水泥除尘二选一.doc

水泥除尘二选一 目前环境污染异常严重，国家对于各种排放污物标准和要求再上一个层次，对于各种厂家的环保意识逐渐提上日程，在水泥生产线中，新型干法水泥回转窑单线产量高，产品质量好，能耗低，是国家产业政策中要求采用的水泥窑型，其大气污染物主要有TSP(包括PM1O)、S02、N0x和C02，后者尚无环境质量国家标准，本文不对其分析，而废气分别从窑尾和窑头排出。特别是窑尾废气，废气量大，污染物种类较多，温度高，业主从运行成本和达标排放角度多倾向于采用电除尘器，环保部门和环评单位从对环境影响和非正常排放角度多倾向于采用布袋除尘器，而设计单位意见比较分散。1.窑尾除尘器选型比较 窑尾废气从旋风筒出来的温度一般为320350，水分很少，烟尘浓度6080gNm3，粉尘粒径小于10m的占90以上，比较细。N0x含量为200250m，S02排放浓度随原煤含硫量变化。预分解窑有60左右的煤在分解炉内燃烧，温度830930，在此温度下，由于水泥原料主要为CaC03，其生料中大部分的CaC03分解产生Ca0，CaO(还有少量R20)有较强的吸硫作用，部分废气不经分解炉而进入旋风预热器系统，气固两相充分接触，固相中有相当数量的粉状Ca0，废气中S02大多被Ca0吸收，形成CaS04 (RaS04)固定在水泥熟料中。增湿塔喷水调质或降温也有吸硫作用，而生料磨热风来自窑尾废气，进入生料磨废气中的S02，被废气中的水汽与生料粉表面吸收，因此，预分解窑的吸硫率高达98。目前，窑尾除尘器主要采用布袋和静电除尘器，性能比较见表l。表1 布袋和静电除尘器性能对比序号项目布袋除尘器静电除尘器备注1投资高较高设备费用2对工况适应性好较好3对粉尘适应性好较好电除尘器需要喷水调质4对S02适应性较好一般5运行和维修费用较高一般6操作性较好较好7维修性一般一般8稳定性好一般9除尘效率高较高lO非正常排放无有 过去布袋除尘器投资偏高，经过改进，如果采用氟美斯滤料，两种除尘器投资已相差无几，若采用覆膜滤料，布袋除尘器高25左右。 1）对工况的适应性主要表现在温度和粉尘比电阻上。布袋除尘器采用喷雾或空气冷却降温。电除尘器采用喷雾调质，降低粉尘比电阻。由于喷水量和废气温度可同步调整，喷头耐磨性效果均比较好，因此，对工况的适应性均比较好。但由于电除尘器对粉尘比电阻有一个适宜范围，如一般为1041011.cm，它随温度、湿含量等变化，而布袋除尘器没有这个问题，温度变化只是影响布袋寿命，对除尘基本没有影响。 2）从对S02的适应性来看，由于粉尘中多为石灰石粉尘，呈碱性，烟气全部要从附着在布袋上的碱性粉尘通过，有一定的吸硫作用，相当于一定的干法脱硫，据有关研究部门实测，40废气进入生料烘干磨，其余经增湿塔降温，全部废气进入布袋除尘器，脱硫率为78。废气电除尘器也有一点脱硫作用，但作用很小，远远不如布袋除尘器。 3）运行费用中，采用氟美斯滤料，布袋寿命一般为1年l.5年，采用聚四氟覆膜滤料，34年更换。而电除尘器正常运转，极板和电晕线l0年左右才需要更换，每年布袋除尘器维修费用比电除尘器高2倍左右。但若按10年平均计算，维修费用只比电除尘器高1倍左右。特别是电除尘器阻力只有200300Pa，而布袋除尘器阻力大，为12001500Pa，窑尾风机装机容量大，吨熟料电耗增加45kWh，运行费用布袋除尘器较高。 4）从操作性和维修性来讲，经过几十年的使用和改进，两种除尘器在使用和维护方面均积累了丰富的经验，布袋除尘器耐温性能和布袋寿命提高，脉冲阀的总动作次数大大增加，可随布袋阻力变化自动清灰。电除尘器在提高电晕线和极板材质，改进直流高压电源和火化自动跟踪控制上都有不少的提高，操作和维修性已不分上下。 5）在稳定性方面，由于工况变化使粉尘比电阻变化，因此，尽管增湿塔喷雾能调整粉尘比电阻，但不可能将比电阻时时调整到最适合电除尘器捕集状态，除尘效率有一定波动。而布袋除尘器除了破袋以外，粉尘都要经过布袋，除尘效率是稳定的。