膜分离技术在焙烧炉电除尘改造中的应用

2022-06-26徐进

世界有色金属 2022年4期

1 项目背景

（1）山东某铝业公司在焙烧氢氧化铝生产氧化铝过程中，使用的生产设备是循环流化床焙烧炉，焙烧炉在生产过程中，氢氧化铝为原料，天然气作为燃料，产生的含尘烟气经过电收尘器净化后经本体出口烟道排入大气中。净化后的烟气能达到现有的排放要求，但随着越来越严格的环保要求，依靠原来设计的收尘器已不能满足国家和地方对炉窑烟气排放的新要求。

（2）根据（DB37/2376-2013）《山东省区域性大气污染物综合标准》的要求，现有企业大气污染物排放浓度限值，应该按照所在控制区分别执行下列表中“重点控制区”和“一般控制区”。本公司所在地是生态环境敏感度较高的区域，环境容量较小，人口密度大，属于重点控制区。对窑炉烟尘排放治理改造必须按排放浓度限值10mg/Nm

的要求进行改造治理。自2020年1月1日起为第四时段

（3）《京津冀协同发展生态环境保护规划》中要求，到2020年，京津冀地区PM2.5年均浓度控制在64微克/立方米左右，主要污染物排放总量大幅削减，区域城乡环境基础设施体系基本完善。

生态环境遭受人为的严重破坏，生态环境日益恶化，自然森林植被、灌木、树少林稀，极大地削弱了植被涵养水源、保持水源、调节气候、减少蒸发的作用，致使本区地表、地下水资源短缺，地表河流及山间溪沟水流量逐年减少。该区内许多岩溶泉水正因为周边生态环境遭受破坏，导致流量逐年减少，甚至枯竭断流。此外，由于生态环境的破坏，每逢丰水雨季径流量大还造成水土流失，直接淤积江河及岩溶地下空间，从而引发严重的洪涝灾害。

（4）国家发展改革委办公厅《关于组织申报京津冀及重点地区污染治理工程2016年中央预算内投资备选项目的通知》，京津冀等重点地区大气雾霾综合防治。主要包括：京津冀及周边地区（仅限于北京、天津、河北、山西、内蒙、山东、河南）重点行业(非电行业)脱硫脱硝高效除尘，挥发性有机物治理，扬尘抑制等项目。本项目是氧化铝行业(非电行业)高效除尘项目符合《通知》要求。

2.2.4 结果比较 3种预处理方法得到的枸杞子外观和色泽无显著差异；但特性量值是否发生显著变化需要进一步实验加以验证；但减压干燥法较液氮冻干法、冻干法更省时，节能。

（5）在（环办大气函〔2018〕875 号）《关于推进重污染天气应急预案修订工作的指导意见》的基础上，对 2019 年重污染天气应急预案提出的指导意见。本项目符合氧化铝行业分级管控绩效，差异化指标A级企业的标准

新时代建设什么样的乡村，如何建设现代乡村，是推进乡村振兴战略必须面对的关键问题。对此，习近平总书记多次明确指出，坚持乡村全面振兴，关键要抓重点、补短板、强弱项，实现乡村产业、人才、文化、生态、组织五个方面的振兴，推动农业农村全面进步、农民稳步发展。实现乡村振兴战略，不仅是新时代的重大历史命题，也是生动而丰富的实践课题。

改造后除尘系统工艺参数及指标：

2 项目现状

2.1 焙烧炉收尘系统现状

氧化铝厂东线1#、2#炉及西线2#焙烧炉收尘方式为：静电除尘器和滤网式电收尘串联使用。现有流程如图1：

卵巢恶性肿瘤是严重威胁女性生命安全的肿瘤。美国2018年癌症发病及死亡统计结果[1]显示，卵巢恶性肿瘤是致死人数最多的妇科肿瘤。由于卵巢解剖位置较深，且卵巢癌缺乏特异性症状及体征，临床上难以早期发现、及时诊治，大部分的患者就诊时已发展至晚期，5年生存率不足30%[2]。因此，寻找新的生物靶点，为卵巢癌的早诊早治、预后评价及靶向治疗提供依据，有重要的临床意义。

电除尘器规格为24/7.5/2＊14/0.4，由德国鲁奇设计，山东铝业公司设计院转化，西安西矿环保科技有限公司制造。原设计排放按≤100mg/Nm

设计。1、2电场由于设备运行使用多年，并多次受到高温冲击致使电除尘器的电场内部件变形、磨损、损坏严重，导致电除尘器除尘效率大大降低。

3.2.1 布袋除尘器的原理及特点

医疗与教学是综合性大学附属医院主要工作，如何制定智能完善的管理方案，协调好医疗与教学之间的关系是医院管理人员需要考虑的问题。梳理整个流程结构，制定量化管理机制动态调整各类工作时间，均衡工作强度，采用全过程管理机制，采用消息机制推送各流程重要信息，高效地协调医疗与临床教学工作。

