除尘器在水泥厂粉尘治理方案实例应用一、水泥生产线的排放源水泥生产从物料开采至成品包装出厂有30~40个扬尘点和排放点。
表1为水泥生产过程中主要产尘设备及其排放尘气特性,表2为主要产尘设备排出气体量,表3为每吨水泥产品生产全过程排放废气最大量。
综合而言,每生产1吨水泥要处理2.8~3.0吨的物料,产生13000~15000m3(标准状态)烟气。
表1水泥生产主要设备尾气特性表2水泥主要生产设备排出含尘气体量表3每吨水泥产品生产全过程废气排放最大量二、原料制备除尘1.煤粉磨除尘(1)煤磨废气的特点煤粉磨有球磨和立磨两种,均兼有烘干作用。
球磨通风量一般取0.9~1.5m3/k。
煤粉磨余风不能全部人窑,新型干法窑为了降低热耗、减少煤耗,所需二次风量也少,煤磨的放风和收尘问题更为突出。
煤粉磨除尘系统需采取防燃防爆措施。
煤粉磨用于烘干的热源来自窑尾和窑头冷却器烟气当采用冷却机的烟气时,其主要成分是新鲜空气,危险性更大。
通常要求气体中的氧含量<2%,限制气体温度为70~90摄氏度.2)传统煤磨系统传统煤磨系统分为单风机和双风机两种形式,分别如图1 a、b所示。
图1煤磨工艺流程(3)高浓度防爆型煤磨除尘系统新型干法生产线的煤粉制备系统采用短流程,用立磨取代球磨机,风机由两台改为一台(见图 2)图2立式磨丁艺流程1一料仓2~立式磨3一袋式除尘器4一风机立磨废气的含尘量可达300~500g/m3(标准),所用袋式除尘器具有产品回收和环保两种功能。
采用分室脉冲喷吹清灰。
设置可调式防爆安全阀,能自动卸压并自动关闭恢复使用。
(4)工程实例内江资中某公司5300吨/天工艺线煤磨除尘系统,采用分室脉冲袋式除尘器。
其主要规格和参数见表4。
表4 5300吨/天工艺线煤磨袋式除尘器规格和参数处理风量/(m。
/h) 82000规格尺寸/mm 击130×3000滤袋材质消静电涤纶针刺毡覆膜使用寿命/年 2.0过滤面积/m。
1439过滤风速/(Ⅱ∥min) 0.94人口含尘浓度/(g/m。
)(标准状态) <900出口含尘浓度/(m∥m。
) 设计 <30(标准状态) 实测 7.622.烘干机烟气除尘(1)烘干机种类水泥厂的原、燃料烘干有两种工艺:一种是烘干与研磨过程在同一设备中完成;另一种是设置单独的烘干设备。
烘干机有回转式烘干机和流态化(悬浮)烘干机两种。
回转式烘干机用于中、小型水泥厂烘干物料。
按物料与烟气流动方向又分为顺流式和逆流式。
被烘干物料有石灰石、粘土、铁粉、矿渣煤粉和粉煤灰。
(2)烟气特性烘干机烟气特性见表5。
烘干石灰石、粘土、煤、矿渣时的烟气成分见表6。
回转烘干机的热工指标见表7。
烘干机烟气含尘浓度取决于物料品种、物理性质、进料粒度以及物料在烘干过程中的易碎性、扬起程度、热气流流速以及流动方式(顺流或逆流)等,一般<40g/m3。
(标准),个别高达50~150g/m3。
烟气温度随燃料消耗量、煤种、被烘干的物料量及其表面水、烟气量以及烘干机型式不同而异,一般为150~200℃。
烟气含湿量高,可达20%~25%,露点≥60℃。
烟气粉尘粒度依物料不同差异较大。
烘干机内气体流速低,只有<60斗m的尘粒才随烟气从烘干机内排出。
表5烘干机烟气特性表6烘干机烟气成分表7 回转式烘干机的热工指标4,2.4×18 lO 15 2025 30 15 13 11 10_—— 24 17 12 108 19 26 32 39 —— 30 35 37 39 40 1.59 2.13 2.58 3.18 ‘—— 2.44 2.86 3.O 3.17 3.23 14140 17200 19740 23340 20940 22540 22670 23340 23340 21200 25800 29600 35000 31400 33000 34000 35000 35000(3)袋式除尘系统 用于烘干机的袋式除尘器常采用粉尘容易剥离的滤料,采取防腐和保温措施,加强温度自动监控。
