袋式除尘器在珍珠岩行业的应用研究

2016-10-15肖德才岳文锋邢建伟驻马店市龙山通用机械有限公司河南驻马店463200

中国非金属矿工业导刊 2016年3期

关键词：收尘袋式清灰

肖德才，岳文锋，邢建伟(驻马店市龙山通用机械有限公司，河南驻马店　463200)

袋式除尘器在珍珠岩行业的应用研究

肖德才，岳文锋，邢建伟
(驻马店市龙山通用机械有限公司，河南驻马店463200)

珍珠岩是非金属矿的一种，闭孔珍珠岩在保温、隔热这一行业的使用前景广阔，本文针对闭孔珍珠岩质轻、窑炉尾气含水分大、不易收集等特点特选用袋式除尘器对其尾气进行粉尘治理，主要提出了“三状态”清灰等理念，以及使用过程中的一些经验。

袋式除尘器；闭孔珍珠岩；粉尘再附；“三状态”清灰

随着我国政府节能减排力度的加大，珍珠岩在保温、隔热行业的使用前景愈加广泛。珍珠岩分开孔和闭孔两种产品，闭孔珍珠岩是近年来才开发出来的一种新产品，由于其具有优良的保温、隔热、质轻、吸水率低、强度高等特点，逐渐受到市场的青睐。闭孔珍珠岩生产的同时不可避免地产生一些粉尘，对环境也造成了一定程度的污染。我公司从2006年开始采用袋式除尘用于珍珠岩生产过程中窑炉尾气的治理，已经积累了丰富的使用经验。

1　膨化珍珠岩简介

珍珠岩属于非金属矿的一种，它是由火山喷发的酸性熔岩经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。河南信阳珍珠岩保有储量全国第一，约12 136万t，年产31.17万t[1]。本文研究的原矿采自河南信阳杨家湾一刘家冲矿区，其成分稳定，主要由火山玻璃组成，镜下可见少量透长石和石英针状雏晶。化学组成(%)为：SiO271.82、A12O312.37、Na2O30.55、K2O 4.69、CaO 0.83、Fe2O30.79、MgO 0.19、LOI 5.76[2]。

1.1闭孔珍珠岩的生产工艺及物理性质

闭孔珍珠岩生产的原理是在逐级加热的情况下，珍珠岩在受热软化过程中表面物质不断变软，粘度减小，不规则的凸凹部分在滚动过程中会不断扩张并填充覆盖副微细孔隙，形成一种玻璃质化的外壳。随着内部结合水不断蒸发，较大的气泡会冲破气泡膜吞并周围的小气泡，最终内部形成众多气泡合为一体的空心结构[3]，具有强度高、轻质、保温隔热、电绝缘性能好、颗粒均匀、吸水率低、流散性好等显著特点。

1.2闭孔珍珠岩的用途

珍珠岩广泛地用于各个领域，国内外珍珠岩矿占主导地位的用途是生产膨胀珍珠岩及其制品。目前我国膨胀珍珠岩的年产量已超过400万m3，占我国保温材料年产量的5%左右，是国内使用最广泛的一类无机轻质保温材料。据有关部门统计，目前我国膨胀珍珠岩在市场上的应用比例为：建筑工程约60%、热管道保温约30%、装饰材料约10%[3]。

1.3闭孔珍珠岩的性能指标

本产品采用天燃气膨胀炉为珍珠岩隐性保护加热，矿砂不与明火焰相接触，且炉子温度自上而下分区设定，矿砂进炉后渐进受热膨胀、玻化而成，与传统开孔珍珠岩产品物理性质相比较如表1所示[2]。

表1　闭孔珍珠岩与传统开孔珍珠岩性能比较

2　珍珠岩生产工艺及尾气治理

2.1工艺流程

矿砂预热干燥—筛分—预热—高温加热—分级—进料仓—袋式除尘器[4]。

矿砂经烘干预热，即进入天燃气膨化炉内经高温膨化，膨化好的珍珠岩由风送管送入料仓，这样料仓不可避免产生正压(约100～300Pa)，料仓往外自然排放尾气时会带出一些很细很轻的微珠，(密度只有70～250kg/m3，且尾气中含有2%～3%的高温水蒸汽)。排放的尾气先由多管旋风除尘器进行预除尘和降温后，一些更细更轻的微珠再进入袋式除尘器进行二级除尘，处理后的尾气达标后对空排放。

