卡爾多爐冶煉及煙氣凈化系統(tǒng)熱調(diào)試以來(lái)一直可靠運(yùn)行。各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)環(huán)境保護(hù)部門(mén)設(shè)置的在線粉塵濃度測(cè)試儀測(cè)試:含塵濃度一直保持在 10～15g/ Nm3。設(shè)備運(yùn)行阻力在 1200Pa左右。遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求值,說(shuō)明清灰效果非常好。

6 結(jié)語(yǔ)

盡管布袋除塵器在冶金、建材、化工、筑路等行業(yè)中廣泛而成功地應(yīng)用,但由于我國(guó)有色金屬冶煉廠的煤質(zhì)變化波動(dòng)較大,鍋爐溫度波動(dòng)也較大,將會(huì)嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行,因此需要在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的布袋除塵器。此外,必須把布袋除塵器看作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程來(lái)研究,因?yàn)槿魏苇h(huán)節(jié)的差錯(cuò)都可能影響整個(gè)除塵器的運(yùn)行。

REFERENCES

[1] 王金波,孫熙.袋式除塵器手冊(cè)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社, 1997.

[2] 王鴻合.布袋式除塵器技術(shù)及其應(yīng)用[C].必達(dá)福燃煤鍋爐尾氣治理技術(shù)研討會(huì)論文集,2003.

[3] 郭建榮,張莉.傾動(dòng)爐煙氣凈化系統(tǒng)簡(jiǎn)述[J].銅業(yè)工程,2005,(2).

The Application of Bag Filter on Fume&Gas Clean ing of Kaldo Furnace

ZHANG Song-tai1,LV Zheng-hua2
(1.China Nerin Engineering Co.,Ltd,Nanchang,Jiangxi,China 330002; 2.ZhejiangLantian Dust Exclusion Equipment Co.,Ltd,Haining,Zhejiang,China 314413)

According to the current emission standard in China,electric precipitation is still the preferredmethod for non-ferrous metal smelting industry.However,as the dustperformance has a big influence on the efficiencyof electric precipitation and the composition of fire coal is variable,manymetallurgical refineries can not have long ter m stable electric precipitation efficiency and perfor mance.As the national emission standard becomes increasingly requiring,the strong adaptability,high efficiency,stable operation and other advantages of bag filter are gradually discovered.Bag filter is one of the main equipments in fume pollution control,which is of high efficiency.The dust concentration after bag filtration is usually less than 50mg/m3 nor mally,and the smallparticle can also be removed at the same time.In our country,the bag filter is used widely in metallurgy,building materials,chemical industry and road building

Kaldo furnace;Fume cleaning;Bag filter

book=58,ebook=103

TF805.3+3

B

1009-3842(2010)02-0058-03

2010-02-03

章頌泰(1954-),男,漢族,江西撫州人,高級(jí)工程師,主要從事冶煉煙氣處理收塵設(shè)計(jì)研究工作。E-mail:nerinzst@163.com