袋式除尘器在水泥生产中的粉尘治理实践.docx

袋式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3040个扬尘点和排放点。表1为水泥生产过程中重要产尘设备及其排放尘气特性,表2为重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2.83.0吨的物料，产生1300015000m3（原则状态）烟气。表1水泥生产重要设备尾气特性设备名称含尘浓度/（g?）（原则状态）气体温度/水分（体积分数，%）露点/粉尘粒径（）<2m<88m悬浮预热器窑3080350-40068354095100窑外分解窑308030035068354095100熟料篦式冷却机2201002501030回转粘土401502545烘干机矿渣10707013020255065煤105060生重力卸烘干磨50-150料.风扫磨300500609510455095磨立式磨3008000一Sepa选粉机800-120070100水泥磨机械排风磨201209012050100煤磨球磨（风扫）25050060一908154050立式磨破颗式1015碎锤式30120机反击式40100包装机2030表2水泥重要生产设备排出含尘气体量设备名称排风量备注悬浮预热器窑(20232800)G,单位m3/h(原则)G为窑台时产量，单位1带过滤预热湿法窑(33004500)G,单位m3/h(原则)G为窑台时产量，单位t窑外分解窑(14002500)G,单位m3/h(原则)G为窑台时产量，单位t熟料篦式冷却机(12002500)G,单位m3/h(原则)G为篦冷机台时产量，单位t回转烘干机(100o4000)G,单位m3/h(原则)G为烘干机台时产量，单位t生烘干磨(35005000)D0,单位m3hJD为磨机内径，单位m料.风扫磨(20233000)G,单位m3/hG为磨机台时产量，单位t磨立式磨(20233000)G,单位m3/hG为磨机台时产量，单位IO一Sepa选粉机(9001500)G,单位m3hG为磨机台时产量，单位t水泥磨机械排风磨(15OO3OOO)D°,单位m3hD为磨机内径，单位m辑压机(IOo200)G,单位m3hG为磨机台时产量，单位I煤磨钢球磨（风扫）(20233000)G,单位，m3/hG为磨机台时产量，单位t立式磨(2O233OOO)G,单位m3/hG为磨机台时产量，单位t设备名称排风量备注破碎机篁式Q=720()s+2023,单位11P/h5为破碎机歇口面积，单位m。锤式反击式Q=16.8dln>单位m3/hd为转子直径，单位：m1.为转子长度，单位：mn为转子速度，单位：r/min立轴Q=5doH,单位m3hd为锤头旋转半径，单位mn为转子速度，单位r/min'包装机300G,单位n?/hG为包装机台时产量，单位t空气斜槽Q=O.18BL,单位m3hB为斜槽宽度，单位mm1.为斜槽长度，单位m提高运斗式提高机Q=1800vs,单位nhy为料斗运行速度，单位nSS为机壳截面积，单位m。输设备胶带输送机Q=700日(y+),单位m3/hB为胶带宽度，单位my为胶带速度，单位Wsh为物料落差，单位m螺旋输送机Q=D+400,单位m。/hD为螺旋直径，单位mm表3每吨水泥产品生产全过程废气排放最大量处理物料过程物料量/t单位物料排放废气最大量/（m。/t）（原则状态）废气量小计m'（原则状态）比例（%）备注石灰石破碎1.13503852.88其他原料烘干0.2530007505.62生料粉磨（烘干）1.352023270020.23熟料烧成0.844500378028.32冷却0.842500210015.73混合材烘干0.1230003602.70石膏破碎0.04350140.10燃料粉磨（烘干）0.2130006304.72水泥粉磨1120012008.99包装I3003002.25其他均化12.6501300.97转运205010007.49生料，水泥合计2030013349100二、原料制备除尘1.煤粉磨除尘（1）煤磨废气日勺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0.9L5m3k0煤粉磨余风不能所有人窑，新型干法窑为了减少热耗、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用防燃防爆措施。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，其重要成分是新鲜空气，危险性更大。一般规定气体中的I氧含量2%,限制气体温度为7090摄氏度.2）老式煤磨系统老式煤磨系统分为单风机和双风机两种形式，分别如图1a、b所示。图1煤磨工艺流程a）单风机系统b）双风机系统1一煤磨2 一粗粉分离器3 细粉分离器1煤磨2 一粗粉分离器3细粉分离器4一煤粉仓-5原煤仓6 -煤磨风机7 MDC袋收尘器8 螺旋输送机（3）高浓度防爆型煤磨除尘系统新西9 一提高机10 一排风机9一煤料仓12 一罗茨风机用立磨取代球磨机，风机由两台改为一图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300500gm3（原则），所用袋式除尘器具有产品回收和环境保护两种功能。