塑燒板除塵器在粉末冶金上的應(yīng)用

瞿仁靜，劉曉紅，王 賢，包稚群

(1.昆明冶金研究院，云南昆明 650031;2.昆鋼粉末冶金科技廠，云南安寧 650603;3.昆鋼節(jié)能減排中心，云南安寧 650603)

1 前言

昆鋼粉末冶金科技廠為緩解昆鋼鐵不保鋼和廢鋼鐵資源緊張的矛盾，與一家民營企業(yè)合作，建設(shè)的年產(chǎn)7.5萬t直接還原鐵的隧道窯生產(chǎn)線于2008年3月開始生產(chǎn)，產(chǎn)出的合格產(chǎn)品正式應(yīng)用于煉鋼生產(chǎn)。

隧道窯生產(chǎn)直接還原鐵工藝是將鐵原料、還原劑、脫硫劑按工藝要求加工好，按照一定的比例和裝料方法，分別裝入還原罐中，放在臺車推入隧道窯中，通入煤氣點(diǎn)燃，料管中的原料經(jīng)預(yù)熱，在1000～1200℃的溫度條件下還原，在保持足夠的還原時(shí)間和冷卻時(shí)間后，得到直接還原鐵。

主要流程為:配料——混料——干燥——裝料——補(bǔ)料——拔料 (翻 轉(zhuǎn)) ——放 料——粗 碎——篩分——細(xì)碎——料倉。

干燥工序主要設(shè)備為鐵鱗干燥窯和焦末干燥窯，窯尾煙氣溫度＜100℃，進(jìn)窯物料含水分為13%～15%，干燥后物料水分為3%～5%。

鐵鱗干燥窯原有布袋除塵器約為200m2，離心通風(fēng)機(jī)風(fēng)量為19430～25745m3/h，3270～4840Pa，電機(jī)為30kW。

由于原料含水分較大，焦末含有焦油，煙氣溫度低于露點(diǎn)，煙塵在布袋除塵器內(nèi)結(jié)垢糊袋，除塵效果不好，生產(chǎn)后期，干燥窯煙氣直接排放，不再進(jìn)入除塵器。

2010年，昆鋼粉末冶金科技廠直接還原作業(yè)區(qū)采用塑燒板除塵器對鐵鱗干燥窯進(jìn)行改造，運(yùn)行近1a，除塵效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

2 傳統(tǒng)的除塵方法

我國回轉(zhuǎn)干燥窯的除塵法常用的是濕式除塵器、靜電除塵器和袋式過濾器。濕式除塵器產(chǎn)生大量污水，造成二次污染。靜電除塵器在粉塵高濕度條件下電暈控制難度大，腐蝕問題難以處理，運(yùn)行費(fèi)用高。

目前常用的除塵方法多數(shù)采用分散式負(fù)壓吸風(fēng)的布袋除塵工藝，最致命的缺點(diǎn)是捕集含有一定水分、油分或有機(jī)體 (如松香)的粉體，會出現(xiàn)堵塞管道、粘接布袋的現(xiàn)象，布袋除塵器最終會“癱瘓”不能使用。

3 新型的除塵方法

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代德國、日本出現(xiàn)了新型的塑燒板過濾材料，逐步應(yīng)用于電力、建材、冶金、化工、制藥、食品加工及煙草等行業(yè)，取得較好的除塵效果。經(jīng)過多年的摸索，目前我國已經(jīng)可以自主生產(chǎn)，將其投資成本大幅度降低。除了有耐常溫、耐溫110℃及耐溫160℃以外，還有耐酸型、耐堿型、防爆型、抗靜電型及抗油氣型等產(chǎn)品，使用壽命＞10a。

塑燒板除塵器的工作原理和普通袋式除塵器基本相同，區(qū)別在于兩者的過濾材質(zhì)不一樣。布袋除塵器主要靠濾布上粘附粉塵的二次過濾吸附微粒，采用振打及反吹進(jìn)行清灰，清灰時(shí)濾布纖維被拉伸變形，并形成二次塵霧，瞬時(shí)排放濃度增大。塑燒板除塵器主要依靠塑燒板進(jìn)行過濾，塑燒板的表面過濾主要是篩分效應(yīng)，光滑的表面使粉塵極難透過與停留，清灰過程完全靠氣流反吹把粉塵層從塑燒板逆流洗下來，沒有塑燒板的變形或振動(dòng)，粉塵層呈片狀落下，而不是分散飛揚(yáng)，不需要控制反吹氣流速度。

塑燒板過濾片是根據(jù)不同的氣流成分和不同的粉塵粒度特制的，由多種高分子化合物粉體、易導(dǎo)電物質(zhì)及結(jié)合劑等經(jīng)鑄型、燒結(jié)等工藝形成的波浪式多孔母體，厚度約為5mm，其波浪型外表及內(nèi)部空腔間的筋板，具備足夠的強(qiáng)度保持自己的形狀，無需鋼制骨架的支撐。在母體表面的空隙里填充一層氟化樹脂，母體內(nèi)部孔隙直徑40～80μm，表面孔隙為1～2μm，也可以根據(jù)不同的粉塵粒度控制表面的孔隙，最小的表面孔隙可以控制到0.07μm。母體基材具有完全的疏水性，不會像纖維織物濾袋因吸濕形成水膜，不會引起阻力上升，壓力損失穩(wěn)定，可以處理含油霧、含水汽的含塵氣體。使用壽命長達(dá)10a以上。寶鋼熱軋廠第一代使用的塑燒板除塵器，其外殼因銹蝕更換過一次，后歷經(jīng)16a之久，其塑燒板沒有更換。

