长袋停风低压快速脉冲袋式除尘技术在锌挥发窑的应用

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长袋停风低压快速脉冲袋式除尘技术在锌挥发窑的应用
1.1 现状
在有色冶炼行业,除尘器不仅仅是一个环保设备,更重要的是一个生产设备,因此,要求除尘效率越高,性能越稳定可靠越好。
袋式除尘器作为一类高效干法除尘设施,在该行业的应用相当普遍,其中应用较多的一种是反吹风袋式除尘器。通常,投运初期情况尚可,但不久就都程度不一地出现了许多问题。最为突出的就是除尘器运行阻损普遍高于设计值,直接影响了系统的排烟效果。由于反吹风清灰强度小,三通切换阀又往往因多种原因而失灵,导致清灰效果差,且粉尘再吸附现象严重,渐渐地滤袋内表面粉尘层越积越厚,除尘器阻损愈来愈高,有的除尘器甚至因此而陷入了瘫痪状态,严重地制约了冶炼生产的正常进行。
1.2 原因浅析
反吹清灰型的袋式除尘器阻损由两部分组成,即机械阻损和滤袋阻损。机械阻损(又称除尘器结构阻损),是除尘器进气管、箱体入口、滤袋花板、箱体出口,排气管、换向阀等局部阻损之和,在系统正常运行后,机械阻损变化不大,并且可经计算得出。滤袋阻损是滤料本身阻损与附着在滤料上的粉尘层阻损之和,一般情况下,滤料本身阻损可忽略不计,故滤袋阻损实际上可视为粉尘层阻损。影响滤袋阻损的因素非常复杂,它和滤布类别、过滤风速、粉尘浓度、粉尘特性、烟气特性、清灰方式以及设计参数、制作安装质量和运行管理等密切相关。
我们知道,有色冶炼行业的粉尘大部分系化学方式形成,具有尘粒细,粘附力强的特点,并且烟气的含尘浓度一般较高,目前所采用的反吹清灰型或机械振打清灰型的布袋除尘器都属于弱清灰类型,主要依靠滤袋的形变所造成的屈曲和扭曲作用来抖落粉尘。由于力量小,滤袋形变速度慢,故每次反吹清灰时不易将滤袋内表面的粘细粉尘层完全破坏并抖落。因此,难以达到较好的清灰效果,时间一长,袋式除尘器运行阻损也就必然出现居高不下的现象。在这种情况下,唯一的解决办法就是寻求一种快速强力的清灰机构来代替现有的反吹风或振打清灰机构。
2、长袋停风低压快速脉冲袋式除尘器技术的主要性能参数及特点
长袋低压快速脉冲袋式除尘技术属新一代脉冲袋式除尘技术,它克服了高压(传统)脉冲袋式除尘技术的诸多缺点。这些缺点是:(1)滤袋短,在烟气量大的场合便失去了占地少的优点;(2)喷吹清灰压力高,能耗大,不能利用管网压气;(3)电磁脉冲阀数量多,膜片质量差,维护工作量大;(4)换袋不方便,劳动强度大,易造成二次污染。
在全面克服缺点的同时,新一代脉冲保持了传统脉冲过滤速度高、结构紧凑、钢耗低、投资省的优点,其优良的性能受到许多国家的重视,在工业行业普遍应用。
鹏鹤环保的长袋低压快速脉冲袋式除尘器技术己有十年历史,由于其除尘滤袋长、喷吹清灰压力低,运行能耗少、脉冲阀数量少且工作可靠,换袋方便、重量轻,投资省、占地小等优点,受到用户的欢迎,已经或正在为电炉炼钢、高炉煤气净化,煤粉制备和喷吹、沥青混凝土生产、炭黑,建材、耐火、化工、铝电解等领域所采用,被列为国家环保最佳实用技术项目,并被国家科委列为国家级科技成果重点推广项目。
长袋停风低压快速脉冲袋式除尘技术又是上述技术的改进型。它将上箱体分隔成若干仓室,每室有数排滤袋,各室出口设停风阀,在阀门关闭状态下,该室的脉冲阀依次逐个喷吹,实现非过滤状态下清灰。除尘器其它部位未作改变,这样,不同位置的滤袋之间容易保持清灰强度的均衡,而且清灰效果不过份依赖停风阀的严密程度。既消除了过滤和清获同时进行时粉尘再吸附的现象,又进一步降低了喷吹压力和运行能耗,还可在不停产的情况下逐室进行检修。
2.1 主要性能参数
喷吹清灰压力:0.15~0.2MPa
喷吹周期: 定压差或定时(可调)
脉冲宽度:60~85ms
脉冲阀每个阀次耗气量:<0.207m3
单阀处理面积:~34m2
入口含尘浓度:~80g/m3
除尘效率:>99.8%
滤袋规格:(φ120)6000~8000mm
处理能力:1×104~110×104m3/h
2.2 主要性能特点
(1) 清灰强度大。由于低压脉冲阀结构简单,自身阻力小,因而较小的工作压力便可产生强烈的清灰力度。
(2)滤袋长。由于清灰效果好,故滤袋长度相当于传统(高压)脉冲的3~4倍。
(3)过滤风速高。在同等工况条件下是反吹风型的2~4倍,因而同等过滤面积下处理能力大。
(4)脉冲阀寿命长。阀体结构为双薄膜片结构,节流通道和卸压通道分开设置,喷吹压力低,膜片不易损坏,所以脉冲阀寿命长。
(5)维修工作量小。由于脉冲阀处理能力大,因而阀数少,在同等条件下只及传统脉冲阀数量的1/6。
(6)换袋方便。更换滤袋时人处于花板上部净气箱,与灰尘不接触,操作条件好。
(7)自动化程度高。清灰,卸灰、温度、压差、流量及气动设备运行状况均为自动监测、显示、警报和操作。
