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立窑水泥生产流程及粉尘排放点
1970年01月01日 08:00 除尘设备产业网

  立窑水泥生产线具有投资省、建厂快、成本低、收益好的特点,是中小型水泥企业的主要生产方式。

  徐州市是水泥生产的大市,拥有立窑水泥企业50余家,生产线近100条,生产能力接近千万吨。由于水泥生产中排放粉尘量较大,排尘点位多,情况复杂,已经成为大气污染防治工作的一个重点和难点。许多水泥企业由于选取的除尘设备的运行效果不好,已经更换几次除尘设备,造成了较大的经济损失。

  这就要求在考虑除尘方案时需要针对立窑生产线不同的排尘点的情况,通过对治理技术进行分析和实用性检验,找到与之相适应的除尘技术。

  1立窑水泥生产流程及粉尘排放点水泥生产过程的粉尘排放点较多,其主要排尘点有:破碎机、烘干机、生料磨、立窑(烟尘,俗称窑上)、立窑出料口(俗称窑下)、熟料磨、包装机以及生、熟料仓的仓顶、仓底皮带输送机、螺旋输送机等,但排尘量大、治理难度大且对环境影响较大的主要是立窑、生料磨、熟料磨和烘干机。

  2立窑除尘技术分析2. 1立窑烟尘的形成及特点立窑烟气中所含的烟尘主要来自于干燥过程中由球料爆破所产生的生料粉、从立窑窑面飞出的微细颗粒、在高温带挥发在低温带冷凝形成的微结晶的钾盐颗粒以及由未充分燃烧的碳形成的烟羽颗粒等,立窑烟尘中粒径< 15 m的约占50以上。

  立窑烟尘存在着随工况变化较大,温度变化幅度大,湿度较高、易结露,有害气体含量高、腐蚀性强等特点,而煅烧操作方式的不同(分明火操作和暗火操作,暗火操作又分浅暗火操作和深暗火操作)所排放的粉尘量相差极大,使得立窑烟气的除尘难度较大,成为水泥生产过程中解决难度大的排尘问题。

  2. 2立窑除尘技术分析2. 2. 1重力沉降室重力沉降室具有工艺操作简单、投资少和耗能低等优点,因此应用为普遍,但除尘效率低,通常只能除去20 m以上的粗颗粒粉尘,因而除尘效率一般在50 70,单独使用很难达到排放标准,多作为其他除尘方式的前级除尘使用。

  2. 2. 2旋风除尘器含尘气体通过旋风除尘器时阻力较大,除尘效率比重力沉降室高。当粉尘颗粒> 40 m时,除尘效率在80左右,由于立窑烟尘浓度较大,仅用旋风除尘器很难达到排放标准,而且,立窑烟气水分较大,湿度变化大,故常发生结露现象,卸灰口处易发生堵塞,近年来较少采用旋风除尘器处理立窑烟气。

  2. 2. 3水浴除尘器水浴除尘器具有投资少、运行费用低等特点,且在除尘的过程中能够脱除烟气中部分硫化物和氟化物等污染物质。由于水浴除尘器投资较少,在早期对立窑除尘工作中使用较多。

  由于立窑烟尘浓度较高,水浴除尘器的效率很难做到稳定达标;除尘后水中的悬浮物浓度高、颗粒细,水处理和回用难度较大,易造成喷头堵塞,降低除尘效率;除尘后烟气湿度更大、温度更低,能够形成酸雾,对除尘器腐蚀严重。由于存在以上问题,在实际使用中几乎所有的水浴除尘器都不能正常使用。

  2. 2. 4静电除尘器静电除尘器虽然投资较大,但阻力小(仅250 Pa)、操作简单、运行费用低(不需要引风机)。静电除尘器用于立窑烟气除尘的使用初期除尘效率较高,运行效果较好,烟尘排放浓度低于100 mg/Nm 3。但由于烟尘浓度高,烟气湿度大,温度变化大,造成极板积灰、腐蚀、变形,且烟气的比电阻变化较大

