石灰窯窯頂揚(yáng)塵治理

張伙榮，李正國，李征徐，王統(tǒng)團(tuán)，馬海雷

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

本公司純堿產(chǎn)能120萬t/a，設(shè)8臺(tái)石灰窯及附屬設(shè)施。氨堿法純堿生產(chǎn)中，石灰石煅燒過程中的兩個(gè)產(chǎn)物：窯氣和生石灰，滿足重堿碳化所需的CO2和蒸餾工序中氨的回收所需的石灰乳。在生石灰滿足母液蒸量的情況下，石灰窯產(chǎn)生的窯氣量是過剩的。

當(dāng)前公司的生產(chǎn)負(fù)荷下，蒸餾母液蒸量約為900 m3/h。按照石灰石消耗目標(biāo)1 256 kg/t堿計(jì)算，可以折算出每小時(shí)所需石灰石(石灰石含量CaCO390%，MgCO35%)量約為202 t。窯氣濃度(含CO2量)按40%計(jì)算，產(chǎn)生的窯氣總量為18.0萬m3/h。按照純堿窯氣當(dāng)量為700 m3/t堿計(jì)算，實(shí)際碳化需窯氣量為145×700=10.2萬m3/h，窯氣過剩量為18-10.2=7.8萬m3/h。過剩窯氣一般直接通過窯頂放氣帽外排，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，尤其是華東地區(qū)，不允許含塵氣體不達(dá)標(biāo)外排，解決窯頂揚(yáng)塵的問題顯得尤為重要。

1 石灰窯頂溫、灰溫指標(biāo)控制

石灰窯的頂溫、灰溫指標(biāo)是反應(yīng)石灰窯況最重要的工藝指標(biāo)。

頂溫(120～160 ℃)低于100 ℃，窯氣中的水汽冷凝與含塵窯氣一起進(jìn)入布袋后會(huì)堵塞布袋通道，降低除塵效率。頂溫過高超過200 ℃會(huì)燙壞布袋，影響除塵效果。

灰溫指標(biāo)(≤70 ℃)高，表明石灰石生燒，石灰窯熱損失大；從安全生產(chǎn)角度出發(fā)，必須加大進(jìn)窯風(fēng)量對生石灰進(jìn)行冷卻，風(fēng)量的增加必然窯氣量增加，不但造成窯氣濃度低，而且超過布袋除塵的處理能力，造成窯頂揚(yáng)塵。

這要求在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，要關(guān)注窯氣濃度和生石灰的灰質(zhì)情況，嚴(yán)格控制頂溫、灰溫指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，尤其是石灰石原料來源切換過程中，要根據(jù)石灰石質(zhì)量和粒度及時(shí)調(diào)整焦比。

2 石灰石、焦炭原料質(zhì)量的控制

焦炭的質(zhì)量總體穩(wěn)定，本文不作過多論述。石灰石的質(zhì)量主要指碳酸鈣含量和粒度。

碳酸鈣的含量越高，石灰石品位越好。碳酸鈣含量低，酸不溶物含量大于5.0%，窯內(nèi)極容易結(jié)瘤子。結(jié)瘤子對石灰窯的運(yùn)行工況是極不利的，會(huì)造成頂溫、灰溫指標(biāo)失控，出灰轉(zhuǎn)盤損傷等，嚴(yán)重時(shí)造成生產(chǎn)減量，窯氣用量大減，窯頂必將揚(yáng)塵。

石灰石的粒度應(yīng)在50～150 mm之間。粒度大小不均是影響石灰窯穩(wěn)定生產(chǎn)的最大因素，粒度大的石灰石生燒，造成灰溫高，粒度小的石灰石在窯內(nèi)過燒結(jié)瘤子。最極端的情況就是灰溫高且下瘤子頻繁，為了保證職工進(jìn)窯安全必須加大風(fēng)量，冷卻灰溫，造成頂溫升高，對布袋除塵器造成損傷。

主動(dòng)掌握石灰石原料變化，減少石灰窯生產(chǎn)波動(dòng)，有利于窯頂揚(yáng)塵量的控制。

按照純堿產(chǎn)量145 t/h、石耗1 256 kg/t堿計(jì)算，產(chǎn)生的窯氣量18萬Nm3/h，如果把消耗控制在歷史最好水平1 190 kg/t，那么窯氣量將減少(1 256-1 190)×18/1 256=0.95萬m3/h，這對窯頂布袋是一個(gè)有利因素。

降低石耗需各部門通力合作，供應(yīng)部提供優(yōu)質(zhì)石灰石、石灰車間穩(wěn)定窯況、提高灰乳濃度，重堿車間加強(qiáng)廢液過?；铱刂?。