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【成都常源机械除尘实例】内江资中某企业5300吨/天工艺线煤磨除尘系统,采用分室脉冲袋式除尘器。其重要规格和参数见表4。表45300吨/天工艺线煤磨袋式除尘器规格和参数处理风量/（m。/h）82023规格尺寸/mm击130X3000滤袋材质消静电涤纶针刺毡覆膜使用寿命/年2.()过滤面积/m。1439过滤风速/(II/7min)0.94人口含尘浓度/（g/m。）（原则状态）<900出口含尘浓度/（mm。）设计<30（原则状态）实测7.62清灰方式脉冲喷吹设备阻力/Pa<1200单元数/室9防爆阀门型号EPY128数量/只9单瓶容量/L40CO2高压灭火气瓶数量/只20喷嘴数量/只18CO2纯度()99.52.烘干机烟气除尘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毕；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5o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7o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40g11(原则)，个别高达50-150gm3o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一样而异，一般为150200。烟气含湿量高，可达20%25%,露点60。烟气粉尘粒度依物料不一样差异较大。烘干机内气体流速低，只有60斗m0¾尘粒才随烟气从烘干机内排出。表5烘干机烟气特性物料烘干机烟气量含尘浓度/(g/11)粉尘H勺化学成分(质量分数)()型式/(m'/kg)(原则状态)Si02A1203Fe203FCaOMgOS03Na20+K20石灰石回转式0.410306.32.O1.3149.50.810.70.28粘土回转式1.2104060.910.811.012.52.411.9煤回转筒1.4615挥发分36.6%,固定碳46.6%,灰分析5.0%矿渣悬浮式1.54060I1表6烘干机烟气成分烟气温度/r烟气水分()物料表面水分(%)中位径/Ixm烟气(体积分数)成分()C0202N27014.51.4241.O18.580.57517.613.3291.118.780.58019.28.0501.318.879.99()14.830601.218.580.312020.530561.517.081.O表7回转式烘干机的热工指标规格/m初水分(%)干物料产量/(th)蒸发强度/kg(zk)/(m,h)蒸发水量/(th)烟气量/(In。h)排风机风量/(Ill-Zh)粘土矿渣粘土矿渣粘上矿渣粘土矿渣粘土矿渣6.O28.51()4.97.438350.60.745400594081oo890()153.85.243400.8O.86637063709700955()4,1.5X12203.14.O47450.9O.957(XX)6800105()0102()0253.349I.O1.067540'7400113()0HI(X)3()一2.7一521.1276701150019100169001127020401990IO131628.5351.31.61361274001510.5Il38401.731.8x13270U2202220262.2X12208.38.743451.962.07146701467033256.77.047492.142.241574157402360234030一5.75212.360024000015I.59IO132419302.132.441414020940212()03140015111726352.582.86172()02254025800330004,2.4X1820101232373.183.O1974022670296(X)3400025IO39393.17233402334035()(X)3500030一8403.232334035000(3)袋式除尘系统用于烘干机的袋式除尘器常采用粉尘轻易剥离的滤料,采用防腐和保温措施，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原料仓4一风机5一袋式除尘器(4)工程实例【成都常源机械除尘实例2都江堰某水泥厂一台烘干机，规格为中2.4mX18m,用于烘干矿渣，产量为20th0烟气含水分15%,含尘浓度为40gm°(原则)。采用反吹风玻纤袋式除尘器。重要规格和参数见表8。表8烘干机袋式除尘器规格和参数处理风量/(m°h)4(XXX)运行温度/C60280滤料玻纤袋，防油防水处理滤袋规格/mm180X7480滤袋数量/条440过滤面积/m。1865过滤风速/(m/mln)<0.5设备阻力/Pa1500人口粉尘浓度/(gm°)(原则状态)40出口粉尘浓度/(mm3)(原则状态)5()滤袋使用寿命/月12室数5设备质量/t42三、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一般有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，被来自窑尾日勺热烟气加热，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，最终进入回转窑内煨烧成熟料。