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环保设备/水处理设备 |
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袋式除尘器在水泥工业中发挥效用 |
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作者： 来源：CTA中国纺织及成衣 |
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而今，正步入工业化中期阶段的中国，经济增长明显地具有重化工业为主导的特征，电力、钢铁、机械设备、汽车、造船、化工、电子、建材等工业成为国民经济成长的主要动力，推动了第二产业等工业需求旺盛。但这些高物耗、高能耗产业带来的严重污染，造成了生态环境的进一步恶化。
其中，第二产业领域中的水泥工业发展速度惊人。2008年中国水泥总产量为14亿多吨，占世界水泥总产量50%以上，连续22年位居世界第一。
袋式除尘器在水泥业的应用
水泥生产过程中的尘源点非常多，破碎机、磨机、高效选粉机，输送带、料仓、库顶、库底及包装系统，烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机、立窑、回转窑及窑磨一体机等，都产生大量的粉尘和烟尘。
过去，水泥生产企业把除尘设备应用于水泥生产线，不是以环境保护为目的，而是为收集物料、降低消耗、节约成本，兼顾劳动保护。这些除尘器，除尘效率低，再加上生产、工艺与设备落后，致使水泥工业粉尘散失量占到水泥总产量的7%。
上世纪八十年代后期，中国引进美国富乐公司（HB Fuller）的气箱脉冲、大型分室反吹风、富乐单机等袋式除尘器。九十年代，中国在此技术的基础上进行了不少修改和完善，自主研制的立窑、烘干机玻纤袋式除尘器和煤磨袋式收尘器日趋成熟、稳定，应用越来越多，长袋低压脉冲除尘器和其它脉冲喷吹的袋式除尘器在水泥工业的各种磨机、立窑、回转窑也逐渐推广应用。
水泥制造是高污染行业，采用高端除尘设备可以避免环境损害
这些袋式除尘器的除尘效率都很高，基本在99.9%以上，使水泥尘源点排放浓度降到100 mg/Nm3以下，行业粉尘散失量占水泥总产量的比例下降到3.5%左右。
袋式除尘器是烟尘、粉尘的克星，是治理大气污染的高效除尘设备。在实际工程应用中，除尘效率达到99.99%，粉尘排放浓度达到10mg/m3以下，甚至达到1mg/m3，基本上属于零排放。
同时，袋式除尘器的分级效率也很高，对PMl0、PM5、PM2.5等细微颗粒物都有很高的捕集效率。袋式除尘器除尘效率最高的优点，使之在高污染行业中大显身手，取得了很好的治理效果，同时袋式除尘行业自身也获得了迅速发展。
袋式除尘器的要害在于清灰，清灰效果最大程度的决定着袋式除尘设备及整个系统的成败，以强力清灰为特征的脉冲袋式除尘器成为首选的设备。长袋低压脉冲袋式除尘器等新一代脉冲袋式除尘技术，完全克服了传统脉冲除尘的缺点，且清灰能力强的特征更为突出，从而带来滤袋更长（6m或更长）、占地面积少、设备阻力小、清灰所需气源压力低、能源需求少、工作可靠、维修工作量小等优点，杜绝了弱清灰类袋式除尘器普遍存在阻力过高的现象。
袋式除尘器在适应高含尘浓度方面实现突破，能够直接处理含尘浓度高达1400g/m3的气体，比以往提高数十倍，并达标排放。因此，许多物料回收系统抛弃原有的多级收尘工艺，采用一级袋式收尘取代，经济效益显著，并大幅度减少环境污染。
在欧美等发达国家，环保标准和执法都很严格，他们的水泥生产线大部分采用袋式除尘器。德国水泥生产中90%的废气通过袋式除尘器净化，粉尘散失量小于产量的0.05%，很好地保护了当地的大气环境。
近年来，中国在新型干法生产线窑头、窑尾采用袋式除尘器越来越多。都江堰拉法基3300t/d水泥生产线，全部采用中材环保生产的袋式除尘器，窑头、窑尾采用分室反吹风袋式除尘器。山东青州6000t/d窑头、窑尾，均采用合肥水泥研究设计院生产的低压长袋脉冲袋式除尘器。浙江某厂5000t/d窑尾，采用浙江洁华的脉冲袋式除尘器。同时，合肥水泥研究设计院出口到巴基斯坦的3200t/d窑尾，采用CXS(Ⅱ)1100-2×10(F)反吹风袋式除尘器；河南中材出口沙乌地阿拉伯的5000t/d、10000t/d和浙江洁华出口阿联酋的10000t/d水泥生产线，全部采用袋式除尘器，包括窑头、窑尾的脉冲袋式除尘器。
可见，袋式除尘器是回转窑窑头、窑尾除尘的发展趋势，并趋于大型化。根据项目监测，安装在窑尾的袋式除尘器不但能除尘，还能脱硫。
耐高温纺织滤料提供保障
滤料通常是用棉、毛等天然纤维或合成纤维为原料制成的，具有不同的物化特性。
