袋式收尘器在卡尔多炉烟气净化上的应用

章颂泰,吕正华

(1.中国瑞林工程技术有限公司,江西南昌 330002;2.浙江蓝天除尘设备有限公司,浙江海宁 314413)

袋式收尘器在卡尔多炉烟气净化上的应用

章颂泰1,吕正华2

(1.中国瑞林工程技术有限公司,江西南昌 330002;2.浙江蓝天除尘设备有限公司,浙江海宁 314413)

目前,就我国烟气排放标准而言,电除尘仍是治理燃煤有色金属冶炼锅炉烟尘的首选方法。但是,由于电除尘器的收尘效率受粉尘性质的影响较大,而我国的燃煤成分又千变万化,粉尘性质各不相同,因此,许多冶炼厂难以实现在燃煤有色金属冶炼锅炉上长期、高效、稳定地使用电除尘器[3]。随着国家对粉尘排放指标的提高,布袋除尘器适应性强、除尘效率高、运行可靠等优点逐渐显现出来。布袋除尘器是能够有效控制烟尘污染的主要设备之一,它具有很高的除尘效率。经过布袋除尘器过滤后的烟气含尘质量浓度一般都低于50mg/m3,同时还能有效地除去烟气中的微细粉尘。在我国,布袋除尘器已在冶金、建材、化工、筑路等行业中广泛应用。

卡尔多炉;烟气净化;袋式除尘

1 引言

江西铜业公司贵溪冶炼厂为了处理废铜杂物料从奥图泰公司引进容量为 13m3。年产 50kt/a粗铜的卡尔多炉。其中卡尔多炉工艺烟气及环境烟气的捕集与净化部分由国内配套。2009年 5月,卡尔多炉冶炼及烟气净化系统热调试一次成功。一直可靠运行。达到并超过预期的设计要求。

2 工艺流程叙述

由于卡尔多炉操作过程为间歇运行,在运行中需要经历加料,融化以及吹炼等工艺过程,在冶炼过程中卡尔多炉排出的高温烟气 (又称为工艺烟气)经水冷烟道及骤冷塔冷却后使烟气骤冷到 350℃,再由空气冷却器将其进一步冷却到 150℃后进入布袋收尘器将烟气中的粉尘捕集。

由于卡尔多炉在熔炼过程中有少量的烟气溢出,为了不污染厂房内的环境,设计中将整个卡尔多炉都由烟罩罩住,由烟罩排出的烟气称为环境烟气。由于烟气中含有粉尘,该环境烟气独立设置一套净化系统。环境烟气经布袋收尘器过滤净化后与工艺烟气汇集后从烟囱中排放入大气。

卡尔多炉烟气处理流程见图 1。

3 卡尔多炉熔炼烟气净化系统设计参数

3.1 工艺烟气布袋除尘器的有关参数

烟气量:96600m3/h;

烟气温度:150℃;

烟气压力:-500Pa;

烟气成分 (v/v):O2,17～20;CO2,0～3;H2O,1～13;N2,68～79。

布袋除尘器型号:LCM430-2×4;

过滤速度:0.5m/min;

净过滤面积:3440m2;

滤袋数量:1800只;

滤袋长度:6000mm;

除尘器阻力:<1500Pa;

压缩空气耗量:3.5Nm3/min;

漏风率:<3%;

清灰方式:压缩空气离线脉冲清灰。

3.2 环境烟气布袋除尘器的有关参数

烟气量:77400m3/h;

烟气温度:60℃;

烟气压力:-500Pa;

含尘量 1～10g/Nm3;

烟气成分:(v/v)O2,20;H2O,3;N2,77。

布袋除尘器型号:LCM430-2×3;

过滤速度:0.5 m/min;

净过滤面积:2580 m2;

滤袋数量:1350只;

滤袋长度:6000 mm;

除尘器阻力:<1500 Pa;

压缩空气耗量:2.5 Nm3/min;

漏风率:<3%;

清灰方式:压缩空气离线脉冲清灰。

4 布袋除尘器的特点

4.1 采用离线型脉冲清灰方式

脉冲式袋式除尘器的清灰分为在线式和离线式两种,在实际应用中各有利弊。在线式清灰结构简单,控制方便,机械阻力小,系统阻力变化小,但由于清灰过滤同时进行,影响清灰效果,也不利于不停机检修。而离线式清灰的优缺点正好与此相反[3]。

本项目布袋收尘器采用离线式清灰,主要考虑到冶炼烟尘粒度细和难清灰的特点。在设计中采用了双室并联运行的结构,每室的出气口均设置一个气动提升阀,可以实现不停机检修。其提升阀根据除尘器阻力的变化而开启及关闭,当开启时,该室布袋除尘器进行正常过滤,当气力提升阀关闭时,则进行脉冲清灰作业。

4.2 导流装置采用先进的进风方式

设计了独特的烟气分配装置,可分配含尘气体,并对大直径颗粒进行分离,避免含尘气体冲刷滤袋,以提高整个除尘装置的效率及滤袋使用寿命。

4.3 脉冲喷吹系统脉冲系统

由压缩空气贮气箱、电磁脉冲阀(进口)、承压接头、特殊设计的喷嘴管等组成。在每排滤袋上部,均有1根喷嘴口径不同的压缩空气喷吹管,运行时可以设定每排滤袋之间相隔5～8s脉冲清灰 1次(时间可以调整),将脉冲反吹压缩空气喷入滤袋内清灰。

