失效布袋除塵器的成功改造

□□吳軍平

失效布袋除塵器的成功改造

Successful Modification on Failure Bag Filter

□□吳軍平

浙江某水泥廠采用先進的新型干法工藝生產(chǎn)，擁有一條2500t/d熟料新型干法生產(chǎn)線，采用五級旋風(fēng)預(yù)熱器帶CDC分解爐的水泥生產(chǎn)技術(shù)，2003年9月投入試生產(chǎn)。由于地處經(jīng)濟發(fā)達的長三角地區(qū)，因此在項目實施初期，有關(guān)方面就對該項目的環(huán)保提出相當(dāng)高的指標(biāo)要求，其用于環(huán)保設(shè)施方面的投資超過設(shè)備總投資的10%，其中窯尾煙氣處理采用脈沖噴吹式布袋除塵器，濾袋則使用價位相對較高的進口P84濾料。

投產(chǎn)初期，各項環(huán)保檢測指標(biāo)均符合當(dāng)時的《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準》。但僅數(shù)月過后，窯尾廢氣排放煙囪就逐漸發(fā)生冒灰現(xiàn)象，為了盡快找出問題所在，設(shè)備廠商與用戶多次進行協(xié)商處理，卻一直難以阻止問題的繼續(xù)惡化，導(dǎo)致生產(chǎn)直接受到影響。本文就該窯尾布袋除塵器的失效作一簡單分析。

1 煙氣處理工藝流程

該水泥廠窯尾煙氣處理工藝流程見下圖1。從圖中可見，窯尾煙氣經(jīng)過預(yù)熱器后進入高溫風(fēng)機，然后分成兩路，一路通向生料磨進行烘干，另一路進入增濕塔，經(jīng)調(diào)質(zhì)后進入布袋除塵器進行凈化，然后經(jīng)風(fēng)機排入大氣。

該布袋除塵器使用直徑較小的130mm×6000mm的濾袋，設(shè)計緊湊。26個凈氣分隔室，既可以采用在線清灰方式，也可以采用離線清灰方式。表1是該除塵器的技術(shù)條件參數(shù)。

2 除塵器濾袋失效分析

2.1 P84濾料的失效

除塵器中的布袋最初采用的是價位相對較高的進口P84濾料，足見各方對環(huán)保要求的重視?？上到y(tǒng)投入運行僅僅數(shù)月就發(fā)生大面積的泄漏，使得各方不得不多方面查找問題的所在。從布袋破損的跡象發(fā)現(xiàn)，最初破損位于袋室兩側(cè)，但是在對濾袋的強度及透氣率作進一步的檢測分析時發(fā)現(xiàn)，其他位置的濾袋的脹破強度在使用僅僅數(shù)月之后也大幅度降低，因而出現(xiàn)布袋大面積的破損失效，與此同時除塵器的運行壓差也在迅速升高，從最初的1500Pa，僅經(jīng)過短短不到半年便逼近3000Pa，而且當(dāng)時仍在保持上升勢頭。

為了進一步了解濾袋強度下降的真相，我們不妨對P84濾料的物理化學(xué)性能作一簡單的了解。P84化學(xué)名稱聚酰亞胺，實驗室條件下連續(xù)工作溫度235℃，瞬間耐溫260℃。高溫狀態(tài)下易水解。容易受到煙氣中的NOx，尤其是NO2的侵蝕。圖2為P84在特定溫度下受NOx侵蝕曲線圖。

在該窯尾煙氣處理應(yīng)用中，實際運行溫度為180℃～220℃，煙氣中含有大量氮氧化物和水氣，因此P84濾袋的強度大幅下降，除了在高溫應(yīng)用中水解外，還受到煙氣中NO2的侵蝕。對濾袋的化學(xué)分析結(jié)果再次證實了這一點。且濾料深層都充滿粉塵，幾乎將濾料的孔隙全部堵塞，這也就造成了除塵器壓差高的運行狀態(tài)。

表1 窯尾除塵器技術(shù)條件參數(shù)