袋式除尘器的关键是滤料。袋式除尘器各主要部件的质量提高，特别是耐高温滤料多样化，使P84、芳纶、氟美斯等复合滤料以及玻纤薄膜滤料在回转窑窑头、窑尾袋式除尘器上应用越来越多。
从国内这几年的应用情况来看，滤料的性能和寿命都能满足回转窑窑头、窑尾要求，但价格却太高，尤其是从美国进口的玻纤薄膜滤料和从欧洲进口的P84滤料，价位都很高，并且使用数量也很大，一台袋式除尘器，一用就是l~2万m2，价值数百万元人民币，这对袋式除尘器在水泥工业回转窑的广泛应用，带来不利的影响。必须国产化，降低滤料成本。
事实上，国产的玻纤覆膜滤料、P84针刺毡、氟美斯针刺毡、芳纶针刺毡都已开发出来，并在不少窑头、窑尾袋式除尘器上应用已达二年以上。下一步，还需深入做工作，继续开拓和应用，让国产滤料能在回转窑窑头、窑尾的袋式除尘器上普遍推广应用，逐步取代进口滤料。到那时，袋式除尘器在水泥工业的应用将更加普遍，水泥工业的粉尘散失量将下降到水泥总产量的0.5%以下，水泥工业的烟尘、粉尘将下降数百万吨。
滤料加工技术方面，针刺毡的应用更为广泛，其后处理技术多样化，原来较少应用的防油、防水、阻燃、抗水解等处理日渐普遍，使滤料能适应多种复杂环境。表面过滤材料的出现和应用，致使袋式除尘过滤的机理都有所变化，它对微细粉尘有更高的捕集率，并将粉尘阻留于滤料表面，容易剥离，使设备阻力降低。
耐高温化学纤维的国产化带动了高端化纤针刺毡滤料的发展。近年来，以烟台氨纶集团为代表的中国企业已实现耐高温化学纤维的国产化，带动了高端化纤针刺毡滤料的发展，其国产化比例上升很快。烟台氨纶集团等企业生产的芳纶纤维已经达到年产5000吨的生产规模；江苏瑞泰等公司的PPS纤维和上海凌桥等厂家的PTFE纤维都已批量生产，生产能力能满足国内市场需求。
随着环保标准不断提高，市场对过滤材料的要求也越来越高，过滤材料结构设计技术和生产工艺技术取得了长足进步，表面过滤、表层过滤、差别化及功能化过滤材料的研发层出不穷。覆膜滤料、高密面层滤料、梯度滤料等不同结构滤料，电袋复合除尘器用抗氧化滤料，超高温玄武岩纤维滤料、高硅氧纤维滤料、碳化硅纤维滤料和金属纤维滤料，脱硫、脱硝、脱氟、去除重金属和二英等不同功能触媒涂层滤料都已在研发之中。相信在未来几年内，将会涌现出一批具有广阔市场前景的新型过滤材料。
滤料选择依据粉尘特征和清灰工艺决定
不同规格的滤料，其过滤性能也有差异，如针刺呢或单面绒布易用于过滤体积质量较大、磨损性大的粉尘（如氧化铝粉，石英砂、焦粉等）；后处理的交织滤料或针刺滤料适合用于体积质量较轻的粉尘（如水泥粉煤灰、滑石粉等）；而粘性大、浸润性强的粉尘，因易于粘附滤料，应选用表面光滑平整的滤料，而不易选用绒布或未经后整理的针刺滤料；含尘气体具有酸、碱腐蚀性或易燃易爆性时，必须选择具有抗腐蚀性的滤料及抗燃爆性的滤料。
换个角度来讲，机械振动清灰施加于滤袋上的动能较小，属低能型清灰，通常选用缎纹或斜纹滤布，有利于传递振动波，使粉尘层易剥离脱落。
逆气流反吹式袋式除尘器属中等动能清灰型，按喷嘴形式及移动方式可分为回转反吹、往复反吹和气环反吹三种，前二者滤袋常宜选用较柔软、耐磨的滤料，优先选用中厚针刺毡滤料，后者即气环反吹袋式除尘器宜选用耐磨、不起毛的针刺毡和压缩毡。
脉冲喷吹袋式除尘器以压缩空气为动力，施加于粉尘层的清灰动能最高。在脉冲喷吹作用下滤袋瞬间变形很大，产生的应力也很大，必须采用厚实、耐磨、抗张力强的滤料，优先考虑化纤针刺毡或压缩针刺毡。
袋式除尘器应用案例
北京琉璃水泥厂2000t/d水泥生产线，窑尾电除尘改袋式除尘器案例
处理烟气量42万m3/h，入口粉尘浓度<100g/m3，烟气温度正常时为100℃~150℃，最高260℃（瞬时300℃）。采用行喷脉冲结构，利用原电除尘器的壳体，既降低改造费用又缩短了改造工期。过滤风速0.98m/min，滤袋材质采用玻纤薄膜滤料，除尘器阻力<1100Pa，出口排放浓度<10mg/m3。改造后系统产量提高到了2400t/d。
珠江水泥有限公司5300t/d窑尾电除尘器改袋式除尘器案例
生产线窑尾配备引进的电除尘器，处理风量100万m3/h，过滤风速<1.2m/min，入口温度50~260℃，入口湿度<25%，设备漏风率<2%。采用P84针刺毡滤料15200m2，保证使用寿命3+1年。
改造工程成功后，窑尾系统阻力<1100Pa，窑产量达5400t/d，实测烟尘排放浓度7.92mg/m3，烟尘排放浓度达到欧洲排放标准<10mg/Nm3。
本文作者是中国环保产业协会袋式除尘委员会副主任委员。(end)
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(3/30/2012) |
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