水泥行業粉塵治理常用設備

目前水泥行業粉塵治理的主要設備有：袋式除塵器、電除塵器和電袋複合除塵器，以及新興的濕電除塵器。
 
(1)袋式除塵器。它是依靠濾料作為過濾材料來實現“氣固”分離的除塵裝置，其工作機理是含塵氣體通過濾布時產生的篩分、慣性、粘附、擴散和靜電作用
 
而被捕集。
 
(2)電除塵器。利用高電壓產生的強電場使含塵氣體局部電離，即產生電暈放電，當含塵氣體通過電場時，負離子與塵粒子碰撞並附著其上，實現粉塵荷電，並在電場力的作用下，使氣體中的粉塵粒子分離出來。
 
(3)電袋除塵器。電袋複合式除塵器是將電除塵器和袋式除塵器集合，前麵電場對粉塵進行荷電捕集，剩餘荷電難收集的粉塵隨煙氣均勻進入濾袋區，通過濾袋過濾後完成煙氣淨化。
 
(4)濕式電除塵器。與幹式電除塵器的收塵原理相同，都是靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電後的粉塵在電場力的作用下到達集塵板／管。濕式電除塵器集塵極與幹式電除塵器不同是其使用耐腐蝕導電材料做集塵極或通過噴水或溢流水形成導電水膜不導電的非金屬材料做集塵極。因此捕集效率較幹式電除塵器高。
 
從技術的角度來看，除電除塵器難以實現10mg／Nm3的超淨排放目標外，其餘三種除塵器均有可能達到超淨排放的目標。但從設備維護和穩定性的角度考慮，袋式除塵器是最可行的方案。因此本文著重介紹袋式除塵器實現10mg／Nm3超淨排放的幾點關鍵技術。
 
1 袋式除塵器超淨排放的思路
 
研製具有超淨排放功能的袋式除塵器，首先必須討論超淨排放濾料的問題。濾料本身是否能達到超淨排放的目標是除塵器能否實現超淨排放的最關鍵因素。當然，袋式除塵器的除塵機理不僅僅完全依靠濾袋的過濾性能，濾袋捕集大部分的粉塵後，在濾料內部和表層滯留了一部分粉塵，即粉塵層。還通過粉塵層的篩分作用捕集粉塵，提高了過濾效率，也是袋式除塵器超淨排放的重要思路。粉塵層越厚，粉塵排放濃度越低。因此，如何智能化的清灰，科學保留濾袋表麵粉塵層的厚度，是實現超淨排放的一大關鍵因素。另外，除塵器內的氣流均布對過濾性能也有一定的影響。如果氣流分布不合理，造成局部氣流速度過快，該區域逃逸的粉塵增加，從而影響除塵器的排放濃度。除上述關鍵因素外，防止濾袋破損造成的事故排放，實現袋式除塵器的事故排放預警及自處理技術也是實現超淨排放的關鍵技術。
 
2 袋式除塵器超淨排放的關鍵因素
 
2.1 超淨排放濾袋
 
袋式除塵器的發展和推廣應用的關鍵之一就是濾料的發展。濾料作為袋式除塵器的“核心”，其性能和質量，直接關係到袋式除塵器粉塵的排放濃度。濾袋的性能和質量與濾料的結構、纖維形狀、加工和後處理等因素有關。
 
從結構方麵說，目前市場上普遍采用覆膜濾料作為降低排放濃度的主要措施。覆膜濾料則是將聚四氟乙烯(PTFE)薄膜覆在濾料表麵而成的一種濾料，這層薄膜能進行高效的過濾，過濾性能較好。除覆膜濾料外，多梯度濾袋也成為一種有效控製粉塵的新技術濾料。梯度濾料一般由四層組成，第一梯度由微細纖維構成，孔隙小過濾性能好。粉塵大部分在第一梯度被截留，很難停留在濾料內部，從而保證了濾料內部的氣流順暢，避免了隨著濾料的使用運行阻力不斷增加的問題，也保證了粉塵的去除效率。
 
從濾料形狀來說，在相同克重下，細旦纖維和異型纖維較普通纖維具有更高的比表麵積，能得到更好的過濾效率。此兩種纖維普遍應用在要求排放濃度很低的水泥企業中。另外據資料顯示，近期研製成功的海島纖維其比表麵積更高，過濾性能更好，因此海島纖維也可以成為超淨排放濾料的另一種選擇。
 
2.2 智能化清灰係統
 
國內外常用的清灰控製方式有定時和定阻力清灰。定時清灰是指按照預先設定的清灰周期和脈衝間隔控製清灰機構動作。若時間設置不合理，會使濾料的初始粉塵層無法形成，從而粉塵排放濃度增加。定阻力清灰是根據除塵器實際阻力大小來控製清灰。通常設定好阻力的上限和下限，當阻力大於上限時開始清灰，清灰係統開始按照內置的程序周而複始地循環清灰，直到阻力小於下限時停止清灰。兩種模式無法對清灰順序進行調整。
 
智能化清灰係統將清灰程序和除塵器各個袋室的阻力聯係起來。根據各袋室的壓差，從高往低依次噴吹，避免多餘的清灰動作，保護濾袋表麵的粉塵層，減少超細粉塵的逃逸。因此，采用智能化清灰可成為超淨排放除塵器的首選清灰係統。
 
2.3 氣流均布係統
 
除塵器內的每個袋式、每個袋子間的氣流均勻性對過濾性能有著一定的影響。目前市場上常使用CFD軟件計算模擬除塵器內部氣流分布情況。通過不斷地模擬並調整袋室隔板高度、氣流均布板角度、尺寸等參數，組織含塵氣流向除塵器每個過濾單元均勻分配和輸送，促使每個過濾單元濾袋的過濾負荷一致，保證各過濾單元流量偏差要求控製在10％之內，使得整個除塵器的氣流穩定均布，從而降低因局部氣流過大，增加了除塵器的粉塵排放濃度。因此完善除塵器氣流均布係統是除塵器實現超淨排放的基本要求。
 
2.4 事故排放預警及自處理技術
 
水泥企業時有濾袋破損的情況發生，這不僅造成事故排放影響環境，也會引起大批量灌袋的問題，造成不小的經濟損失。針對此問題，合肥水泥研究設計院環保團體事故排放預警及自處理技術，通過大量的試驗比較，發現破損濾袋清灰之後有明顯濃度峰值的特征，快速發現濾袋破損發生的袋室編號和具體的位置。對破袋位置精準定位後，控製係統自動釋放應急堵頭，封堵濾袋袋口避免濾袋破損後粉塵的逃逸，杜絕因局部濾袋破損影響周邊濾袋的使用。