2.2尾气治理

根据珍珠岩含尘废气烟温高、预热废气湿度大的特点及旋风除尘器、袋式除尘器的收尘影响因素[7]，采用“旋风除尘器+袋式除尘器”的综合治理模式来解决预热炉尾气的粉尘污染问题。

3　袋式除尘器的特点、原理及运行效果

3.1袋式除尘器特点

由于闭孔珍珠岩比重很小，如果采用常规的“双状态”清灰，提升阀关闭的时间很短(只有短短的4～5秒的时间)，没有足够的沉降时间，一旦除尘器由清灰状态转入过滤状态，在负压的作用下，就很容易造成粉尘再附现象。经过对以往除尘器的观察，发现对滤袋上吸附的5μm以下的微细尘粒根本就无法清掉，久而久之，除尘器的阻力将会越来越大，进而造成过滤失效[4]。有些采用双状态清灰的袋式除尘器，只能采用停机进行清灰，这样无疑会导致窑炉和料仓的工况产生波动，影响正常生产。

为此，我公司针对珍珠岩行业对袋式除尘器采取了以下几点改进：

(1) “三状态”清灰。

推出了“三状态”清灰的袋式除尘器，即在清灰—过滤状态中又加上了“沉降”状态，即：清灰—沉降—过滤“三状态”，并且有意延长了沉降时间，让5μm以下的微细尘粒也有充分的沉降时间，提高了滤袋的清灰效率。

(2) 各气室和沉降灰斗完全隔离，各自独立。

由于5μm以下的微细尘粒非常轻，沉降速度只有0.2～0.3m/s，如果只单纯的增加沉降状态，不与相邻气室、灰斗完全隔离，一旦回到过滤状态，还未来得及沉降的灰尘又会被吸附到相邻气室的滤袋上，仍然无法起到彻底清灰的作用。为此，我们将每个净气室、袋室和灰斗作为一个独立的过滤单元，与相邻的过滤单元隔离开来(加工制造时严格保证每个过滤单元的气密性)。进风口和出风口分别由提升阀进行同步控制：过滤时同步打开，清灰时同步关闭并且持续5～10min作为沉降时间，从而达到彻底清灰的目的。

(3) 防腐蚀，耐高温。

由于料仓尾气中含有一部分水蒸汽，加上温度较高(约140～160℃)，一旦料仓接近满仓或膨化炉缺料干烧时，即使经过旋风筒的降温，进入袋式除尘器的气体温度也可能超过130℃，因此防止滤袋结露和烧坏就成了必需解决的问题。

为此，我公司采取了在除尘器外做保温的措施，并且把各个检查口做成双层密封，密封条采用耐高温硅橡胶条，使漏风率控制在1%以内。

(4) 对过滤系统的智能保护。

本收尘器采用PLC对收尘器的运行进行智能控制，收尘器的进风口装有温度感应器和冷风阀，如遇生产异常(膨胀炉突然断料，料仓满仓)，进风口的温度一旦超过设定温度，在PLC的控制下气动冷风阀会及时打开，此时外界冷风的混入使含尘气体迅速降温以保护滤袋。

(5) 骨架的防腐处理。

由于高温加上湿热的环境，骨架的镀锌处理已无法满足使用要求，为此我公司采用了耐高温、耐腐蚀的有机硅涂料对骨架进行处理，且骨架环筋使用的是内八角形式，有效的避免了骨架因锈蚀而与滤袋粘连的现象。经过这样的改进，使用时间最长的除尘器已有一年有余，检修时骨架仍然可以顺利的抽出。

(6) 采用耐高温滤袋。

滤袋采用耐水解、耐高温的的滤料，如氟美斯、玻纤覆膜等，防止滤袋水解和高温烫坏，增加滤袋的使用寿命。

3.2袋式除尘原理

袋式除尘运行原理示意图如下图所示。