（1）原1、2电场设备主要参数见表2

（2）当前运行时参数：

正常运行时烟气温度200±10℃

设计温度（℃）：350℃

小珍得了宝似的，攥着手往回跑。我抬脚就撵，母亲一把拽住我，狠狠地说：“赶啥热闹！别以为我不知道你放学也去了梨园！”

水蒸气在总废气中所占比例：36.6%

（3）串联第三电场技术参数见表3。

原静电收尘器经多几年使用，效率下降；滤网式电收尘运行不稳定，颗粒物排放不能稳定在10mg/Nm

以下。特别是系统开停炉时，超标严重，满足不了日益严峻的环保要求，也达不到A类企业的标准要求。为规避环保法律风险，必须对收尘系统进行优化改造，颗粒物排放浓度达到环保排放要求。因此迫切需要对三台炉的收尘系统进行优化改造。

第二氧化铝厂西线1#焙烧炉收尘方式为：静电除尘器和布袋收尘器串联使用。目前该系统运行良好，仅对电除尘电场进行改造，提高收尘效率。

当前运行时参数：正常运行时烟气温度--200±10℃；烟气量--230000m

/h（工况）；水蒸气在总废气中所占比例--36.6%。

2.2 高温窑收尘改造中膜分离技术的应用

2018年采用金属滤袋对两条高温窑收尘系统进行技术改造，烟气量～92800m

/h温度≥280℃的高温含尘烟气直接进入YT除尘器进行精细化除尘，除尘后的净烟气含尘量≤5～10mg/Nm

，进行脱硝后进入下一工段。膜分离技术工艺除尘系统，粉尘流动性好，处理烟气温度高，可以达到350℃，除尘效率高、可为洁净烟气脱硝工艺创造有利条件。

综上所述，山东某铝业公司现有焙烧炉产生大量高温含尘烟气，现有电除尘器和布袋收尘器除尘后烟气及颗粒物含尘量无法满足当地排放限值，无法达到A级企业标准，对除尘系统进行改造势在必行。

日本的侵略给山东的教育事业带来了空前的浩劫，严重阻碍了山东教育的发展历程，破坏了山东民众受教育的权利，使山东民众的文盲率迅速提高，文化素质迅速降低，严重影响了党的抗日政策宣传。

效果评价：对所有学员个案完成时间、开题报告完成时间(首次提交初稿)、1年内发表文章数量、科研立项数量进行统计，各年度间差异性比较采用t检验，计量资料以均数表示，P<0.05有统计学意义。

烟气量：230000 m

/h（工况）

竹溪街在火车站附近。坐在竹溪街就能听到火车进站的声音。从他家里出来，十分钟就到了火车站。滨湖站是大站，也是老站，据说是一九二二年修建的。小时候，他觉得这广场老大老大的，广场上见不到几个人，现在看这广场太小了，尤其是火车进站，车站出口，人就起了堆，要想找人，只能在人缝中瞅来瞅去，盯着一个个人看。何牦坐在一块水泥板上，那块水泥板刚好对着滨湖车站的出口，不管南来也好，北往也好，只要有火车进站，只要有人出站，神经就高度紧张，怕错过时机，接不到欧阳橘红。

进口温度（℃）：≥280℃

出口温度（℃）：≥230℃

设计除尘气体流速：1.0m/min

设计除尘能力(m

/h·台)：92800m

除尘器阻力（kPa）：≤1.2kPa

进口烟气中粉尘浓度：16～20g/Nm

出口烟气中粉尘浓度：≤10mg/Nm

采用YT柔性膜及膜分离技术对两条高温窑收尘系统进行技术改造，改造投运后金属滤袋除尘器运行平稳，经过多次在线监测，颗粒物排放浓度均在2mg/Nm

左右，远远低于10mg/Nm

的粉尘浓度要求，YT柔性膜及膜分离技术在1、2#高温窑收尘改造中的成功运用为焙烧炉收尘改造奠定了基础。

3 建设方案

3.1 收尘器改造方案

本项目是在保持现有设备继续使用的条件下，对焙烧炉收尘器保留第一、二电场，并将东线1#、2#、西线2#焙烧炉收尘器第三电场改成滤袋除尘器，达到A级企业排放标准。工艺流程示意图如图2。

3.2 收尘工艺及设备选择

2016年开始，借鉴日本古河产机株式会社不锈钢滤网技术，在原1、2电场后面串联了第三电场。目前正常运行时可以达到10mg/Nm

以下的排放指标，但距离全时段、全工况的稳定运行还有一定差距，主要是开停炉过程中会超过10mg/Nm

，因此还有进一步改进的必要。焙烧炉烟气成分见表1.

