塑烧板除尘器在粉末冶金上的应用

瞿仁静，刘晓红，王 贤，包稚群

(1.昆明冶金研究院，云南昆明 650031;2.昆钢粉末冶金科技厂，云南安宁 650603;3.昆钢节能减排中心，云南安宁 650603)

1 前言

昆钢粉末冶金科技厂为缓解昆钢铁不保钢和废钢铁资源紧张的矛盾，与一家民营企业合作，建设的年产7.5万t直接还原铁的隧道窑生产线于2008年3月开始生产，产出的合格产品正式应用于炼钢生产。

隧道窑生产直接还原铁工艺是将铁原料、还原剂、脱硫剂按工艺要求加工好，按照一定的比例和装料方法，分别装入还原罐中，放在台车推入隧道窑中，通入煤气点燃，料管中的原料经预热，在1000～1200℃的温度条件下还原，在保持足够的还原时间和冷却时间后，得到直接还原铁。

主要流程为:配料——混料——干燥——装料——补料——拔料 (翻 转) ——放 料——粗 碎——筛分——细碎——料仓。

干燥工序主要设备为铁鳞干燥窑和焦末干燥窑，窑尾烟气温度＜100℃，进窑物料含水分为13%～15%，干燥后物料水分为3%～5%。

铁鳞干燥窑原有布袋除尘器约为200m2，离心通风机风量为19430～25745m3/h，3270～4840Pa，电机为30kW。

由于原料含水分较大，焦末含有焦油，烟气温度低于露点，烟尘在布袋除尘器内结垢糊袋，除尘效果不好，生产后期，干燥窑烟气直接排放，不再进入除尘器。

2010年，昆钢粉末冶金科技厂直接还原作业区采用塑烧板除尘器对铁鳞干燥窑进行改造，运行近1a，除尘效果良好，达到设计指标。

2 传统的除尘方法

我国回转干燥窑的除尘法常用的是湿式除尘器、静电除尘器和袋式过滤器。湿式除尘器产生大量污水，造成二次污染。静电除尘器在粉尘高湿度条件下电晕控制难度大，腐蚀问题难以处理，运行费用高。

目前常用的除尘方法多数采用分散式负压吸风的布袋除尘工艺，最致命的缺点是捕集含有一定水分、油分或有机体 (如松香)的粉体，会出现堵塞管道、粘接布袋的现象，布袋除尘器最终会“瘫痪”不能使用。

3 新型的除尘方法

随着现代化技术的发展，20世纪80年代德国、日本出现了新型的塑烧板过滤材料，逐步应用于电力、建材、冶金、化工、制药、食品加工及烟草等行业，取得较好的除尘效果。经过多年的摸索，目前我国已经可以自主生产，将其投资成本大幅度降低。除了有耐常温、耐温110℃及耐温160℃以外，还有耐酸型、耐碱型、防爆型、抗静电型及抗油气型等产品，使用寿命＞10a。

塑烧板除尘器的工作原理和普通袋式除尘器基本相同，区别在于两者的过滤材质不一样。布袋除尘器主要靠滤布上粘附粉尘的二次过滤吸附微粒，采用振打及反吹进行清灰，清灰时滤布纤维被拉伸变形，并形成二次尘雾，瞬时排放浓度增大。塑烧板除尘器主要依靠塑烧板进行过滤，塑烧板的表面过滤主要是筛分效应，光滑的表面使粉尘极难透过与停留，清灰过程完全靠气流反吹把粉尘层从塑烧板逆流洗下来，没有塑烧板的变形或振动，粉尘层呈片状落下，而不是分散飞扬，不需要控制反吹气流速度。

塑烧板过滤片是根据不同的气流成分和不同的粉尘粒度特制的，由多种高分子化合物粉体、易导电物质及结合剂等经铸型、烧结等工艺形成的波浪式多孔母体，厚度约为5mm，其波浪型外表及内部空腔间的筋板，具备足够的强度保持自己的形状，无需钢制骨架的支撑。在母体表面的空隙里填充一层氟化树脂，母体内部孔隙直径40～80μm，表面孔隙为1～2μm，也可以根据不同的粉尘粒度控制表面的孔隙，最小的表面孔隙可以控制到0.07μm。母体基材具有完全的疏水性，不会像纤维织物滤袋因吸湿形成水膜，不会引起阻力上升，压力损失稳定，可以处理含油雾、含水汽的含尘气体。使用寿命长达10a以上。宝钢热轧厂第一代使用的塑烧板除尘器，其外壳因锈蚀更换过一次，后历经16a之久，其塑烧板没有更换。