塑燒板過濾片表面為褶皺型，過濾表面積大，塑燒板除塵器結(jié)構(gòu)緊湊，外形體積僅為傳統(tǒng)布袋除塵器的1/3。具有占地小、除塵效率高、設(shè)備阻力小的特點(diǎn)。

4 應(yīng)用實(shí)例

昆鋼粉末冶金科技廠直接還原作業(yè)區(qū)鐵鱗干燥窯，處理介質(zhì)為鐵磷片狀，窯內(nèi)溫度為800～1100℃，含少量油，含水16.00%。粉塵堆積比重約為1.4t/m3;除塵器入口粉塵濃度5g/Nm3。

采用1臺塑燒板濾芯式除塵器，型號為H1500－60塑燒板除塵器;塑燒板片數(shù)為40片，裝配在箱體檢修平臺上不需拆除噴吹管、電磁閥就可裝卸。電磁閥數(shù)量為40套，設(shè)置在除塵器箱體兩側(cè)外部，便于排除故障和觀察其工作狀態(tài)。

塑燒板濾芯式除塵器性能技術(shù)參數(shù):

清灰壓縮空氣耗量:0.32Nm3/min。

此項(xiàng)目中采用白色梯型塑燒板。在原有配方的基礎(chǔ)上增加了特殊的涂層配方，可耐溫110℃，進(jìn)一步強(qiáng)化了抗金屬細(xì)粉堵塞的能力與優(yōu)良的耐油耐水性。塑燒板表面更為光滑，阻力低、除塵效率高、使用壽命長。

塑燒板為一次燒結(jié)成型無粘合劑粘結(jié)的“梯”形凹槽板。垂直安裝，凹槽與反吹方向和落灰方向一致，更便于清除表面積灰。

除塵器采用耐水、耐油專用彈力密封膠帶進(jìn)行面密封，并保證密封膠帶能在長時(shí)間內(nèi)保持彈力。

除塵風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù):

風(fēng)機(jī)類型:9－26－4;

額定流量:18012m3/h;

風(fēng)機(jī)全壓:4343Pa;

電動(dòng)機(jī)功率:30kW;

轉(zhuǎn)速:1450rpm/min。

塑燒板除塵器于2010年12月開始試運(yùn)行，除塵效果好，運(yùn)行期間未進(jìn)行任何維護(hù)操作。除塵器出口氣體含塵濃度≤20mg/Nm3。

5 對比分析

塑燒板除塵器設(shè)置在車間內(nèi)部，避免冬季管道冷卻積聚大量冷凝水，粉塵成糊狀;除塵器下部采用水封，避免粉塵在灰倉內(nèi)板結(jié)，便于卸灰。塑燒板立式放置，不會出現(xiàn)上一層粉塵落入下一層的情況。反吹的壓縮空氣壓力必須足夠，保證足夠的反吹能力。

與傳統(tǒng)的袋式除塵器相比，塑燒板除塵器可用于含油、粘結(jié)、潮濕、粉塵細(xì)的環(huán)境，不會板結(jié)，壓力損失穩(wěn)定，好操作，耐油耐濕性強(qiáng)，使用壽命長，維護(hù)保養(yǎng)方便。

與傳統(tǒng)的濕法電除塵器相比，塑燒板除塵器粉塵捕集率高，除塵器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，投資高出約20%，但運(yùn)行費(fèi)用低，耗電量小，約3～5a就可將投資補(bǔ)差收回，長期運(yùn)行效益更加明顯。

6 結(jié)論

目前國內(nèi)高質(zhì)量的塑燒板主要依靠進(jìn)口或外資企業(yè)生產(chǎn)，價(jià)格偏高;隨著塑燒板除塵器的適用范圍增大，國內(nèi)出現(xiàn)大量的替代產(chǎn)品，質(zhì)量雖不及進(jìn)口產(chǎn)品，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和發(fā)展，已經(jīng)能在很多方面取代布袋除塵器，成為一種新型、高效、運(yùn)行成本低，可以用在水分大、含油分或有機(jī)成分的煙氣的除塵設(shè)備。通過不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)備投資也將逐步降低，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和革新，在冶金行業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)中將發(fā)揮更大的作用。

昆鋼粉末冶金科技廠采用塑燒板除塵器對鐵鱗干燥窯進(jìn)行除塵改造，總體設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，除塵器出口氣體含塵濃度≤20mg/Nm3，達(dá)到國家允許的排放濃度;作業(yè)場所含塵濃度低于10mg/m3，符合國家職業(yè)衛(wèi)生的要求。

［1］蓋國勝.超細(xì)粉碎分級技術(shù) ［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，2000.

［2］李鳳生.超細(xì)粉體［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2000.

［3］張繼龍.塑燒板除塵器在冶金行業(yè)的應(yīng)用 ［J］.新疆鋼鐵，2005，(2).

［4］黃平男，張建文，陳賢樹.新一代高效超細(xì)粉體收集器 ［J］.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2003，(3).