原理：布袋除尘器主要是利用滤料对含尘气体进行过滤净化，以达到除尘的目的。首先是含尘气体通过清洁的滤料，此时起过滤作用的主要是滤料纤维的阻留。其次，当阻留的粉尘不断增加，一部分粉尘嵌进到滤料内部，一部分覆盖在滤料表面形成粉尘层，此时主要依靠粉尘层过滤含尘气体。含尘气体进入除尘器后，气流速度下降，烟尘中较大颗粒直接沉淀至灰斗，其余尘粒从外至内穿过滤袋进行过滤，清洁烟气从滤袋内侧排放，飞灰被阻留在滤袋外侧。随着积灰的不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐步增加，当压差达到设定值时，脉冲阀膜片自动打开，脉冲空气通过喷嘴喷进滤袋，滤袋膨胀，从而使附着在滤袋上的粉尘脱落，达到除尘的效果。

特点：袋式除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，能耗少，钢耗少，占地面积少；采用分室停风脉冲喷吹清灰，喷吹一次就可达到彻底清灰的目的，降低了清灰能耗。同时，滤袋与脉冲阀的疲劳程度也相应减低，从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命；采用上部抽袋方式，换袋时抽出袋笼后，脏袋投入箱体下部灰斗，由人孔处取出，改善了换袋操作条件；箱体采用气密性设计，密封性好，检查门用优良的密封材料，制作过程中以煤油检漏，漏风率很低；进、出口风道布置紧凑，气流阻力小。

3.2.2 膜分离技术除尘器的原理及特点

YT柔性膜滤芯烟气净化原理及特点：为有效的从含尘烟气中清除粉尘，采用金属间化合物多孔材料（YT膜滤芯）来有效地使粉尘截留在滤芯表面，待粉尘形成滤饼后，通过反向脉冲喷气，利用喷嘴管卷吸净烟气把在一个预先确定的压降或时间内形成的滤饼清除掉。一定容积的高压卷吸气体以相反的方向流过滤芯，滤饼因重力作用掉下进入除尘器的灰斗部分，通过逐级在线排灰系统把这些固体颗粒物质外排或回收利用。一是过滤阻力小，过滤处理量大。柔性膜厚度0.5mm，柔性膜通过化学反应形成具有较小的曲折因子的孔，所以YT柔性膜过滤阻力小，处理通过量大，空气通透量不小于300m

·kPa·h。二是耐温性能好。YT膜是金属膜，是金属粉末通过特殊工艺，使用专用设备制备而成，其化学性能稳定，430℃内不发生氧化、硫化，连续工作温度高达350℃，在450℃可短时运行。三是过滤精度高。YT柔性膜平均孔径5μm，孔径均匀分布在膜上，过滤精度达0.1μm，通过多次的运行实践，过滤后颗粒物含尘量小于5mg/Nm

。远远低于10mg/Nm

的排放浓度要求。

1.3.2 水稻种植管理。6月底，将虾塘的成虾捕捞90%后，排水，将剩余的虾都排到环沟内，田面留低于5 cm的水层，施有机肥225～300 kg/hm2，翻耕、拉平。

除尘器漏风率控制性：除尘器设计漏风率≤2%、“在除尘器进口（法兰）温度不小于290℃时，除尘器出口（法兰）处温度不小于260℃”的要求，除尘器顶板采用整体式顶板结构，每台焙烧炉仅留2个滤芯吊装孔，吊装孔采用法兰连接，除尘器整体孔洞少，且孔洞密封效果好，整体漏风率低。

除尘器滤芯材质及后期再利用：金属间化合物柔性膜滤芯，是由YT金属膜和吊笼等支撑结构组成，在运行约5年后可回收材料再利用。为防止二次污染，滤芯性能指标不达标后，可对滤芯进行回收。

式中： Rmn为m个事物n维复合模糊物元； Mi为第i个事物， i= 1,2,…,m； Cj为第j项特征，j= 1,2,…,n；xij为第i个事物的第j项特征对应的模糊量值，即隶属度.

3.3 布袋除尘和金属滤袋除尘指标对比

布袋除尘和金属滤袋除尘指标对比见表3。

从对比表中可以看出使用金属滤袋除尘器耐温高，系统阻力低，运行稳定，占地面积小，所以焙烧炉收尘器改造采用金属滤袋除尘器。

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4 主要建设内容

4.1 对1、2电场改造

对东线1#、2#焙烧炉和西线2#焙烧炉电收尘原一、二级电场进行堵漏、保温整修等配套治理，确保第三电场烟气治理的基本工况条件。对西线1#焙烧炉电收尘整体改造，在保留原壳体的基础上，更换破损的极板极线，对收尘器重新保温。

4.2 东线1#、2#焙烧炉和西线2#焙烧炉电收尘第三电场改为金属滤袋除尘器

改造内容如下：保留现有第三电场壳体，将内部滤网电极、阴极小框架以及所有振打装置拆除，将上部保温箱拆除，东线1#、2#顶部管道排障，然后对除尘器内部进行改造。设计安装上部花板，花板尺寸为两块6020×6450mm。对除尘器壳体进行加固。对上部顶盖进行改造，为方便更换滤袋，上部顶盖需要开人孔检修门，上部顶盖需要重新设计，安装和制造。对上部顶盖部位保温，按照重新设计安装的顶盖，进行保温。设计安装滤袋的脉冲清灰装置。设计安装脉冲清灰装置的检修平台。每台金属滤袋收尘器清灰需要配套建设2台空压机， Q=10m

/min，90kw。

滤袋布局见图3。