袋式除塵技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用分析

楊 釵

（中鋼石家莊工程設(shè)計研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

當(dāng)前階段，袋式除塵技術(shù)廣泛運用于冶金行業(yè)中，在冶金生產(chǎn)的各個部門均擁有非常成熟的技術(shù)，能夠高效穩(wěn)定地實現(xiàn)除塵的目的。

不僅如此，袋式除塵技術(shù)還可以實現(xiàn)資源回收再利用的目的，成功減少生產(chǎn)成本，最大限度的節(jié)省資源，因此，在冶金行業(yè)中的除塵設(shè)備所占的比例非常高。

1 袋式除塵技術(shù)及設(shè)備的工作原理簡述

1.1 脈沖袋式除塵器的工作原理

脈沖袋式除塵器具有較高的除塵效果，運行非常穩(wěn)定而且維修簡便，主結(jié)構(gòu)具有耐久性，是一種具有較長的使用時間的除塵工具，在冶金行業(yè)中得以廣泛運用。通常冶金廠里的煙塵濃度很高，尤其是某些生產(chǎn)設(shè)備排放的氣體含塵量高達(dá)1000g/m3，利用脈沖袋式除塵器能夠?qū)崿F(xiàn)排入大氣的氣體含塵量不大于10mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)備正常運行的過程中，含有灰塵的氣體流入除塵器內(nèi)會由于容器體積的增大而迅速膨脹，按照力學(xué)原理，質(zhì)量較重的灰塵會快速沉降于灰斗底部，而大多數(shù)較輕質(zhì)量的灰塵就會隨著除塵器旋轉(zhuǎn)形成的氣流快速上升并流入除塵袋，通過濾袋過濾之后，大部分灰塵顆粒就會沉積于濾袋外表面，而極少量殘余的灰塵會隨氣體通過過濾，從排風(fēng)口排放于大氣中，實現(xiàn)最終的除塵效果，這就是脈沖袋式除塵器實現(xiàn)除塵效果的原理。隨著工作時長的增加，濾袋上附著的灰量增加，除塵器受到阻力逐漸加大，當(dāng)阻力值達(dá)到設(shè)定的數(shù)值后，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰信號，首先關(guān)閉閥門切斷含塵氣流，之后控制脈沖電磁閥門發(fā)出清灰指令，這時的脈沖閥門打開將有一定壓力的壓縮空氣或氮氣反向吹向脈沖袋，將吸附于濾袋中的粉塵抖落，從而降低氣體通過阻力并清除了灰塵，這個清灰過程的速度較快且時間較為短暫，鑒于此，其對那些含塵濃度很高的氣體還可以發(fā)揮良好的清理效果。

1.2 反吹風(fēng)布袋除塵器的工作原理分析

反吹風(fēng)布袋除塵器對比脈沖袋式除塵器，其功能相對較弱，但價格更有優(yōu)勢一些，反吹風(fēng)布袋除塵器比較適合應(yīng)用在大型的冶金企業(yè)中，脈沖袋式除塵器更適用于一般規(guī)模的冶金廠。反吹風(fēng)布袋除塵器要實現(xiàn)最佳的除塵效果，主要是因靠反吹風(fēng)機(jī)和清灰控制系統(tǒng)完成的，具體的過程通常是含塵氣體進(jìn)入除塵器之后，在氣流運動之下互相碰撞，較大的顆粒會優(yōu)先進(jìn)入灰斗中，其他較輕的灰塵進(jìn)入除塵器的過濾室，灰塵顆粒較小的就會被阻隔在濾袋上面，而干凈的氣體在通過濾袋之后，被排放到空氣中。在除塵的過程中，其表現(xiàn)的技術(shù)特點是排氣和反吹氣流均是由氣缸閥這個閥門進(jìn)行完成的，對于除塵濾袋的更換勢必要在機(jī)器的外部進(jìn)行，濾袋出現(xiàn)破損等問題時，維修工作非常方便；而反向風(fēng)在一定程度方面就是利用了風(fēng)的反彈性與慣性順利完成的，在氣缸閥關(guān)閉之后風(fēng)在吹進(jìn)來就會形成反彈的力量，將吸附于濾袋表面的灰塵抖落。

