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    新一輪環保檢查襲來,水泥廠該如何接招?-河北昊航環保機械有限公司

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    新一輪環保檢查襲來,水泥廠該如何接招?

    來源:河北昊航環保機械有限公司 發布時間:2020/6/25 8:52:33
    水泥廠中無論哪個生產環節都會產生大量粉塵并隨廢氣排出,根據水泥生產工藝中“兩磨一燒”的三個環節將水泥除塵系統分為原材料制備系統(含石灰石破碎、粘土烘干、生料粉磨以及煤磨系統的除塵、熟料燒成系統(按窯型分旋窯除塵和立窯除塵) 和水泥制成系統(水泥磨除塵和水泥包裝及散裝除塵。
    其中原材料制備(原料烘干除外) 和水泥粉磨過程中排出的氣體一般為常溫含塵氣體,而原料烘干過程排出的氣體一般是高溫氣體;立窯和旋窯窯尾、窯頭(冷卻機) 排出的含塵氣體也是高溫氣體,典型的干法旋窯水泥。
    水泥廠有四個主要集中除塵部位。如果對這些塵源不加以防制,會對工作人員的身體造成很多的隱患, 一般粉塵濃度在 20 mg/ m3 以上就能看到,且粉塵粒徑越細對人的危害越大。
    水泥廠塵源部位
    1. 1 破碎、運輸及儲存
    水泥廠的破碎機按進料不同,可分為石灰石、石膏破碎機和熟料破碎機;按施工破壞力的不同,可分為沖擊型和擠壓型二種, 其中沖擊破碎機的產品粒度較細,進入除塵器的氣體的含塵濃度遠大于擠壓式破碎機。
    由于破碎機工作時的沖擊、擠壓和摩擦等機械作用會產生部分熱能使粉料溫度上升,但上升不會太高。
    水泥廠運輸原料的方式有皮帶機、螺旋輸送機和斗提機等. 由于在下料點處會產生揚塵,尤其是大型斗提機,會在物料進口處產生較強的揚塵。原料儲存有堆場和庫存的方式,按原料種類可將儲料庫分為生料原料庫、熟料庫和水泥庫等。當物料從儲料庫庫頂的放料口進入的同時會帶入氣體,在庫倉內形成正壓而使粉塵外泄。
    1. 2 烘干機
    水泥廠采用的烘干方法,除自然烘干外,主要有兩種:一種是粉磨過程中同時進行烘干,另一種是設置單獨的烘干設備。
    國內水泥廠烘干設備一般有回轉烘干機、立式烘干機、懸浮烘干機和流態烘干機,而使用較為普遍的是回轉烘干機,烘干設備排出的廢氣是水泥廠主要的粉塵排放源,尤其是粘土排放系統,其它需烘干的物料還有頁巖、礦渣、鋼渣和煤等,烘不同的物料所產生的煙氣特性有所不同。
    1. 3 磨機
    磨機廢氣排放主要用于磨機內的通風,水泥廠的磨機包括生料磨、礦 (鋼) 渣磨、水泥磨和煤磨等。磨機消耗的能量大部分轉化成熱能使原料中的水分在粉磨過程中蒸發。
    當進磨物料水分高于 2 %時,必須采用烘干兼粉磨工藝,如生料磨和煤磨,不帶烘干的生料磨有鋼渣磨等。絕大部分水泥廠的旋窯是以煤粉作燃料,而煤粉氣體顆粒較小,且是一種易燃易爆氣體。
    1. 4 立窯
    立窯采用的是半干法生產技術. 由于各廠的原料、配料和煅燒方式 ( 分明火、淺暗火和深暗火) 不同,使立窯煙氣的含塵濃度、含濕量、廢氣溫度等工況條件變化很大,廢氣的成分也較復雜。立窯窯面濕料層的厚度直接影響立窯煙氣的溫度和含塵濃度。