(8)重量轻、投资省、造价低。在同等工况条件下与反吹风除尘器相比,占地面积节约57%,重量减少54%,造价降低40%~50%,运行能耗减少10%~15%。
3、长袋停风低压快速脉冲袋式除尘技术在锌挥发窑的推广应用
某冶炼厂锌挥发窑老系统有三台规格、产量相同的挥发窑(亦称回转窑),每台窑原各配置一台大布袋除尘器,其清灰方式均采用压气振打加反吹风。
3.1改造前状况
原除尘系统投产于70年代初,投运初期,情况尚可,但不久就出现压气振打机械失灵,反吹风三通阀开关不到位,导致过滤与反吹同时在箱室中进行,粉尘再吸附现象严重。又由于实际过滤风速是设计值的两倍多,于是除尘器阻力愈来愈大,窑尾负压愈来愈小,严重制约了冶炼生产的正常进行。在这种情况下,很早就干脆废除了反吹、振打清灰系统,完全靠人工逐一拉各箱室检修门反吸大气对滤袋进行冲击清灰至今,这种方式不仅劳动强度大,而且还带来了一连串的危害和损失。
(1)除尘器漏风严重,风机负荷加大,无功能耗增加。
由于每箱室仅靠检修门附近的滤袋能受到反吸风冲击。故造成箱室内除尘布袋清灰不均匀,不彻底,所以每隔30min就要巡回拉一次门。如此频繁的拉门已使各检修订破坏严重,关闭不严,大量漏风。据测试除尘器箱室漏风率超过50%,致使风机的无功能耗太大增加。
(2)窑尾负压不够,氧化锌(ZnO)流失严重。
由于漏风严重,造成系统负压短路,窑尾经常呈现微正压状态,使得每天至少有1.2~1.5tZnO从窑尾冒掉,每年若按260天工作日计算,损失的ZnO就达312~390t,折合人民币80~106万元。不仅如此,还严重污染了现场环境。   (3)布袋损坏严重。
由于大量冷风进入箱室,使得箱室进出口温降达100~120℃,箱室中烟气温度往往低于露点温度以下,造成滤袋板结,致使本来就非常弱的清灰动力变得更加无济于事,继而造成滤袋透气性更差,阻损更高,如此往复形成恶性循环。另外,烟气中所含的硫氧化物及氟等成分在露点以下对滤袋也产生了较强的腐蚀性,加速了滤袋的损坏。又由于除尘器靠风机较近,负压较高,故漏入箱室的风速较高,力度较强,检修门附近的滤袋撕裂损坏严重,往往使得每吨氧化锌0.1条滤袋的指标突破到0.18~0.2条,按一天产40tZnO且每年按260天计算,则布袋损失为1872~2080条,折币15~17万元。
(4)由于滤袋破损频繁严重,使得烟囱外排烟气中ZnO浓度长期高达400~500mg/m3,若外排的烟气量按85000m3/h(测试值)计算,则每年(260天)因此而损失的ZnO达212~265t,折币57~72万元。
由此可见,一台挥发窑一年因ZnO流失、布袋损坏等所造成的经济损失约为157~195万元,这其中还未计入风机的无功能耗。不仅如此,还严重恶化了岗位及周围环境,危害了工人身体健康。
3.2改造的具体方案
针对上述情况,泊头市鹏鹤环保机械有限公司对三台除尘器中状况最差的2#窑除尘器进行了改造,其具体方案为:   (1)改造原12个箱室中的8个箱室;
(2)拆除压气振打及反吹风系统;
(3)拆除滤袋吊挂装置及下花板;
(4)在原箱室上部增设上箱室,上箱室顶部设开启式顶盖及气动喷吹装置,中部设喷吹管,下部设滤袋花扳,花板下部(即原箱室)悬挂滤袋及其支撑骨架。
(5)在各中箱室烟气进口处设置挡板,各上箱室烟气出口处设气动停风阀。
(6)建立一套压气生产及输送系统(也可利用厂管网压气),及除尘器自动运行微电脑控制柜一台。
改造后的除尘器所有技术指标均达到并部分超过了设计标准。
5.5改造后的经济效益、环境效益和社会效益
(1)改造后的除尘器通过投运以来的连续生产考验及技术参数的测试结果证明,该技术运用于氧化锌收尘,在技术上是先进的、适用的,而且运行也是可靠的。
(2)由于设备阻力小,漏风少,窑尾负压得以保证,捕尘效果好,消除了窑尾大量冒烟(ZnO流失)现象,滤袋无一破损,排放浓度低,故氧化锌产量显著增加,据统计每天较改造前多回收3~4t 氧化锌,由此产生的年经济效益达200万元以上。此外,风机的电耗也大为降低。其一次投入的改造费用仅半年左右就可收回。
(3)由于自动化程度高,故障少,维修量小,工人劳动强度及操作条件大大减轻和改善,而且现场环境已大为改观,深受当地环保部门和岗位工人的一致好评。
(4)由于利旧部分较多,故投资少,周期短,见效怏。同时,在不增加原有箱室的情况下,改造后的处理能力可提高一倍以上,完全能满足扩大生产能力的需要。
4、结束语
从某种程度而言,人们在选用袋式除尘器时,所关注的焦点是获得好的清灰效果,从而保持较低的设备阻力和除尘系统良好的烟气捕集能力。在长袋停风低压快速脉冲袋式除尘技术的诸多优点中,最突出之点在于具有强大的清获能力,能可靠地达到选用者预期的清灰效果及设备阻力。因而受到越来越普遍的重视,推广速度逐年增加,应用领域也在迅速扩大。
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