烧结机机尾电除尘改电袋复合除尘的应用

师 骅 高 炎 曾石川

(武钢有限设备管理部 湖北 武汉：430080)

0 引言

烧结工业是整个钢铁行业生产中不可缺少的重要环节，其主要任务是将粒度较细的铁矿粉进行造块，为高炉冶炼提供优质的人造富矿。烧结过程的基本原理是将铁矿粉、熔剂粉、焦煤粉按一定配比进行配料，并配以适当水分，经混匀制粒后铺到烧结机台车上，烧结料经表面点火后，在下部强制抽风作用下，烧结料层内燃，烧结料在高温作用下发生一系列物理、化学变化，并产生一定的液相，随着料层温度降低，液相冷却将矿粉颗粒固结成块，经过破碎、筛分最终形成烧结矿供高炉冶炼。因为矿石及燃料等均为天然生成，其中含大量的无机物和有机物，因此烧结过程产生大量的有毒、有害气体，同时烧结矿在配料、破碎、运输过程中还会产生严重的粉尘污染，这些都构成了大气污染。随着国家对环保越来越重视，对烧结生产的节能减排也提出了更高的要求。环保部门出台的《烧结、球团工业大气排放标准》明确要求各钢铁企业要将烧结、球团生产过程中的粉尘排放量，由以前的不超过50mg/m3降低到20mg/m3以下。由于烧结生产中的粉尘主要产生于烧结机机尾对烧结矿的破碎过程，因此需对烧结机机尾除尘进行改造，以达到新的排放标准要求。

1 目前的烧结机机尾除尘系统

烧结机机尾有一台单辊破碎机，它是烧结生产工艺的主要设备之一，其主要用途为：一是破碎烧结矿，以便于筛分、整理及运输，以满足高炉用料粒度需要；二是可以缓冲大块烧结矿对下一道工序筛分机械的冲击，均衡烧结矿的分配。烧结生产过程中，粉尘主要产生于烧结机机尾对烧结矿的破碎过程，做好烧结机机尾除尘，能有效降低整个烧结生产过程中粉尘的排放量。

电除尘器具有收尘效率高、处理烟气量大、阻力损失小、使用寿命长、运行费用低等特点。目前烧结厂普遍采用电除尘的方式对烧结机机尾进行除尘。电除尘器的工作原理是含尘气体通过高压静电场时，粉尘在电场内荷电，同时在电场力的作用下向异性电极运动并积附在电极上，通过振打清灰方式使电极上的灰落入灰斗，从而达到除尘的目的。电除尘器分离气体中的悬浮尘粒，主要包括以下四个过程：①气体的电离；②悬浮尘粒的荷电；③荷电尘粒向电极运动；④荷电尘粒沉积在电极上。

电除尘器根据收尘形式的不同，可分为板式电除尘器和管式电除尘器。目前烧结厂烟气除尘主要采用板式电除尘器。板式电除尘器电场有效高度与宽度的乘积即为电除尘器有效断面面积，通常以其平方米数来表示电除尘器规格。一般板式电除尘器由几个相同的电场组成。板式电除尘器的电场主要是由阴极线与平行的阳极板组成的非均匀电场，其结构主要包括电除尘器内部系统、电除尘器结构件、电除尘器气流分布装置以及电除尘器辅助部件等四大部分(详见图1)，其中电除尘器内部系统包括阳极板、阴极线、振打装置；电除尘器结构件主要包括进出口封头、底梁、灰斗、壳体、顶盖等；电除尘器气流分布装置主要包括进口气流分布板和出口槽型板、导流板、内部挡风装置等；电除尘器辅助部件包括钢支架、顶部检修吊机、各层走梯检修平台、保温棉、雨棚、灰斗围墙等。

图1 板式电除尘器结构图

影响电除尘工作效率的因素包括：(1)粉尘特性(包括粉尘的粒径分布、堆积密度等)；(2)烟气特性(包括烟气温度、压力、成分、流速等)；(3)结构因素(包括电场长度、阴极线的集合形状和数量、收尘形式等)；(4)操作因素(包括漏风率、气流短路、二次扬尘等)。

2 烧结机机尾除尘改造

布袋除尘器是一种高效除尘器，具有除尘效率高、操作简单、对粉尘浓度变化适应能力强等优点，为了降低烧结机机尾粉尘排放，将最后一个电场内部极板极线拆除，改为布袋除尘器。

布袋除尘器的工作原理是当含尘气体进入除尘器时，在引风机提供的负压作用下通过布袋，依靠布袋滤料层的过滤作用形成粉尘初层。粉尘初层形成前，起过滤作用的滤料层除尘效率并不高。粉尘初层形成后，滤料对粉尘的过滤效率明显提高。布袋除尘器主要是依靠粉尘初层的过滤作用除尘，布袋只是起形成粉尘初层的作用。

影响布袋除尘器效率的主要因素包括：(1) 滤料粉尘层的影响。滤料是布袋除尘器的主要部件，清洁的滤料除尘效率很低，积尘后(即形成粉尘初层后)除尘效率提高至最大：(2)滤料材质的影响。滤料一般有机织滤料、针刺毡滤料和覆膜滤料。机织滤料很薄，纤维孔径大；针刺毡滤料较厚，表面孔径较小达20-50μm，不直通；覆膜滤料孔径非常小仅为0.2-3μm，且不直通，其除尘效率最高。本次改造采用了覆膜滤料。(3)过滤风速。过滤风速的大小直接影响碰撞和扩散效应，它是一个重要的经济指标。

电除尘器最后一个电场改为布袋除尘后，粉尘会先通过电除尘器一次除尘，然后再通过布袋除尘器进行二次除尘，大大增大了除尘效率减小了粉尘的排放量。由于增加了布袋除尘器的原因，抽风的阻力也会增大。所以在电场改造为布袋除尘器后，还要根据增加布袋后风阻的增加，选型更换功率更大，抽风能力更强的抽风机。本次改造选用的风机功率为1600kW，使风量达到820000m3/h,保持过滤风速在平均1.2m/min。改造后的电袋复合除尘结构见图2。

图2 电袋复合除尘结构示意图

烧结机机尾电除尘改电袋复合除尘后，其除尘优势主要体现在以下三方面：(1)除尘效率不受高比电阻细微粉尘影响，不受煤种、烟灰特性影响，排放浓度实现了国家要求的20mg/m3以下，而且长期保持稳定；(2)电袋复合除尘器充分利用前级电场高效去除了约80%的粉尘，大大降低了进入布袋区域的粉尘浓度，使得运行阻力明显低于纯袋式除尘器。同时由于电袋复合除尘器在电场区的荷电作用，使得进入袋区的粉尘在滤袋表面形成疏松的粉饼层，因其剥离性好，降低了清灰能耗，并有效减缓了滤料的破损，延长了布袋使用寿命;(3)由于电袋复合除尘具备两种除尘方式的特点，可以通过适量减少布袋数量、延长布袋使用寿命、降低运行阻力、延长清灰周期等途径，降低除尘装置的运行、维护费用。

3 结论

为了达到环保部门要求的粉尘排放量降低到20mg/m3以下的标准，对烧结机机尾除尘装置进行了改造，将电除尘器的三个电场中的最后一个电场电极拆除，改为布袋除尘。该除尘装置已经运行近五年，实践证明，改造后的电袋复合除尘器达到了粉尘排放要求，具有除尘效率高、除尘稳定、运行维护费用低等优点。电袋复合除尘将成为今后控制细微颗粒粉尘的有效技术手段。