2.2 諾梅克斯（Nomex）濾料的失效

由于P84濾袋的全面失效，用戶決定采用其他材料的濾料。當(dāng)時正值浙江地區(qū)水泥市場比較低迷，各個水泥企業(yè)的經(jīng)濟狀況都比較吃緊，因此諾梅克斯濾料由于價位相對比較有競爭力，很快被認定為替代產(chǎn)品。但使用僅3個月的時間，窯尾煙囪又開始冒灰，而且日趨嚴重，除塵器維護相關(guān)人員不得不再次面臨同樣的窘境。從陸續(xù)拆下的破損濾袋發(fā)現(xiàn)，與以前P84濾袋破損規(guī)律比較接近，起初也是靠近袋室的兩側(cè)，同時全部濾料逐漸變成紅褐色，強度也大幅度下降，隨后便發(fā)生各位置濾袋的破損。常常由于排放超標(biāo)不得不停窯檢修除塵器。為了再次找出問題的原因，樣品濾袋也多次送有關(guān)單位和機構(gòu)進行檢測。與上一次相同，除塵器的壓差也在急速上升，由于壓差的升高，導(dǎo)致窯內(nèi)沒有足夠的負壓，嚴重影響了生產(chǎn)的產(chǎn)質(zhì)量。

諾梅克斯濾料的性能當(dāng)然也再次成為分析濾袋失效的關(guān)鍵因素之一，我們不妨也對諾梅克斯作一些簡單的了解。諾梅克斯在實驗室條件下連續(xù)工作溫度200℃，瞬時耐溫220℃。易水解，抗酸性能較差。當(dāng)酸性氣體比如SOx或NOx等含量達到一定量時，諾梅克斯纖維就會急速退化，并且加速其水解。圖3為諾梅克斯濾料在一定溫度下受SO2侵蝕后的強度曲線圖。

經(jīng)多家單位及機構(gòu)對失效諾梅克斯濾袋樣品的分析發(fā)現(xiàn)，除最初有部分濾袋為機械磨損失效，大部分濾袋強度大幅下降，主要為水解，以及SO2侵蝕。由于濾料深層基本被粉塵堵死，其透氣率也極低，因此造成除塵器系統(tǒng)壓差居高不下。

3 失效后的改造

為了盡快擺脫排放等問題對生產(chǎn)的影響，用戶先后邀請了多家濾料供應(yīng)廠商對該工況進行分析比較，同時也對各種不同材料的濾料進行了物理化學(xué)性能的比較。

為了解決除塵器壓差高的問題，決定使用具有表面過濾功能的覆膜濾料，而不再使用以前易導(dǎo)致深層堵塞的普通濾料。普通濾料的深層過濾，由于主要依靠初始粉餅實現(xiàn)過濾，并且粉塵逐漸滲入濾料的深層難以清灰，極易造成濾料的堵塞。而覆膜濾料依靠的是表面一層極光滑的薄膜實現(xiàn)過濾，這層薄膜的孔隙連續(xù)均勻，而且非常致密，粉塵無法滲入深層，不會對透氣率產(chǎn)生影響。由于其表面光滑憎水，粉塵很難粘附，清灰容易，因此在使用過程中能始終保持較低的運行壓差。

基料則選擇耐溫更高，抗化學(xué)性能佳的玻纖料。玻纖連續(xù)工作溫度達260℃，瞬間耐溫288℃，且耐水解，不氧化，抗酸性能好。

覆膜玻纖濾袋投入使用后，技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場的運行條件，對噴吹系統(tǒng)參數(shù)進行了一些優(yōu)化?，F(xiàn)各方面的運行參數(shù)都很理想，除塵器壓差比以前大幅度下降，在過濾風(fēng)速達到1.19m/min的條件下，一直保持在1500～1600Pa。

盡管如此，以前袋室兩側(cè)部分的過早破損在某些袋室依舊發(fā)生，為了查出局部位置發(fā)生濾袋破損的真正原因，相關(guān)技術(shù)人員深入灰斗底部，觀察發(fā)現(xiàn)問題所在，并提出局部整改方案。經(jīng)過對所發(fā)現(xiàn)問題的整改，類似問題再也沒有發(fā)生。同時對使用中的濾袋進行了分析檢測，使用將近一年后強度和透氣性均保持較好的狀態(tài)。

如今排放污染的問題未再發(fā)生，而且除塵器的運行阻力也很理想，從濾袋的檢測分析結(jié)果推測其使用壽命完全可以超過預(yù)期。

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2010－01－13；編輯：趙 蓮