烘干机工艺流程如图3所示。
图3烘干机工艺流程1一烘干机2一加热炉3一原料仓4一风机5一袋式除尘器 (4)工程实例都江堰某水泥厂一台烘干机,规格为中2.4m X 18m ,用于烘干矿渣,产量为20t /h 。
烟气含水分15%,含尘浓度为40g /m 。
(标准)。
采用反吹风玻纤袋式除尘器。
主要规格和参数见表8。
表8烘干机袋式除尘器规格和参数处理风量/(m 。
/h) 40000 运行温度/℃ 60~280滤料玻纤袋,防油防水处理 滤袋规格/mmΦ180×7480三、烧成除尘1.新型干法水泥窑尾除尘(1)新型干法水泥窑尾生产工艺窑尾通常有4级或5级旋风筒,干生料喂人第1级和第2级之间的管道,随气流被带到第1级旋风筒内,被来自窑尾的热烟气加热,受热的生料被分离出来并被气流带到另一级旋风筒。
生料被加热到700℃以上,进入分解炉内分解,最后进入回转窑内煅烧成熟料。
窑尾排出来的烟气(出1级旋风筒)温度约为350~400℃,用作粉磨的热源。
出磨废气温度低于120℃,露点温度为50℃。
在磨机停运时,需依靠增湿塔对烟气进行调质和降温。
图4为预分解回转窑尾与生料磨工艺流程。
图4 预分解回转窑尾与生料磨工艺流程1一回转窑2一预热器3一风机4一增湿塔5一生料磨6一袋式除尘器7一风机8一烟囱(2)窑尾烟尘特性1)窑尾烟气特性:新型干法水泥窑尾烟气特性见表9。
表9新型干法水泥窑尾烟气特-眭名称烟气量烟气温度/℃含湿量(%) 露点/℃含尘浓度/(g/m3)化学成分:%)/[m3/kg(熟料)] (标准) C02 02 N2 一般 1.6~2.5 350~400 4~6 40 40~130实测 2.5~3.0 300~350 7 40 60~80 12 12 76 2)烟尘成分:新型干法水泥生产线大多将窑尾烟气用于烘干原料,并与窑头共用一台除尘器。
窑尾烟尘化学成分见表10,表11为窑尾炯尘成分实测数据。
表10窑尾烟尘与生料化学成分(质量分数%)化学成分 Si0 A1203 F。
203 Ca0 Mg0 K20 N“20 烧失量窑尾烟尘 159 3.78 2.58 34.4 O.78 11.06 0.1 23.95生料 11.4 5.31 1.81 43.5 0.98 1.25 O.09 35.43 表11新型干法水泥窑烟尘化学成分实测数据3)烟尘粒度:窑尾烟尘粒度见表12。
表12预分解新型干法水泥窑尾烟尘粒度4)新型干法窑尾烟尘特性:新型干法窑生产工艺有两种不同的流程:一种是将窑尾烟气用于烘干物料,另一种则不用窑尾烟气烘干物料,后者又分为有增湿和无增湿两种工艺。
其烟气的主要特性也有一定区别(见表13)。
表13窑尾不同工艺流程的烟气特性(3)工程实例泸州某水泥厂一条5200t/d水泥生产线窑尾的电除尘器改造为长袋低压脉冲袋式除尘器,同时处理生料磨排出的废气,滤料为P84针刺毡。
主要规格和参数见表14。
表14 5200t/d水泥窑尾袋式除尘器规格和参数2.窑头篦冷机除尘(1)篦冷机废气特性熟料冷却机有单筒、多筒和篦式三种型式。
篦式冷却机运行时,由于冷却机的不断运动及熟料颗粒间相互碰撞而产生粉尘。
同时,因鼓风机鼓人冷风和窑的熟料带人热风而使冷却机内形成正压,其中的熟料粉尘一部分随二次风返回窑内,另一部分熟料粉尘从冷却机进入除尘器。
