燒結(jié)機(jī)機(jī)尾電除塵改電袋復(fù)合除塵的應(yīng)用

師 驊 高 炎 曾石川

(武鋼有限設(shè)備管理部 湖北 武漢：430080)

0 引言

燒結(jié)工業(yè)是整個(gè)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是將粒度較細(xì)的鐵礦粉進(jìn)行造塊，為高爐冶煉提供優(yōu)質(zhì)的人造富礦。燒結(jié)過程的基本原理是將鐵礦粉、熔劑粉、焦煤粉按一定配比進(jìn)行配料，并配以適當(dāng)水分，經(jīng)混勻制粒后鋪到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，燒結(jié)料經(jīng)表面點(diǎn)火后，在下部強(qiáng)制抽風(fēng)作用下，燒結(jié)料層內(nèi)燃，燒結(jié)料在高溫作用下發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化，并產(chǎn)生一定的液相，隨著料層溫度降低，液相冷卻將礦粉顆粒固結(jié)成塊，經(jīng)過破碎、篩分最終形成燒結(jié)礦供高爐冶煉。因?yàn)榈V石及燃料等均為天然生成，其中含大量的無機(jī)物和有機(jī)物，因此燒結(jié)過程產(chǎn)生大量的有毒、有害氣體，同時(shí)燒結(jié)礦在配料、破碎、運(yùn)輸過程中還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵污染，這些都構(gòu)成了大氣污染。隨著國家對(duì)環(huán)保越來越重視，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的節(jié)能減排也提出了更高的要求。環(huán)保部門出臺(tái)的《燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣排放標(biāo)準(zhǔn)》明確要求各鋼鐵企業(yè)要將燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)過程中的粉塵排放量，由以前的不超過50mg/m3降低到20mg/m3以下。由于燒結(jié)生產(chǎn)中的粉塵主要產(chǎn)生于燒結(jié)機(jī)機(jī)尾對(duì)燒結(jié)礦的破碎過程，因此需對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵進(jìn)行改造，以達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 目前的燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵系統(tǒng)

燒結(jié)機(jī)機(jī)尾有一臺(tái)單輥破碎機(jī)，它是燒結(jié)生產(chǎn)工藝的主要設(shè)備之一，其主要用途為：一是破碎燒結(jié)礦，以便于篩分、整理及運(yùn)輸，以滿足高爐用料粒度需要；二是可以緩沖大塊燒結(jié)礦對(duì)下一道工序篩分機(jī)械的沖擊，均衡燒結(jié)礦的分配。燒結(jié)生產(chǎn)過程中，粉塵主要產(chǎn)生于燒結(jié)機(jī)機(jī)尾對(duì)燒結(jié)礦的破碎過程，做好燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵，能有效降低整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)過程中粉塵的排放量。

電除塵器具有收塵效率高、處理煙氣量大、阻力損失小、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。目前燒結(jié)廠普遍采用電除塵的方式對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)尾進(jìn)行除塵。電除塵器的工作原理是含塵氣體通過高壓靜電場(chǎng)時(shí)，粉塵在電場(chǎng)內(nèi)荷電，同時(shí)在電場(chǎng)力的作用下向異性電極運(yùn)動(dòng)并積附在電極上，通過振打清灰方式使電極上的灰落入灰斗，從而達(dá)到除塵的目的。電除塵器分離氣體中的懸浮塵粒，主要包括以下四個(gè)過程：①氣體的電離；②懸浮塵粒的荷電；③荷電塵粒向電極運(yùn)動(dòng)；④荷電塵粒沉積在電極上。

電除塵器根據(jù)收塵形式的不同，可分為板式電除塵器和管式電除塵器。目前燒結(jié)廠煙氣除塵主要采用板式電除塵器。板式電除塵器電場(chǎng)有效高度與寬度的乘積即為電除塵器有效斷面面積，通常以其平方米數(shù)來表示電除塵器規(guī)格。一般板式電除塵器由幾個(gè)相同的電場(chǎng)組成。板式電除塵器的電場(chǎng)主要是由陰極線與平行的陽極板組成的非均勻電場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)主要包括電除塵器內(nèi)部系統(tǒng)、電除塵器結(jié)構(gòu)件、電除塵器氣流分布裝置以及電除塵器輔助部件等四大部分(詳見圖1)，其中電除塵器內(nèi)部系統(tǒng)包括陽極板、陰極線、振打裝置；電除塵器結(jié)構(gòu)件主要包括進(jìn)出口封頭、底梁、灰斗、殼體、頂蓋等；電除塵器氣流分布裝置主要包括進(jìn)口氣流分布板和出口槽型板、導(dǎo)流板、內(nèi)部擋風(fēng)裝置等；電除塵器輔助部件包括鋼支架、頂部檢修吊機(jī)、各層走梯檢修平臺(tái)、保溫棉、雨棚、灰斗圍墻等。