窑尾排出来的烟气（出1级旋风筒）温度约为350400°C,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，需依托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预热器3一风机4一增湿塔5毕生料磨6一袋式除尘器7一风机8一烟囱窑尾烟尘特性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-日圭名称烟气量烟气温度/0C含湿量（）露点/七含尘浓度/（g/m3）化学成分：%）/m3kg（熟料）（原则）C0202N2一般1.62.5350-400464040-130实测2.53.030035074060-801212762）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SiOA1203F0203CaOMgOK20N“20烧失量窑尾烟尘1593.782.5834.40.7811.060.123.95生黎卜II.45.311.8143.5O.981.25O.0935.43表11新型干法水泥窑烟尘化学成分实测数据名称si02A1203Fo203CaOMgONo20K20质量分数(%)13.24.72.3421.10.20.53)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粒径/um<15152020-30304040-88>88比例()94221IO4)新型干法窑尾烟尘特性：新型干法窑生产工艺有两种不一样的流程：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。其烟气的重要特性也有一定区别(见表13)o表13窑尾不一样工艺流程的烟气特性烟气参数烟气用于烘干物料烟气不用于烘干物料有增湿无增湿烟气生成量/mo/kg(熟料)(原则状态)2.22.51.72.01.51.8烟气温度/qc90150150200350400露点/qC455550-602535含尘浓度/(gm')(原则状态)30-800I54O1550(3)工程实例【成都常源机械除尘实例3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，同步处理生料磨排出的废气,滤料为P84针刺毡。重要规格和参数见表14。表145200t/d水泥窑尾袋式除尘器规格和参数名称参数处理烟气量/(m3/h)970000气体温度/160滤袋材质P84滤袋规格尺寸/mmqbl60×6000滤袋数量/条5040过滤面积/m215200过滤风速/(m/min)0.381人口禽尘浓度/（gm'）（原则状态）100出口含尘浓度/（m昏/一）（原则状态）9.24清灰方式在线/离线脉冲喷吹设备阻力/Pa<1200滤袋使用寿命（设计值）/年3+1仓室数/室10控制系统PLC2.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，由于冷却机日勺不停运动及熟料颗粒间互相碰撞而产生粉尘。同步，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一样和烟气排放口的位置不一样而差异很大。烟气温度一般为200250C,最高可达450C以上。原则状态下含尘浓度为320g?原则状态），操作不正常时，可达30gn（原则状态）。炯气成分、湿度与大气相似。烟气生成量为1.OnA原则状态）kg（熟料）。熟料粉尘粒度为Vlo斗m日勺占15%,<452m日勺占50%左右。冷却风量为2.5-4.5m。（原则状态）kg（熟料），随篦冷机内熟料粒度的构成、料层厚度沿篦床宽度分布状况而不一样。湿法生产时，1.51.8（原则状态）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.OnA原则状态）kg（熟料）的冷却风量入窑，其他排人大气。（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1一窑2一篦冷机3冷却器4一袋式除尘器5风机图5窑头篦冷机余风除尘系统1一窑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如下两个问题：1)当回转窑处在异常状态下运行时，烟气温度瞬间便可升至450500C,烟气流量将增长50%,烟尘浓度可达50g/nr"原则状态)。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，规定袋式除尘器可以承受过量的负荷。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用防磨措施。(3)工程实例【成都常源机械除尘实例4达州某厂一条3200td新型干法生产线，窑头采用反吹风玻纤袋式除尘器，并配置多管冷却器。重要规格和参数见表15o表153200t/d新型干法窑窑头袋式除尘器规格和参数处理烟气量/(m'h)4000(00最高运行温度/250滤袋材质FQ处理玻纤袋滤袋数量/条2520过滤面积/m。16200过滤风速/(m/rain)0.41入口粉尘浓度/（g/m。）