  (受温度影响),使用一段时间后,静电除尘器腐蚀严重,除尘效率大大降低,有些甚至完全失去除尘作用。

  2. 2. 5袋式除尘器袋式除尘器具有的稳定、高效的除尘效率,可达到99. 9以上,但袋式除尘器阻力较大(1000 1700 Pa)且体积较大,必须将使用引风机(除尘器和引风机须安装在地面上),且布袋易损,因此运行维修费用较大,还存在可能结露糊袋和高温烧袋的等问题。

  在实际应用中,只要注意采用耐高温、抗结露布袋,控制立窑烧火方式(采用浅暗火操作),加装冷风补给装置和高温应急排放装置,袋式除尘器用于立窑除尘能够做到稳定运行、达标排放,建议立窑烟尘采用袋式(大布袋)除尘器。

  3烘干机粉尘除尘技术分析3. 1烘干机粉尘的形成和特点立窑水泥厂常用回转式烘干机对粘土、矿渣、煤粉和铁粉等物料进行烘干,物料在烘干机内进行烘干所需的热量是由煤炭燃烧产生的热烟气提供的。

  被烘干的物料随着烘干机的旋转不断被扬起、撒下,颗粒之间相互碰撞、挤压产生大量的细小颗粒,这些颗粒与煤炭燃烧产生的烟尘一起排出,因此烘干机排放的废气中含有大量的烘干物粉尘、煤炭燃烧烟尘和水分。一般情况下,废气的含尘浓度为50 150 g/Nm 3,废气湿度为20 25,温度为70 150 ,粉尘颗粒粒径在60 m以下。

  3. 2烘干机除尘技术分析3. 2. 1旋风除尘器由于烘干机排出的粉尘含有燃烧不完全的烟尘且湿度大、颗粒细,仅用旋风除尘器处理烘干机粉尘,无法达到国家排放标准,而且容易造成引风机叶轮大量粘灰的现象。有些地方采用旋风除尘器作为一级除尘,后加布袋除尘或静电除尘的除尘方式。

  3. 2. 2水浴除尘器由于水浴除尘器需要一套回用水处理设施,整套除尘设施占地较大,运行操作较为复杂,特别是对于立窑水泥生产企业,烘干机的使用频率较少(很多企业只有在连续阴雨天使用),易造成设备腐蚀严重,故烘干机除尘一般不采用水浴除尘器。

  3. 2. 3静电除尘器静电除尘器基本能够满足烘干机粉尘的处理效果,但由于烘干机废气中含湿度较大且不稳定,静电除尘效率难以保证,且废气对除尘器极板的腐蚀较大,如果采用静电除尘器,建议采用不锈钢极板。

  3. 2. 4袋式除尘器袋式除尘器具有稳定、高效的除尘效率,能够满足烘干机粉尘的处理效果,建议使用袋式除尘器。

  但需要注意的是: (1)对除尘器前的烟道需进行保温,防止废气温度过低产生结露现象; ( 2)采用抗结露耐高温耐腐蚀的玻璃纤维布袋,以解决腐蚀和结露问题。

  4磨机除尘技术分析4.1磨机生产的特点磨机分为生料磨和熟料磨(水泥磨),有些厂家单设煤磨。为了达到生料和水泥的细度要求,在水泥生产过程中需要使用生料磨和熟料磨(水泥磨)分别对生料和熟料进行粉磨。

  磨机在生产过程中必须通风,其作用是通过抽风的方法将物料蒸发的水分、辗磨产生的热量和粉碎的微细颗粒带走,从而达到降低磨内温度和湿度,防止粘磨、堵塞篦板孔和筛孔,防止过粉碎现象,提高磨机产量。

  一般情况下,磨机废气的含尘浓度为50 150 g/Nm 3,粉尘直径较小,废气温度约为60 80 ,生料磨废气含湿量为10 15,露点温度约为45 55 ;熟料磨废气含湿量为5左右,露点温度约为35左右。

