立式烘干窑除尘器的改造

刘 凯

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山 753202）

1 项目提出背景

电石生产中的兰炭给料机送至烘干窑进行烘干，除去物料中的水分后输送至配料站供生产使用。在整个烘干过程中，产生的尾气主要有碳颗粒物、水蒸汽等，如窑内局部温度过高有部分碳材直接在窑内燃烧生成少量CO2、SO2和NOx等，尾气通过引风机抽入除尘器中，除去粉尘后达标排放。

某公司电石分厂于2012年建造立式烘干窑1台，供4台20 000 kVA电石炉生产使用。该烘干窑配套除尘器为袋式除尘器，选用无碱玻纤覆膜除尘布袋（Ø130×2 480 mm），因除尘效果差，多次更换其他类型和生产厂家的除尘布袋，使用过程中仍经常出现“糊袋”、“烧袋”等情况。频繁更换布袋，不仅使排放不达标，也使立窑无法实现长周期、连续生产，靠速烘或过负荷生产提供合格兰炭，造成除尘器内隔板、花板及布袋龙骨等变形、损坏，风机等设备使用周期缩短。

2 原因分析

（1）造成“烧袋”的原因。兰炭的燃点较低（仅为350℃），含硫、磷等元素，其中含硫约为0.3%，含磷约0.001%，易燃烧；立窑烘干除尘系统距离立窑太近，烟气管道太短，进入除尘器前无对大颗粒、火星等拦截、沉降的措施；除尘器原设计喷吹系统为单腔室离线喷吹，供气源也不稳定，造成大量碳颗粒物无法及时吹离除尘布袋，附着在布袋表面；除尘器箱体变形严重，密封不严。当入口温度较高，混入空气后易造成附着在布袋上的碳颗粒燃烧，燃烧后温度达到400℃以上，造成布袋烧损。

（2）造成“糊袋”的原因。冬季兰炭含水分较高，经烘干窑后以水蒸气形式混入除尘气中，当除尘器内温度低于100℃以下即出现液化；喷吹不及时造成大量碳颗粒物无法及时吹离除尘布袋，与液化水滴混合后造成布袋气孔糊死，长时间集聚后布袋被“碳泥”包裹。

3 除尘器改造方案

3.1 用金属柔性膜替代除尘布袋

经过与某科技有限公司进行技术交流，采用该公司自主研发的Al系金属间化合物非对称膜（以下简称金属柔性膜）除尘元件及膜分离技术对其烘干立窑烟气布袋除尘器进行改造。金属膜耐高温，可解决烧袋问题，同时通过提高除尘器进口温度解决了糊袋问题，使除尘系统长期连续稳定运行，避免了频繁更换布袋。保证现场生产环境良好，进而保障生产的连续稳定。

采用的金属柔性膜具有以下特点。

（1）耐高温。长期运行工况≥400℃，可承受瞬间高温800℃；

（2）抗腐蚀。可耐 H2S、SO2、SO3等腐蚀；

（3）高精度且稳定。过滤精度达0.1 μm，过滤后含尘量≤30 mg/Nm3；

（4）易清灰。反应合成方法为柯肯达尔效应成孔，曲折因子小，壁薄，具备一定柔性，反吹清灰更容易；

（5）导电性好。过滤过程中不会产生静电；

（6）通量大。过滤空气通量≥300m3/（m2·kPa·h）。

该膜于2014年研制成功后，即投入到有色金属冶炼行业，且已使用超过3年。现已广泛应用于电厂、钢铁、有色、高钛渣、铁合金、电石、黄磷、危废处理等行业。

3.2 喷吹方式改造为在线脉冲行喷

改造为在线脉冲行喷，清灰时滤袋逐排喷吹，此时袋式除尘器内其余各排滤袋仍在过滤状态，逐室进行喷吹清灰。在线喷吹时，虽然被清灰的滤袋不起过滤作用，但因喷吹时间很短，而且滤袋依次逐排清灰，几乎可以将过滤操作看成是连续的。同时，在现场使用的喷吹用压缩空气压力虽小，也同样能达到清灰效果。

3.3 除尘器箱体改造

原除尘器长期处于高温状态下运行，外部箱体、上部盖板变形严重，使除尘器密封效果差；花板、隔板也均有不同程度的损坏。利用本次检修对除尘器壳体、隔板等重新制作、安装，并参照现有除尘器花板布置，将后6个滤室进行改造，前3个室改为自然沉降室。

3.4 其他

原除尘器引风机、卸灰阀及刮板输送机等仍符合新除尘器使用要求，不进行改造和更新。

4 技改前后参数对比

按照现场的主要运行参数及要求，仅使用金属柔性膜替代布袋、对现有花板及反吹系统进行改造，在工艺流程不变的前提条件下，现有管道阀门、自控及监控系统、输排灰系统及公用工程等均利旧。项目于2017年8月进行，历时45天完成改造。改造前后各参数对比见表1。

表1 立窑除尘改造前后参数对比表

5 运行效果评价

除尘器于2017年9月中旬投入使用，完全能够满足生产使用，实现达标排放。于2017年10月进行过滤精度检测，实测排放浓度均在20 mg/Nm3以下，符合环保排放标准。并委托当地环保监测单位进行检测（检测结果见表2），检测结果基本一致。

表2 立窑除尘器烘干废气检测结果统计表