（原则状态）100出口粉尘浓度/（mg/m。）（原则状态）50清灰方式反吹风设备阻力/Pa1500滤袋使用寿命/月18仓室数18除尘器质量/t300除尘器外形尺寸/m23×8.8X14多管冷却器质量/t90降温幅度/100150功率kW66四、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伴随高效选粉机的使用，水泥磨排出的粉尘浓度有时会超过100Ogn（原则状态），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可以实现一级除尘，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Osepa或类似的高效选粉机。它有如下特点：尾气含尘浓度高，可达9001300gm3（原则状态）；粉尘细，比表面积一般为280650m2/kg；风量大，由于它完全依托气流进行选粉。（2）水泥磨除尘系统水泥磨除尘系统流程短，采用一级风机，所有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【实例27】联合挤压粉磨工艺除尘。某企业两条5000td熟料生产线，水泥磨车间主机为两台中1.7XLlm辐压机（通过量650th）,两台中4.2X13m球磨机（生产能力175th）.加两台O-SePaN-3500（产量168210th）,采用高浓度气箱脉冲袋式收尘器。重要规格和技术参数见表16o表165000t/d生产线水泥磨袋式收尘器规格和参数处理风量（n?/h）23OO滤袋材质涤纶针刺毡覆膜滤袋规格/mm133X3050滤袋数量/条3072过滤面积/ID23825过滤风速/(m/min)<1.O入口粉尘浓度/（g/n?）（原则状态）1300出口粉尘浓度/（mgm3）（原则状态）30清灰方式脉冲喷吹喷吹压力/Pa<0.5设备阻力/Pa1700滤袋使用寿命/月36袋室数24设备质量/t67.4外形尺寸/mm14640×8440×60002.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。其特点为：处理风量大，一般为3060万m3/h；含尘浓度高，约为900gm3(原则)；粉尘细，比表面积不小于400m2/kg；含水分高，矿渣含水约5%；系统负压大，可达14000Pa°(2)矿渣微粉粉磨站用袋式收尘器矿渣微粉粉磨站配套的袋式收尘器不仅是环境保护设备，更是生产设备。设计时应尤其注意清灰装置的效果和可靠性，并注意延长滤袋使用寿命。若设计不妥，导致设备阻力过高(22023Pa),或滤袋寿命过短，将影响微粉产量，增长电耗，使排放超标，并增长运行成本。(3)工程实例【成都常源机械除尘实例5重庆某水泥集团企业两条年产90万t矿渣微粉生产线，立式磨为引进设备。设计台时产量140th,采用气箱脉冲袋式收尘器并对构造优化设计。重要规格和参数见表17o表17矿渣微粉粉磨站袋式收尘器规格和参数处理风量/(m3/h)600000运行温度/85130滤袋材质BWIF,涤纶针刺毡覆膜滤袋规格尺寸/mm.133×3050滤袋数量/条8192过滤面积/m210232过滤风速/(m/min)0.98入口粉尘浓度/(g/n)(原则状态)500出口粉尘浓度/(mg/)(原则状态)25清灰方式脉冲喷吹喷吹压力/MPa.<0.23脉冲间隔/S15压气耗量/(m3/min)10.0设备阻力/Pa<800滤袋使用寿命/月36袋室数64设备质量/t180外形尺寸/mm17380X1：3300X91833.物料储运和包装除尘(1)设计要点1)对生料库和水泥库，应在库顶设排风口，可采用单机袋式除尘器或小型气箱脉冲袋式除尘器，机身直接坐在库顶上，搜集的粉尘回到库内。2)对于散装库底的散装卸料器，应采用带吸风口的散装卸料装置，并配套专用除尘器。3)对包装机、带式输送机转运处或卸料口、库底卸料器等分散扬尘点，需设置吸尘罩，罩口风速21ms,以保证岗位粉尘浓度W6mgm3°(2)工程实例【成都常源机械除尘实例6贵州瓮安某水泥厂5000t/d生产线的J石灰石破碎及输送系统，采用气箱脉冲袋式除尘器。重要规格和技术参数见表18o表18石灰石破碎及输送系统气箱脉冲袋式除尘器规格和参数处理风量/h)8370漉袋材质涤纶针刺毡滤袋规格/11三,133X2450滤袋数量/条128过滤面积/m2124过滤风速/(mmin)1.1人口粉尘浓度/(g11(原则状态)200出口粉尘浓度/(mg/nd(原则状态)30清灰方式脉冲喷吹压缩气体压力/MPa<0,5压气耗量/(m'/min)1.0设备阻力/Pa1500滤袋使用寿命/月24单元数4设备质量/t4外形尺寸/mm2700X2100X4000【成都常源机械水泥除尘案例7辅助原料预均化堆场及输送系统采用单机脉冲袋式除尘器，其重要规格和参数见表19o表19原料预均化及输送系统袋式除尘器规格和参数处理风量/G113h)3500滤袋材质涤纶针刺毡滤袋规格尺寸/mm120X1500滤袋数量/条54过滤面积/m233过滤风速/(m/min)<1.5入口粉尘浓度/(g/)(原则状态)200出口粉尘浓度/(mg/110(原则状态)30清灰方式脉冲喷吹喷吹压力/MPa<0.5压气耗气/(u/min)0.3设备阻力/Pa1500滤袋使用寿命/月24设备质量/t1外形尺寸/mm1000X1500X3800