冷却机的烟气温度和含尘浓度随冷却机类型不同和烟气排放口的位置不同而差异很大。
烟气温度一般为200~250℃,最高可达450℃以上。
标准状态下含尘浓度为3~20g/m3标准状态),操作不正常时,可达30g/m3(标准状态)。
炯气成分、湿度与大气相同。
烟气生成量为1.0m3(标准状态)/kg(熟料)。
熟料粉尘粒度为<10斗m的占15%,<45¨m的占50%左右。
冷却风量为2.5~4.5m。
(标准状态)/kg(熟料),随篦冷机内熟料粒度的组成、料层厚度沿篦床宽度分布情况而不同。
湿法生产时,1.5~1.8m3(标准状态)/kg(熟料)的冷却风量作为一次风人窑;而干法生产时,只有0.7~1.0m3(标准状态)/kg(熟料)的冷却风量入窑,其余排人大气。
(2)篦冷机除尘系统单简与多筒冷却机包括在回转窑系统之内,与窑尾共用除尘器;而篦式冷却机却需单独设置除尘器。
篦冷机的余风采用袋式除尘器时,需要设置热交换器,其流程如图5所示。
图5窑头篦冷机余风除尘系统l一窑2一篦冷机3一冷却器4一袋式除尘器5一风机采用袋式除尘器时要考虑以下两个问题:1)当回转窑处于异常状态下运行时,烟气温度瞬间便可升至450~500~C,烟气流量将增加50%,烟尘浓度可达50g/m3(标准状态)。
这是由于煤粉引起窑内结圈,生料大量堆积,挡住料流。
一旦结圈塌落,这些生料在几分钟内便涌人篦冷机,要求袋式除尘器能够承受过量的负荷。
2)熟料粉尘的颗粒粗且比较硬,磨啄性强,对多管冷却器和袋式除尘器都要采取防磨措施。
(3)工程实例达州某厂一条3200t/d新型干法生产线,窑头采用反吹风玻纤袋式除尘器,并配备多管冷却器。
主要规格和参数见表15。
表15 3200t/d新型干法窑窑头袋式除尘器规格和参数四、产品制备及包装除尘1.水泥磨除尘(1)水泥磨生产工艺和污染源随着高效选粉机的使用,水泥磨排出的粉尘浓度有时会超过1000g/m3(标准状态),袋式除尘器已不仅仅是除尘设备而是主机设备的一部分,袋式除尘设备和系统的设计必须能够实现一级除尘,直接处理高浓度含尘废气并达标排放。
新型的干法水泥生产线,基本上都采用O—sepa或类似的高效选粉机。
它有以下特点:尾气含尘浓度高,可达900~1300g/m3(标准状态);粉尘细,比表面积一般为280~650m2/kg;风量大,因为它完全依靠气流进行选粉。
(2)水泥磨除尘系统水泥磨除尘系统流程短,采用一级风机,全部粉料产品都由一级收尘器回收,采用高浓度脉冲袋式收尘器。
带高效选粉机的磨机工艺流程如图6所示。
图6带高效选粉机的磨机系统1~球磨机2一袋式除尘器3一风机4一选粉机(3)工程实例联合挤压粉磨工艺除尘。
某企业两条5000t/d熟料生产线,水泥磨车间主机为两台Φ1.7×1.1m辊压机(通过量650t/h),两台Φ4.2×13m球磨机(生产能力175t/h).加两台O--SePaN—3500(产量168-210t/h),采用高浓度气箱脉冲袋式收尘器。
主要规格和技术参数见表16。
表16 5000t/d生产线水泥磨袋式收尘器规格和参数处理风量(m3/h) 230000滤袋材质涤纶针刺毡覆膜滤袋规格/mm Φ133×3050滤袋数量/条 3072过滤面积/m2 3825过滤风速/(m/min) <1.O入口粉尘浓度/(g/m3)(标准状态) 1300出口粉尘浓度/(mg/m3)(标准状态) 30清灰方式脉冲喷吹2.矿渣微粉粉磨站收尘(1)矿渣微粉粉磨站生产工艺和污染源矿渣微粉粉磨站采用大型立磨,往往沿用一级袋式收尘器的短流程。