塑烧板过滤片表面为褶皱型，过滤表面积大，塑烧板除尘器结构紧凑，外形体积仅为传统布袋除尘器的1/3。具有占地小、除尘效率高、设备阻力小的特点。

4 应用实例

昆钢粉末冶金科技厂直接还原作业区铁鳞干燥窑，处理介质为铁磷片状，窑内温度为800～1100℃，含少量油，含水16.00%。粉尘堆积比重约为1.4t/m3;除尘器入口粉尘浓度5g/Nm3。

采用1台塑烧板滤芯式除尘器，型号为H1500－60塑烧板除尘器;塑烧板片数为40片，装配在箱体检修平台上不需拆除喷吹管、电磁阀就可装卸。电磁阀数量为40套，设置在除尘器箱体两侧外部，便于排除故障和观察其工作状态。

塑烧板滤芯式除尘器性能技术参数:

清灰压缩空气耗量:0.32Nm3/min。

此项目中采用白色梯型塑烧板。在原有配方的基础上增加了特殊的涂层配方，可耐温110℃，进一步强化了抗金属细粉堵塞的能力与优良的耐油耐水性。塑烧板表面更为光滑，阻力低、除尘效率高、使用寿命长。

塑烧板为一次烧结成型无粘合剂粘结的“梯”形凹槽板。垂直安装，凹槽与反吹方向和落灰方向一致，更便于清除表面积灰。

除尘器采用耐水、耐油专用弹力密封胶带进行面密封，并保证密封胶带能在长时间内保持弹力。

除尘风机主要技术参数:

风机类型:9－26－4;

额定流量:18012m3/h;

风机全压:4343Pa;

电动机功率:30kW;

转速:1450rpm/min。

塑烧板除尘器于2010年12月开始试运行，除尘效果好，运行期间未进行任何维护操作。除尘器出口气体含尘浓度≤20mg/Nm3。

5 对比分析

塑烧板除尘器设置在车间内部，避免冬季管道冷却积聚大量冷凝水，粉尘成糊状;除尘器下部采用水封，避免粉尘在灰仓内板结，便于卸灰。塑烧板立式放置，不会出现上一层粉尘落入下一层的情况。反吹的压缩空气压力必须足够，保证足够的反吹能力。

与传统的袋式除尘器相比，塑烧板除尘器可用于含油、粘结、潮湿、粉尘细的环境，不会板结，压力损失稳定，好操作，耐油耐湿性强，使用寿命长，维护保养方便。

与传统的湿法电除尘器相比，塑烧板除尘器粉尘捕集率高，除尘器结构紧凑、体积小，投资高出约20%，但运行费用低，耗电量小，约3～5a就可将投资补差收回，长期运行效益更加明显。

6 结论

目前国内高质量的塑烧板主要依靠进口或外资企业生产，价格偏高;随着塑烧板除尘器的适用范围增大，国内出现大量的替代产品，质量虽不及进口产品，经过不断的改进和发展，已经能在很多方面取代布袋除尘器，成为一种新型、高效、运行成本低，可以用在水分大、含油分或有机成分的烟气的除尘设备。通过不断的改进和创新，设备投资也将逐步降低，经过不断的改进和革新，在冶金行业现代化生产中将发挥更大的作用。

昆钢粉末冶金科技厂采用塑烧板除尘器对铁鳞干燥窑进行除尘改造，总体设计合理，运行稳定，除尘器出口气体含尘浓度≤20mg/Nm3，达到国家允许的排放浓度;作业场所含尘浓度低于10mg/m3，符合国家职业卫生的要求。

［1］盖国胜.超细粉碎分级技术 ［M］.北京:中国轻工业出版社，2000.

［2］李凤生.超细粉体［M］.北京:国防工业出版社，2000.

［3］张继龙.塑烧板除尘器在冶金行业的应用 ［J］.新疆钢铁，2005，(2).

［4］黄平男，张建文，陈贤树.新一代高效超细粉体收集器 ［J］.中国非金属矿工业导刊，2003，(3).