    深暗火操作時,濕料層厚度達 1000 mm 以上,通過濕料層的吸熱和過濾作用,煙氣的溫度降低(一般都低于 50 ℃) ,含塵濃度也降低( 5 g/ m3 左右);明火操作時,廢氣溫度達 250 ℃以上,含塵濃度超過 20 g/ m3,暗火操作則介于二者之間。
    1.5干法旋窯
    干法旋窯生產工藝中,生料由窯尾懸浮預熱器下料口喂入后,逐級與窯內的熱氣流進行充分熱交換并實現氣體粉塵與固體顆粒的分離,完成預熱、分解和燒成后而產生的煙氣則由窯尾預熱器出風口排出,而燒成的熟料則由窯頭經冷卻后排出,因此干法旋窯窯尾排出的煙氣非常復雜,既含有生料帶入的飛灰,又含有經過一系列物理化學反應而形成的大量煙塵氣體。
    干法旋窯窯頭冷卻機的作用是由高壓鼓風機鼓入強烈的冷空氣,使高溫熟料得到急劇冷卻,而冷空氣與熟料進行熱交換后,一部分作為二次空氣進入旋窯,多余的廢氣可利用其部分或全部作為其他用途的熱源,或經收塵后排入大氣。
    2、水泥廠粉塵特點
    2.1烘干物料產生的煙氣
    烘不同物料所產生的煙氣的特性有所不同,但一般含塵濃度比較高,含濕量大且波動范圍大,露點溫度高,正常情況下廢氣溫度較低,廢氣中粉塵粒徑范圍寬且有一定的腐蝕性。
    2. 2 粉磨產生的廢氣
    生料磨廢氣中的含濕量因各廠工藝不同區別較大,水泥磨入磨物料都是干料,其排風含濕量低,一般無結露危險,粉塵粒徑較小。隨著水泥工藝技術的進步,效選粉機的使用會使水泥磨排出的灰塵濃度越來越高,有時會超出 1000 g/ m3。
    2. 3 立窯的煙氣
    立窯煙氣的治理難度不是其煙氣量大(比旋窯窯尾廢氣量小得多),也不是其粉塵濃度高(立式磨和 O2Sepa 選粉機的排放濃度幾十倍甚或上百倍于它),而是其煙氣的“濕、蝕、變”的特殊工況。
    “濕”指煙氣含濕量大,露點溫度高,酸露點溫度更高“;蝕”指含腐蝕性煙氣,尤其是添加復合礦化劑后氟酸的腐蝕尤為強烈“;變”指廢氣量、含塵量、溫度、濕度和粉塵比電阻值等參數隨工藝操作條件的頻繁變化,而波動范圍較大。
    干法旋窯窯頭(冷卻機) 的煙氣主要為冷卻熟料的廢氣,具有顆粒粗且干燥,溫度高且波動大,粉塵濃度一般較小的特點。干法旋窯窯尾煙氣的特點是:煙氣量大,溫度高,粉塵濃度高,粉塵細而粘、比電阻值高且含有酸堿氧化物等腐蝕性煙氣。窯單體操作與窯磨聯合操作相互轉換時,進入除塵器煙塵的工況變化較大。
    3、水泥廠除塵難點與對策
    3.1原材料的除塵
    原材料的破碎、輸送與儲存過程中的揚塵點,原在過濾風速上選擇沖擊式小于積壓式破碎機,因為沖擊式破碎機的微細粉塵易造成布袋除塵器穿袋;皮帶輸送機屬敞開式輸送方式,可采用單機式脈沖布袋除塵器直接收塵后排至皮帶上。
    螺旋式及斗提式輸送機屬密閉式輸送方式,可在進料口處設置抽風罩并進行脈沖布袋除塵;對儲料庫可不設灰斗,濾袋上的粉塵經脈沖噴吹后自然落回庫內;破碎部位除塵器殼體可不用保溫。
    針對粘土烘干系統除塵,需要進行高溫抗結露,主體防腐、保濕、溫度自動控測和調節;而對于烘干機濾料的選取首先要考慮采用高溫濾料,采用L FEF 系列布袋除塵器較好。
    3. 2 煤粉的除塵