  4. 2磨机除尘技术分析由于磨机粉尘颗粒度细,旋风除尘器不能满足达标要求,而磨机粉尘(特别是熟料磨粉尘是高标号的水泥)收取有明显的经济效益,一般不采用水浴除尘器。

  磨机粉尘的性质比较稳定,比立窑烟尘和烘干机粉尘要容易处理,采用静电和布袋除尘器均能满足环保要求。一般情况下,静电除尘器投资要比布袋除尘器大,布袋除尘器运行费用比静电除尘器运行费用高,布袋除尘器收尘效率比静电除尘器高。

  若生料磨采用布袋除尘器,应注意对废气保温和加温措施,使其保持在55以上,否则会出现结露糊袋现象,对于一些无烘干设备或烘干设备不经常用的企业来说,静电除尘器要好于布袋除尘器。由于熟料磨粉尘回收的效益较高,温度和湿度更加稳定,一般多采用布袋除尘器。

  5其他排尘点的除尘技术分析立窑水泥生产过程中,除立窑、磨机和烘干机外,还有破碎机、包装机、窑下(立窑出料口)、库顶、库底以及皮带输送机、螺旋输送机、斗式提升机等物料输送设备,这些排尘点虽多,但这些粉尘的治理难度相对较小。因石料含湿量较小,不适应静电除尘,应采用布袋除尘,其他排尘点采用静电除尘和布袋除尘均适用。这些点位的粉尘一般采用先将含尘废气集中收集,然后进除尘器进行处理的方式。对于包装机,虽然静电除尘和布袋除尘均适用,由于收取的粉尘为成品水泥,而布袋除尘比静电除尘得率高,建议使用布袋除尘器。

  6除尘器选用注意事项6. 1静电除尘器的选用高压供电设备是提供高压电场和电晕电流的关键性设备,一般输出电压为70 100 kV,输出电流为100 200 mA.在选用静电除尘器时选用高压供电设备应具有可靠的瞬时保护装置、先进的低耗变方法、稳定的二次电流且维修保养方便,应选择强度高、刚性强、启晕电压低、放电性能好、易清灰、工作不摆动和抗腐蚀好的极板。

  振打方式直接影响着收尘的效果,好的振打方式既能产生高强度的振打力,取得清灰较彻底的良好效果,又能根据实际情况进行振打强度和频率的调解,保证电晕极牢固不断。电晕极振打是一种比较好的振打方式。

  应尽量保持静电除尘器的气流分布均匀,如果气流分布不均匀,容易导致重新进入气流的粉尘显著增加,降低除尘效率。

  6. 2布袋除尘器的选用布袋除尘器的清灰方式直接影响着除尘器的阻力、布袋的使用寿命、除尘器运行的稳定性、除尘效率和过滤风速选取等。目前常用的清灰方式有简易清灰、机械振动、脉冲喷吹和回转反吹。目前脉冲喷吹技术具有自动化程度高、净化效果好、过滤负荷高、布袋磨损轻、寿命长、运行安全可靠等优点,建议对排尘强度高、连续强的排尘点(如立窑、磨机等)使用脉冲喷吹布袋除尘器。另外,要针对含尘废气的温度和湿度选择相适应的布袋,高温烟气选用耐高温布袋,低温、高湿度烟气应选用抗结露布袋。

  7结语长期以来,立窑水泥生产过程中的除尘问题是一个难点,根据立窑水泥生产过程中不同排尘点情况有针对性地科学地选择较为适宜的除尘方式,可以有效地避免除尘设备盲目投资造成的资金浪费和不正常使用,提高立窑水泥生产过程的除尘效果,使除尘设备在满足环保标准和要求的同时,做到合理、可靠、经济、实用。

  要做好立窑水泥生产线的粉尘治理,不但要选择与之相适应的除尘技术,而且要做好诸如改进生产工艺、改善工艺操作、加强操作管理、提高人员素质和操作水平等多方面工作,只有这样,才能更有效地发挥除尘设备作用,提高水泥粉尘的治理水平和运行效果,更好地保护和改善大气环境。

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