圖1 板式電除塵器結(jié)構(gòu)圖

影響電除塵工作效率的因素包括：(1)粉塵特性(包括粉塵的粒徑分布、堆積密度等)；(2)煙氣特性(包括煙氣溫度、壓力、成分、流速等)；(3)結(jié)構(gòu)因素(包括電場(chǎng)長(zhǎng)度、陰極線的集合形狀和數(shù)量、收塵形式等)；(4)操作因素(包括漏風(fēng)率、氣流短路、二次揚(yáng)塵等)。

2 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵改造

布袋除塵器是一種高效除塵器，具有除塵效率高、操作簡(jiǎn)單、對(duì)粉塵濃度變化適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，為了降低燒結(jié)機(jī)機(jī)尾粉塵排放，將最后一個(gè)電場(chǎng)內(nèi)部極板極線拆除，改為布袋除塵器。

布袋除塵器的工作原理是當(dāng)含塵氣體進(jìn)入除塵器時(shí)，在引風(fēng)機(jī)提供的負(fù)壓作用下通過布袋，依靠布袋濾料層的過濾作用形成粉塵初層。粉塵初層形成前，起過濾作用的濾料層除塵效率并不高。粉塵初層形成后，濾料對(duì)粉塵的過濾效率明顯提高。布袋除塵器主要是依靠粉塵初層的過濾作用除塵，布袋只是起形成粉塵初層的作用。

影響布袋除塵器效率的主要因素包括：(1) 濾料粉塵層的影響。濾料是布袋除塵器的主要部件，清潔的濾料除塵效率很低，積塵后(即形成粉塵初層后)除塵效率提高至最大：(2)濾料材質(zhì)的影響。濾料一般有機(jī)織濾料、針刺氈濾料和覆膜濾料。機(jī)織濾料很薄，纖維孔徑大；針刺氈濾料較厚，表面孔徑較小達(dá)20-50μm，不直通；覆膜濾料孔徑非常小僅為0.2-3μm，且不直通，其除塵效率最高。本次改造采用了覆膜濾料。(3)過濾風(fēng)速。過濾風(fēng)速的大小直接影響碰撞和擴(kuò)散效應(yīng)，它是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

電除塵器最后一個(gè)電場(chǎng)改為布袋除塵后，粉塵會(huì)先通過電除塵器一次除塵，然后再通過布袋除塵器進(jìn)行二次除塵，大大增大了除塵效率減小了粉塵的排放量。由于增加了布袋除塵器的原因，抽風(fēng)的阻力也會(huì)增大。所以在電場(chǎng)改造為布袋除塵器后，還要根據(jù)增加布袋后風(fēng)阻的增加，選型更換功率更大，抽風(fēng)能力更強(qiáng)的抽風(fēng)機(jī)。本次改造選用的風(fēng)機(jī)功率為1600kW，使風(fēng)量達(dá)到820000m3/h,保持過濾風(fēng)速在平均1.2m/min。改造后的電袋復(fù)合除塵結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 電袋復(fù)合除塵結(jié)構(gòu)示意圖

燒結(jié)機(jī)機(jī)尾電除塵改電袋復(fù)合除塵后，其除塵優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三方面：(1)除塵效率不受高比電阻細(xì)微粉塵影響，不受煤種、煙灰特性影響，排放濃度實(shí)現(xiàn)了國家要求的20mg/m3以下，而且長(zhǎng)期保持穩(wěn)定；(2)電袋復(fù)合除塵器充分利用前級(jí)電場(chǎng)高效去除了約80%的粉塵，大大降低了進(jìn)入布袋區(qū)域的粉塵濃度，使得運(yùn)行阻力明顯低于純袋式除塵器。同時(shí)由于電袋復(fù)合除塵器在電場(chǎng)區(qū)的荷電作用，使得進(jìn)入袋區(qū)的粉塵在濾袋表面形成疏松的粉餅層，因其剝離性好，降低了清灰能耗，并有效減緩了濾料的破損，延長(zhǎng)了布袋使用壽命;(3)由于電袋復(fù)合除塵具備兩種除塵方式的特點(diǎn)，可以通過適量減少布袋數(shù)量、延長(zhǎng)布袋使用壽命、降低運(yùn)行阻力、延長(zhǎng)清灰周期等途徑，降低除塵裝置的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用。

3 結(jié)論

為了達(dá)到環(huán)保部門要求的粉塵排放量降低到20mg/m3以下的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)尾除塵裝置進(jìn)行了改造，將電除塵器的三個(gè)電場(chǎng)中的最后一個(gè)電場(chǎng)電極拆除，改為布袋除塵。該除塵裝置已經(jīng)運(yùn)行近五年，實(shí)踐證明，改造后的電袋復(fù)合除塵器達(dá)到了粉塵排放要求，具有除塵效率高、除塵穩(wěn)定、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。電袋復(fù)合除塵將成為今后控制細(xì)微顆粒粉塵的有效技術(shù)手段。