2 袋式除塵器的濾料

袋式除塵器，即利用袋的形式實現(xiàn)除塵的目的，因此，濾袋是袋式除塵器必不可少的核心部分，濾袋的各種性能參數(shù)直接決定著除塵的場所和使用效果，濾袋材料的選擇至關(guān)重要。

在濾料的選擇過程中，通常應(yīng)該注重分級過濾效率、透氣程度、耐溫及耐酸、斷裂強(qiáng)度進(jìn)行充分考慮，唯有選擇各種性能指標(biāo)均滿足要求的材料，才可保障除塵效果。通常濾料纖維還分為天然纖維與化學(xué)纖維兩部分。天然纖維一般用在早期，可由于天然纖維在耐酸堿性方面存在不足，因此，除塵性能約束性很大。近年來，合成纖維獲得了廣泛的應(yīng)用，其強(qiáng)度和耐高溫均要強(qiáng)于天然纖維。

在具體的應(yīng)用中，還應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)工藝和環(huán)境合理選擇纖維材料，通常是在特定的生產(chǎn)環(huán)境中可以順利發(fā)揮除塵效果。因為冶金行業(yè)的生產(chǎn)工藝較為特殊，因此，對袋式除塵器之中的濾料要求較高，勢必要具備較高的強(qiáng)度，可以耐磨、抗褶皺、抗拉，這是由冶金行業(yè)的生產(chǎn)特點決定的。在應(yīng)用中不容易出現(xiàn)變形，成本較低，使用年限長，進(jìn)而保障其發(fā)揮較好的除塵功能。而在高爐富氧噴煤的工藝中，煤粉收集用至的袋式除塵器，對濾袋材料還有防靜電的要求。

3 袋式除塵技術(shù)在冶金工業(yè)的實際應(yīng)用

3.1 冶煉爐爐頂除塵技術(shù)的應(yīng)用

冶煉廠冶煉爐使用的原料，是通過燒結(jié)、干燥等工藝處理后轉(zhuǎn)運過來的，在具體的運輸過程中，少部分會解散成為粉狀。一是進(jìn)爐原料采用皮帶運輸機(jī)進(jìn)行卸、受料的過程中，因為物料的降低和物料攜帶氣流沖進(jìn)受料點，產(chǎn)生局部的增壓產(chǎn)生的粉塵，其增加程度伴隨落料的高度、溜槽和水平面之間接觸的角度增加而不斷增大。二是在整體的運輸中，因為皮帶托輥導(dǎo)致的跳動和物料和空氣的相對運行而產(chǎn)生的粉塵，且在運輸粉塵狀物料的過程中將會更為嚴(yán)重。因為以上物料及工況等各種原因，導(dǎo)致車間內(nèi)部粉塵遍布，對生產(chǎn)操作造成了十分嚴(yán)重的影響。結(jié)合國外對鋼鐵工業(yè)排放灰塵量的研究分析，物料運輸揚(yáng)塵在其中占比為30.9%，煉鋼在其中占據(jù)25.3%，煉焦占比16.7%，燒結(jié)占比12.9%，其他占比為14.2%。

整體除塵系統(tǒng)中采用了氣箱脈沖布袋除塵器，其濾料根據(jù)粉塵性質(zhì)采用滌綸針刺氈，濾袋之間的內(nèi)部氣體向上進(jìn)行流動的“袋內(nèi)速度”小于400m/分鐘，濾袋底部平面較低的袋內(nèi)速度比粉塵顆粒與凝集成的塵塊末端沉降速度要小，為對其落入灰斗提供可靠保障，進(jìn)而降低對濾袋造成的磨損。此除塵系統(tǒng)的除塵效濾高達(dá)百分之99.9%，對于礦粉的回收利用效果極為顯著。

3.2 燒結(jié)除塵技術(shù)的應(yīng)用

燒結(jié)工藝生產(chǎn)的配料、混料、燒結(jié)、冷卻和貯運等工序中，均有粉塵污染出現(xiàn)，涉及面非常廣，折合每噸燒結(jié)礦大約形成30kg到50kg的粉塵。燒結(jié)機(jī)（包含球團(tuán)）排放的高溫?zé)煔庵泻卸趸颉⒁谎趸扔泻Φ臍怏w，粉塵中包含少量的鉀、鋅、鈉、鈣等金屬元素，燒結(jié)機(jī)頭煙塵通過大密閉罩搜集，當(dāng)前大部分用于靜電除塵。但是伴隨環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》(DBl3/2169—2018)的不斷提升與濾袋技術(shù)的日益進(jìn)步，利用袋式除塵器的優(yōu)勢更為顯著，特別是在脫硫、除塵、脫硝一體化的綜合治理項目中。例如：寶鋼股份495平方米燒結(jié)機(jī)“增加設(shè)置干法脫硫設(shè)施改造項目”，就是利用低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器，在入口粉塵濃度高達(dá)數(shù)百g/Nm3的條件下，通過末端袋式除塵器處理之后，實際測量的出口粉塵排放濃度小于等于12mg/Nm3。

