CDM袋式除尘器净化镍铁电炉熔炼烟气的实践

胡秀芬

(中国有色(沈阳)冶金机械有限公司， 辽宁 沈阳 110141)

CDM袋式除尘器净化镍铁电炉熔炼烟气的实践

胡秀芬

(中国有色(沈阳)冶金机械有限公司， 辽宁 沈阳 110141)

经过对电炉烟尘的分析，选用CDM袋式除尘器对电炉熔炼烟气进行净化。该技术采用耐高温覆膜滤料、离线低压脉冲循环清灰技术、重力挡板式惯性预收尘，PLC自动程序控制，定位气缸驱动反吹，以及防止烟气低温结露对设备的腐蚀和对滤料的污染等措施，提高了过滤速度和净化效率，防止了SO2低温结露对设备和滤料的腐蚀和影响，有效地捕集了矿热电炉熔炼产生的粉尘，适应了热带地区高温、高湿、多雨的环境，替代了进口产品，满足镍铁矿热电炉熔炼烟气净化的要求。

矿热炉；熔炼烟气；覆膜；结露；镍铁；净化

1 工艺简介

矩形六电极电炉镍铁冶炼是近年来国际上先进的镍冶炼新技术，同高炉冶炼和铁合金电炉冶炼相比具有节能、污染低，产能大、产品杂质少，适应范围广等优点，2012年在缅甸中色镍冶公司获得成功。

矩形六电极电炉镍冶炼作业中，产生大量的烟气，烟气中主要含有烟尘和SO2等对大气有污染的物质。烟气净化就是消除或减少镍冶炼过程中所产烟尘等的污染，并使其中的有价组分得到综合利用的过程。

本文根据六电极矩形电炉工作产生的烟气的成分、温度、含尘量及烟尘的粒径分布等物理特性，采用矩阵激励冷却器降温和CDM袋式除尘器进行针对性的电炉烟尘治理获得成功。捕集下来的烟尘返回生产系统综合利用，净化后的烟气达标排放标准[1]。

表1 电炉烟尘成分

1.1除尘器主要技术参数

除尘器主要技术参数见表2。

表2 除尘器主要技术参数

2 CDM袋式除尘器

2.1 烟气净化流程

电炉烟气净化流程如下：

矩形六电极镍铁电炉烟气经电炉上部集气罩进入通风净化总管道，在风机的动力作用下流经矩阵激励冷却器降温，矩阵激励冷却器由变频调速风机和热电偶自动控制调控换热量，流过矩阵激励冷却器的烟气如果温度没有达到要求，系统自动开启烟气预热及故障处理阀门作临时处理，如果烟气温度合格将进入CDM袋式除尘器设在进气风道处的内置重力惯性预收尘装置，大量的粉尘在粘结、碰撞、吸引、拦截、重力沉降等作用下，有约40%的10～20 μm以上颗粒的粉尘进入积灰斗，余下的尘气进入布袋室经滤料分离净化，净化后的粉尘含量低于0.10 g/m3气体经风机后排入大气。

2.2 重力惯性预收尘装置的计算

在除尘器进气风道设置重力惯性预收尘装置，重力惯性预收尘原理见图1。

图1 重力惯性预收尘原理示意图

重力惯性预收尘和风力均布板复合设计在除尘入口管道内，对高浓度的入口粉尘进行预收尘和24室气体流量的均匀分配，进口风管截面和长度的选择[2]见公式(1)。

粒径和长宽的关系图见图2。

(1)

式中dmin—最小粒径，m；μ—气体粘度，kg/ms；Q—气体流量，m3/s；g—重力加速度，9.8 m/s2；ρ—尘粒密度，kg/m3；B—惯性预收尘室宽；L—惯性预收尘室长。

图2 捕捉粒径和长、宽的关系[2]