    由于含煤粉氣體易燃易爆,成堆的煤粉在一定條件下也會自燃,所以煤磨系統除塵設備必須考慮防燃防爆、安全卸壓問題,如在除塵器上設防爆閥。同時煤磨用布袋除塵器必須采用抗靜電濾料(如纖維防靜電混紡織物),防止由于靜電引起燃燒、爆炸事故。
    3. 3 生料粉的除塵
    生料磨除塵的難點是原材料中的水氣致使除塵設備結露,尤其在冬季,其關鍵是保溫和抗結露,必要時可在磨機出口處裝一小型熱風爐 ,使廢氣溫度高于 70 ℃。
    同時冷空氣的漏入也會使磨內煙氣溫度接近露點溫度而引起普通生料磨除塵器結露,時間一長濾袋就會板結,使清灰效果惡化,故應采取措施以保證漏風率低于 2 %,不帶烘干的生料磨可采用常溫脈沖布袋除塵器。
    3. 4 水泥粉的除塵
    建設較早的水泥廠的水泥磨主要采用“反吹風清灰”的布袋除塵器,除塵過程中經常出現磨內風速過低(由于與除塵廢氣配套的排風機處理風量不夠) 及磨頭冒灰,并且操作環境惡劣,粉磨系統無法達到最佳狀態. 另外,含有水泥粉塵的氣體,其露點在 35~50 ℃之間,采用這類布袋除塵器時易出現水泥結露,使濾袋易板結,清洗工作量大。
    因此以往對除塵器進風管道和殼體加保溫層(厚 100~150 mm),并在磨尾、除塵器卸灰處配鎖風裝置以免冷風進入除塵器。當前水泥磨主要采用“氣箱脈沖布袋除塵器”,這種除塵器因采用壓縮空氣清灰 ,清灰力度較大。
    采用“氣箱脈沖布袋除塵器”的同時,還要選擇能夠處理高濃度含塵氣體的濾料,如薄膜覆合聚酯針刺氈具有獨特的交叉微孔特性,可實現近于零排放,并且阻力低而穩定,過濾速度快( 1. 5 m/ min),對吸濕性強、易粘結硬化的粉塵具有良好的剝離性,薄膜覆合聚酯針刺氈的正常使用壽命可達 3~8 年,可保證廢氣的粉塵排放濃度低于 20 g/ m3。
    3. 5 立窯煙氣的除塵
    過去對立窯煙塵污染的治理比較重視,采用沉降室、濕法除塵和電除塵等多種除塵方式,由于設備簡陋,除塵效率低,煙塵排放濃度嚴重超標。
    現今國內采用脈沖布袋除塵器取得了很好的效果。根據立窯煙氣性質 ,濾料選擇仍是關鍵。首先要考慮滿足高溫及耐腐蝕的要求;其次考慮濾料的力學性能、耐磨折性和經濟性。而通過特殊處理的玻纖濾料可滿足上述要求。
    目前,國內已有 2000 多臺玻纖布袋除塵器成功地運用于立窯煙塵污染的治理。另外,將傳統的玻纖袋式除塵器的鋼結構外殼設計成磚混結構,可以使因立窯煙氣腐蝕除塵器殼體而使除塵器失效的問題得以解決。
    3. 6 旋窯窯頭及窯尾煙氣的除塵
    水泥企業按過去老的環保標準,在旋窯的窯頭、窯尾基本上都安裝了電除塵器,其優勢在于不需另設增濕調質裝置,流程簡單,投資低。
    目前 ,國內干法旋窯窯尾有不少帶余熱發電鍋爐,煙氣溫度一般為 200~240 ℃,露點為 35 ℃左右,可直接使用“玻纖脈沖布袋除塵器”, 過濾風速經濟值為 0. 8~1. 0 m/ min。煙氣不需冷卻但要做保溫措施. 因為在通風不良的煙氣滯留區,除塵器外部的局部仍可能低于露點。
    4、小結
    綜上所述,布袋除塵器作為一種高效除塵設備已被廣泛應用于水泥企業的各個生產環節。隨著水泥生產工藝技術的不斷進步,布袋除塵器已不僅僅是環保設備,而且是必不可少的生產設備了。
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