3.3 轉(zhuǎn)爐二次除塵技術(shù)的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐在進(jìn)行鐵水、加廢鋼、出鋼、排渣、轉(zhuǎn)爐吹煉等過程中形成大量的二次煙氣。二次煙氣分布于爐體周邊，特點就是分散、動態(tài)、不同步、和工藝操作關(guān)聯(lián)密切，搜集工作的難度非常大。二次煙塵量大約為0.35kg/t～0.4kg/t鋼，如，攀成鋼公司的八十噸轉(zhuǎn)爐，煙塵的主要成分為氧化亞鐵、鐵、氧，大約在其中占據(jù)40%～60%；其中含有石墨粉，粉徑分布：其中小于等于10μm的占57%，10μm～20μm的占30%，大約等于20μm的占12%。在捕集煙氣的過程中利用轉(zhuǎn)爐操作平臺以上的爐體周邊進(jìn)行全封閉，并在爐前設(shè)置對開式的防煙門與門形排煙罩，上面沿著懸掛棒形活動簾，捕集含鐵煙塵。在爐后操作平臺下面設(shè)置擋煙導(dǎo)流罩，并將出鋼排出煙塵導(dǎo)向爐后排煙罩。若是煙氣中含塵濃度低，粒徑細(xì)小，此項目采取負(fù)壓反吹袋式除塵器，脈沖清灰方式，如果結(jié)構(gòu)緊湊，將會具有更好的清灰效果，其具體應(yīng)用效果非常顯著，排放的煙氣含塵濃度小于等于10mg/Nm3。

4 袋式除塵技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

我國當(dāng)前出現(xiàn)了眾多袋式除塵器專業(yè)的生產(chǎn)廠家，在深入探究袋式除塵器的機(jī)理、清灰技術(shù)、濾料及濾袋等方面均獲得良好效果，不過，我國的袋式除塵器技術(shù)，特別是設(shè)計技術(shù)對比西方等發(fā)達(dá)國家的水平依舊較為落后。袋式除塵器的設(shè)計屬于非常繁雜且系統(tǒng)的過程，在具體的工程實踐中，經(jīng)常會出現(xiàn)各式各樣的問題。在進(jìn)行袋式除塵器的設(shè)計過程中，需要全面考慮各類因素如：安裝場地，風(fēng)量的處理、煙氣的溫度及粉塵的濃度、濕度等，這些因素直接影響著整體設(shè)備和濾袋的選擇。伴隨我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的逐漸嚴(yán)格，越來越多的行業(yè)內(nèi)人士將其認(rèn)定為治理煙氣至關(guān)重要的主導(dǎo)型產(chǎn)品。同時，表面覆膜技術(shù)與高性能濾料的深入探究分析會有效提升除塵性能，有效拓展袋式除塵技術(shù)的應(yīng)用范圍，配置耐高溫、防腐蝕濾料的袋式除塵器是除塵設(shè)備未來的重要發(fā)展趨勢。

5 結(jié)論

總的來講，因為冶金行業(yè)中不可避免的會產(chǎn)生大量粉塵，不但直接影響著生產(chǎn)效率，還會嚴(yán)重影響環(huán)境衛(wèi)生，鑒于此，必須采取切之可行的除塵技術(shù)。因袋式除塵技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢眾多，在冶金行業(yè)中獲得廣泛運用。為了確保袋式除塵器的除塵效率，應(yīng)增強(qiáng)日常應(yīng)用過程中的操作管理，加強(qiáng)日常維護(hù)。

袋式除塵器的設(shè)計技術(shù)較為復(fù)雜，設(shè)計及使用時應(yīng)全面考慮問題，伴隨我國科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，袋式除塵器技術(shù)得以不斷的完善，除塵效率也在不停地提高，為我國冶金行業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)建有利的條件。