2.3CDM袋式除尘器过滤室的布置和清灰

(1)依据处理风量、入口浓度、粒径分布范围以及经济运行等综合因素，结合加拿大赫氏公司提供的经验参数，在充分考虑重力惯性预收尘的情况下，布袋除尘器过滤风速计算见公式(2)[3]：

(2)

式中V—过滤速度，m/min；Q—通过除尘器的气体流量，m3/h；S—有效过滤面积，m2。

(2)除尘器设置22室，每室布置160条耐高温覆膜针刺滤料，采用分室离线低压脉冲循环清灰技术的工作方式，滤室分布清灰及尘气走向图见图3。

图3 滤室分布清灰及尘气走向示意图

(3)滤袋平面布置考虑到气源消耗和反吹时间优化后布置成横向10排纵向16列，充分利用了有效的空间，又防止了过滤材料负荷的不均匀，布袋磨损均匀，方便后期设备管理和滤料的更换。滤袋平面布置和反吹示意图见图4。

图4 滤袋平面布置和离线反吹示意图

(4)入口管道防结露措施

电炉冶炼过程中由于还有部分的SO2在高温下溢出，在露点处结露形成稀硫酸，腐蚀设备和附着在滤袋表面，严重时将在布袋滤料表面形成高含酸和粉尘混合的的泥层，使滤袋透气性下降，温度生高后板结，严重影响布袋滤料的再生和使用，或导致布袋滤料的报废，酸的露点见图5。

由温度热电偶拾取的信号进入PLC,在露点附近设置阀门开启导流，待温度越过露点后关闭阀门，整个过程由PLC自动控制，热电偶设置位置要考虑到烟气移动速度造成的滞后和阀门开闭的执行时间。

图5 镍铁冶炼烟气SO2的露点

3 结语

(1)该设备采用离线低压脉冲循环清灰技术解决了粉尘再附的问题，喷吹压力由在线型的0.5～0.7 MPa降低到0.2～0.3 MPa，喷吹周期时间缩短，压缩空气消耗是在线型的1/5。节省能源消耗30%。

(2)该设备采用进气均布板和重力惯性预收尘设计，净化前烟气含尘量27.23 g/m3中的40%在过滤室前被捕集，降低了滤料的负荷，同时有效的提高了过滤速度和降低了清灰周期，设备处理烟气量同比增大1.2倍，使滤料同比寿命延长180天以上。

(3)重力惯性沉降室钢制隔板过风边缘增加100 mm宽16Mn材质的耐磨圈，降低了钢制隔板磨损，延长使用寿命2年以上。

[1] 陈鸿飞.除尘与分离技术[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[2] 厉衡隆，顾松青.铝冶炼生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[3] 张殿印，申丽.工业除尘设备设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2012.

PracticeofCDMBaggyDustCollectorPurifyingFlueGasAppliedinFerro-nickelFurnace

HU Xiu-fen
(NFC (Shenyang) Metallurgy Machinery Co., Ltd. Shenyang 110141, China)

The paper chooses CDM baggy dust collector to purify the smelting flue gas through the analysis of flue. The technology uses high temperature resistant membrane filter material, off-line voltage pulse circulation cleaning, gravity baffle inertial pre-collecting, PLC automatic program control, blowback of positioning cylinder driven, measures preventing the corrosion of equipment by the flue gas dew which produced by low temperature and the pollution of filter material. The filtration rate and the purification efficiency has been increased, and prevented the equipment and material corrosion caused by SO2low-temperature condensation, dust produced in smelting electric furnace has been gathered. The collector adapts to the tropical regions of high temperature, high humidity, rainy environment, can instead of imported equipment, meets the requirements of flue gas purification by ferronickel smelting furnace.

ore furnace；smelting flue gas；membrane；dew；nickel iron；purification

2014-10-22

胡秀芬(1965-)，女，辽宁本溪人，高级工程师，大学本科，主要从事机械设计、标准化工作，现任中国有色(沈阳)冶金机械有限公司副主管工程师。

X701.2

A

1003-8884(2014)06-0037-03