另外，生料磨热风来自窑尾，一般从窑尾高温风机出口引出，生料磨的运转率往往低于回转窑，则生料磨常常停机，这时窑尾废气全部直接进入除尘器，若采用电除尘器，由于废气温度高，粉尘比电阻大，这时增湿塔喷水要多一些，但喷水多经常会湿底(增湿塔底部淌水)，所以喷水量往往不能加大，因此，粉尘比电阻偏大，除尘效果下降，这种情况在我省新型干法窑中经常出现。这样，生料磨的开开停停也影响到电除尘器的稳定性，而布袋除尘器只可能温度偏高，对除尘效率影响不大。 6）对于除尘效率，尽管电除尘器经过不断改进，除尘效率可达99.9，排放浓度可小于50mgNm3，但为通过式，电场截面风速为0.60.8ms，细小粉尘特别是PMl会随烟气逸出，影响除尘效率。特别是工况波动，除尘效率也波动，因此，长期稳定保持较高效率比较困难。而布袋除尘器为过滤式，只有极细小粉尘排出。而且由于针刺毡，特别是覆膜滤料的出现，除尘效率可达99.99，排尘浓度小于l020mgNm3，可长期稳定在小于30mgNm3。另外，除尘效率从99.9提高到99.99，虽然效率只提高了0.O9，但排放量则减少了90，因此，除尘效率对排放量影响很大。 如果是非正常排放，电除尘器有发生爆炸的可能。电除尘器内存在火花和氧气，尤其是开窑时，还原气氛严重，C0偏多，当C0浓度和空气混合物达到浓度12.5时，就可能引起C0爆炸，要关闭电除器一段时间。当然，发生爆炸的因素较多，如废气中含有H2及一定浓度的煤粉、氧气等，都会使爆炸下限降低。目前，我国水泥回转窑烧成带耐火砖寿命仅610个月，高的达到1012个月，而且还有停电的可能，因此，每年停窑(换砖、检修、停电等)13次，电除尘器停开时只相当于沉降室，除尘效率为5060，若每年非正常排放按2次计算，每次4h计，也相当于窑尾67天的正常排放量。当然,有的厂精心操作,可使停开电除尘器的时间大大缩短,但大多数水泥厂做不到这点。而布袋除尘器中无火花产生,发生爆炸的可能极小。2. 窑头除尘器选型比较 窑头废气中主要有TSP,温度150200，无水分，粉尘浓度2030gNm3，颗粒偏粗，基本无S02、NOx，由于浓度偏低，颗粒偏粗，采用电除尘器也可长期稳定达标排放，也无开窑停电除尘器的情况，而且运行费用比布袋除尘器低。但粉尘比电阻比较高，工作电压高一点除尘效率才能保证，在篦冷机内喷水调质除尘效果更好。 若从进一步降低粉尘排放量，布袋除尘器配件准备、维修方便等考虑，采用布袋除尘器更合适一点，但为了防止工况变化，废气温度增高可能烧坏布袋，一般需要加空气冷却器。3. 从环境影响角度分析水泥窑除尘器选型的合理性 从环境影响角度分析水泥窑除尘器选型的合理性，这与污染物排放量、当地大气环境容量，环境标准、气候条件等有很大关系。由于GB4915-2004“水泥工业大气污染物排放标准”实施后，窑尾粉尘排放浓度小于50mgNm3，除尘效率要达到99.92以上，若采用布袋除尘器，一般可小于30mgNm3，除尘效率99.95，排放量可减少40左右，对环境的贡献值也减少40。以2000td水泥熟料生产线为例，在D类稳定度条件下，平均风速为2ms的山区，窑尾烟囱高80m，回转窑 有组织排放粉尘最大落地浓度为0.056mgNm3，贡献量不大，仅为标准限值(按0.9mgNm3计)的6.2，由于水泥厂产生的有组织粉尘50以上为PMl0，布袋除尘器除尘效率非常高，较粗粉尘全部被捕捉，排出的粉尘95以上为PMl0，则按照PMl0的环境标准限值(按0.45mgNm3计)，贡献值也仅占12.4。但在除尘器停开的非正常排放情况下，小时排放量急增，此时最大落地贡献浓度为7.7mgNm3，超标十分严重，若此时薰烟发生，在500m范围内小时落地浓度均超标。若当地静风和薰烟多，则采用电除尘器对环境的影响更大。同时，水泥窑是一种热工设备，事故停窑对生产影响极大。除尘器发生故障后布袋除尘器可分室检修，即在线检修，可对出现故障的布袋室送冷风，待温度下降后进入检修，而电除尘器没有这种在线检修的可能。只有停窑(也要