4.4 控制系统

主要由脉冲控制仪、电脑控制柜、热电阻温度计、静压测点、料位指示器和测量元件组成。

4.5 布袋除尘器保护系统

主要由旁路管路系统、旁通风机及阀门、测温仪、冷风吸入装置及压力检测装置组成。在进气风管中设计有冷风吸入及温度测试装置,当发生烟气温度超过规定值时先进行报警,如温度继续升高则自动启动吸入冷风装置进行降温,如温度还不能下降,则由旁通风机接入烟气。以保护滤袋不受损伤。在净气室设有滤袋检漏装置,以便在滤袋损坏时及时报警。

4.6 滤料选择

滤料质量直接影响除尘器的除尘效率,滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。根据冶炼烟气成分及烟尘的特点,选择合适的滤料,是保证布袋除尘器性能的关键。

布袋必须选用透气性能好、耐磨损、适合现场工艺要求的滤料。如果滤料选用不恰当或加工质量差,易产生水解、酸解、温度过高、覆膜剥落、滤袋破裂等现象。目前常用的滤料有来登针刺毡(聚苯硫醚)和 P84针刺毡 (聚酰亚胺),这两种滤料的抗氧化性及耐高温性能均较好,其中来登针刺毡对氧化敏感,P84对水解敏感,对氧化也较敏感;选用时注意烟气中氧气及 NOx含量;降低使用温度,可以减轻氧化[1]。有资料介绍:温度每升高 10℃,氧化性增加 1倍。如:烟气温度由 140℃增加到 160℃,△t=20℃,氧化性增加 4倍,布袋寿命只有原来的1/4。

本设备根据工艺烟气特点选用规格为Ø130mm,材质为聚苯硫醚针刺毡覆膜聚四氟乙烯的滤袋。

本设备在进气口设置有预喷涂粉尘的吸口,在袋除尘器使用前对新滤袋或长期停用的滤袋进行预喷涂,以有效的防止滤袋堵塞。

4.7 采用独特的清灰控制模式

采用 PLC控制不一定先进,因为这仅仅指硬件设备,重要的是程序设计是否符合现场条件,是否满足清灰要求,是否最节省能源。本设备的清灰控制有以下特点:

(1)采用压差清灰,即根据滤袋内外的压差情况决定是否清灰和停止清灰。

(2)采用慢、中、快三种清灰模式,由 PLC自动调节。当粉尘负荷大时自动启动快模式,粉尘负荷低时自动启动慢模式;当滤袋运行初期阻力较低时自动启动慢模式;当滤袋运行后期阻力升高则启动快模式。

上述清灰控制模式能使滤袋的有效寿命延长,保证在滤袋整个寿命周期中维持最低的除尘器阻力、最低的能量消耗和系统阻力的波动最小。并设置了根据实际情况调试好的预编自动运行程序。

4.8 特殊的防结露措施

由于冶炼过程是间歇运行,产生的烟气也是随着冶炼过程而发生变化,同时由于冶炼烟尘极细并易粘结。为了保证布袋除尘器的运行在露点以上运行,不使烟尘粘结。本设备在布袋收尘器的外壳设置了蒸汽伴管进行保温,使外壳的温度维持在 100～110℃左右。

5 实际运行情况

本除尘器于 2009年 5月,卡尔多炉冶炼及烟气净化系统热调试以来一直可靠运行。各项指标达到预期的设计要求。经环境保护部门设置的在线粉尘浓度测试仪测试:含尘浓度一直保持在 10～15g/ Nm3。设备运行阻力在 1200Pa左右。远低于设计要求值,说明清灰效果非常好。

6 结语

尽管布袋除尘器在冶金、建材、化工、筑路等行业中广泛而成功地应用,但由于我国有色金属冶炼厂的煤质变化波动较大,锅炉温度波动也较大,将会严重影响其正常运行,因此需要在引进、消化、吸收的基础上开发出适合我国国情的布袋除尘器。此外,必须把布袋除尘器看作是一项系统工程来研究,因为任何环节的差错都可能影响整个除尘器的运行。

REFERENCES

[1] 王金波,孙熙.袋式除尘器手册[M].沈阳:东北大学出版社, 1997.

[2] 王鸿合.布袋式除尘器技术及其应用[C].必达福燃煤锅炉尾气治理技术研讨会论文集,2003.

[3] 郭建荣,张莉.倾动炉烟气净化系统简述[J].铜业工程,2005,(2).

The Application of Bag Filter on Fume&Gas Clean ing of Kaldo Furnace

ZHANG Song-tai1,LV Zheng-hua2
(1.China Nerin Engineering Co.,Ltd,Nanchang,Jiangxi,China 330002; 2.ZhejiangLantian Dust Exclusion Equipment Co.,Ltd,Haining,Zhejiang,China 314413)

According to the current emission standard in China,electric precipitation is still the preferredmethod for non-ferrous metal smelting industry.However,as the dustperformance has a big influence on the efficiencyof electric precipitation and the composition of fire coal is variable,manymetallurgical refineries can not have long ter m stable electric precipitation efficiency and perfor mance.As the national emission standard becomes increasingly requiring,the strong adaptability,high efficiency,stable operation and other advantages of bag filter are gradually discovered.Bag filter is one of the main equipments in fume pollution control,which is of high efficiency.The dust concentration after bag filtration is usually less than 50mg/m3 nor mally,and the smallparticle can also be removed at the same time.In our country,the bag filter is used widely in metallurgy,building materials,chemical industry and road building

Kaldo furnace;Fume cleaning;Bag filter

book=58,ebook=103

TF805.3+3

B

1009-3842(2010)02-0058-03

2010-02-03

章颂泰(1954-),男,汉族,江西抚州人,高级工程师,主要从事冶炼烟气处理收尘设计研究工作。E-mail:nerinzst@163.com