3 控制窯頂揚(yáng)塵的改造

3.1 增加窯頂布袋除塵器

根據(jù)上述計(jì)算窯氣過剩量，2019年本公司新上三臺(tái)窯頂外濾式布袋除塵設(shè)備(兩臺(tái)設(shè)備處理能力5萬Nm3/h、一臺(tái)為3.5萬Nm3/h)。分別從窯頂放氣帽和轉(zhuǎn)鍋處引入吸氣管經(jīng)旋風(fēng)分離器后進(jìn)入布袋除塵。每臺(tái)設(shè)備擁有6 m長的布袋432條，過濾面積1 200 m3；通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)布袋窯氣量，經(jīng)除塵后排空，含塵可降至10 mg/m3。積灰通過絞龍送入泡沫塔地溝，隨沖洗水流入污水池。

布袋除塵運(yùn)行以來，窯頂揚(yáng)塵及周邊環(huán)境得到極大的改善。但經(jīng)過近兩年的運(yùn)行，濾袋時(shí)有堵塞現(xiàn)象，布袋進(jìn)出口壓差越來越大，布袋運(yùn)行效率明顯降低，雖然對布袋進(jìn)行吹掃，但效果不佳。處理能力下降，所以定期(18個(gè)月)更換布袋。

3.2 加強(qiáng)原料篩分，加除塵水和蒸汽抑塵

1)為避免細(xì)物料和泥土進(jìn)入石灰窯造成揚(yáng)塵，通過調(diào)低H篩傾斜度，延長石灰石在震動(dòng)篩上停留時(shí)間，增加篩分效果；并且在振動(dòng)篩上加噴淋水，減少揚(yáng)塵。

2)在8臺(tái)石灰石倉下料口處增加低壓蒸汽除塵，減少石灰石進(jìn)料斗和在窯頂進(jìn)轉(zhuǎn)鍋落料時(shí)的揚(yáng)塵。

3.3 窯頂密封系統(tǒng)改造

窯頂密封不嚴(yán)也是造成窯頂窯氣揚(yáng)塵的一個(gè)重要因素。石灰車間窯頂密封系統(tǒng)包括：放氣帽、窯頂混合進(jìn)料溜管、窯頂轉(zhuǎn)鍋動(dòng)靜環(huán)與鐘帽吊桿連接處、人孔蓋。

1)放氣帽為石灰窯停窯檢修時(shí)窯內(nèi)作業(yè)提供安全保障。在運(yùn)行過程中，要求放氣帽嚴(yán)密關(guān)閉。放氣帽與放氣桶管壁密封采用耐高溫的布袋濾布作為密封，密封效果明顯。

2)窯頂混合進(jìn)料溜管之前是敞口式，當(dāng)鐘帽打開的一瞬間，窯內(nèi)正壓的窯氣瞬間通過轉(zhuǎn)鍋和石灰石攜帶的泥沙一起逸出。在進(jìn)料溜管上增加擋板(鋼板上加橡膠皮)，擋板依靠進(jìn)料時(shí)沖擊力和自身重力自動(dòng)開啟和封閉溜管，防止窯氣外溢。

3)石灰窯轉(zhuǎn)鍋?zhàn)饔檬潜ＷC石灰石和焦炭混合料在窯內(nèi)均勻分布?；謴?fù)轉(zhuǎn)鍋與密封罩子之間的卡槽式密封，并在下槽內(nèi)加潤滑油。并將鐘帽吊桿與轉(zhuǎn)鍋頂蓋之間用柔性膨脹節(jié)密封，效果良好。

4)人孔蓋密封效果差，造成窯氣外溢，嚴(yán)重影響窯頂除塵效果，車間技術(shù)人員研制快開門形式的人孔蓋，打掃衛(wèi)生時(shí)可快速開合，方便快捷，外加耐高溫密封材料，使用效果良好。

3.4 定期清理窯氣系統(tǒng)

窯氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器、泡沫塔和電除塵的三級除塵后送至壓縮機(jī)。因窯氣含塵量較高，容易積灰積垢堵塞管線，尤其窯氣經(jīng)過洗滌塔洗滌后，含塵氣體帶水后容易在管線彎頭處及死區(qū)處結(jié)淤，造成窯氣系統(tǒng)阻力大，壓縮機(jī)抽氣困難，石灰窯頂氣量過剩。

車間根據(jù)實(shí)際情況在泡沫塔進(jìn)、出口管線，電除塵進(jìn)口管線上增加沖洗平臺(tái)和沖洗快開門，定期沖洗結(jié)淤，保證管線暢通，減少阻力。

4 改造后效果及進(jìn)一步優(yōu)化措施

改造后，現(xiàn)場環(huán)境面貌提升明顯，石灰窯及周圍300 m范圍內(nèi)不用再每天清理粉塵。清掃周期由每天一次降為每月一次。窯頂平面也逐步恢復(fù)其本來面貌，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

氨堿法純堿生產(chǎn)工藝一般要求石灰窯窯頂為正壓操作，防止空氣通過窯頂進(jìn)入窯氣母管，窯氣含氧量增大會(huì)對純堿中鐵含量造成影響。通過密封改造，微負(fù)壓操作，窯氣含氧量沒有明顯上升，對后系統(tǒng)純堿鐵粉等沒有影響。