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袋、電除塵器在水泥行業(yè)的應(yīng)用與比較

  0 概述:水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)除塵設(shè)備的選擇
  我國(guó)水泥工業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展,2006年產(chǎn)量達(dá)12.4億噸,近幾年平均增速為12%。新型干法水泥技術(shù)在節(jié)能、大型化方面取得突破性進(jìn)展,其生產(chǎn)量占全部水泥產(chǎn)量的百分比由2000年12%上升到50%,而粉塵排放減少500萬(wàn)噸。目前新型干法窯中以5000t/d窯規(guī)模為主的工藝線迅速推廣,水泥生產(chǎn)線規(guī)模的擴(kuò)大,不僅促進(jìn)了與之配套的的環(huán)保設(shè)備的大型化,同時(shí)也促進(jìn)了環(huán)保裝備及技術(shù)的進(jìn)步。

  水泥回轉(zhuǎn)窯是水泥廠最大的粉塵污染源,新型干法水泥生產(chǎn)線均將窯尾煙氣用于烘干原料、并與窯尾共用一臺(tái)除塵器。因此,窯尾系統(tǒng)的粉塵排放量占到整條生產(chǎn)線的二分之一強(qiáng)。新修訂的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2004中規(guī)定“水泥窯及窯磨一體機(jī)”排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m³,需要高效、穩(wěn)定的除塵設(shè)備才能達(dá)標(biāo)運(yùn)行。世界發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)水泥窯的排放要求愈來(lái)愈嚴(yán)格,歐盟IPPC(綜合污染預(yù)防與控制)指令(96、61、EC)關(guān)于《水泥制造業(yè)的最佳可用技術(shù)(BAT)與污染物排 放指南》指出:采用袋除塵和電除塵技術(shù),對(duì)應(yīng)的排放控制水平為20~30 mg/Nm³。這份文件將成為歐洲各國(guó)制定排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。有一些國(guó)家(如德國(guó)、荷蘭)水泥工業(yè)粉塵排放甚至要求達(dá)10 mg/Nm³,尤其近年來(lái)“趨零排放”已成為一種潮流(表1)。

表1 國(guó)外水泥工業(yè)顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)(mg/Nm³)

國(guó)家
或地區(qū)

德國(guó)
奧地利
意大利

法國(guó)

愛(ài)爾蘭
葡萄牙

盧森堡

荷蘭

瑞典

英國(guó)

歐盟IPPC
指 令

日 本

美國(guó)2

水泥窯

50

50

50

30

15

50

40

20~30

一般地區(qū)100
特殊地區(qū)50

~70
~40

  目前,國(guó)內(nèi)外用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵都是電、袋兩大類除塵器。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的袋除塵器、電除塵器每小時(shí)能處理幾百到一百多萬(wàn)立方米風(fēng)量的含塵廢氣,進(jìn)口濃度允許超過(guò)100 g/Nm³,排放濃度熱力設(shè)備可控制在50mg/Nm³以下,通風(fēng)設(shè)備可控制在30 mg/Nm³以下。我國(guó)水泥回轉(zhuǎn)窯據(jù)統(tǒng)計(jì)10%使用袋除塵器,90%使用電除塵器,但隨著《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的出臺(tái),袋除塵器應(yīng)用愈來(lái)愈多,國(guó)內(nèi)外均出現(xiàn)“電改袋”的現(xiàn)象。袋、電除塵器由于除塵機(jī)理不同,應(yīng)用情況,除塵效果也不盡相同。以下就電、袋兩種除塵器工作原理,用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵實(shí)際情況作簡(jiǎn)要分析比較。

  1 電除塵器
  電除塵器是利用高壓靜電來(lái)進(jìn)行氣塵分離的,它除塵基本過(guò)程分三個(gè)階段:(1)進(jìn)入電除塵器內(nèi)的粉塵粒子先荷電;(2)荷電塵粒移動(dòng)后沉降(即收塵);(3)振打使沉積粉塵脫落(即清灰)。當(dāng)含塵氣體通過(guò)電極間通道時(shí),電暈電流中的電子和負(fù)離子就會(huì)吸附到粉塵上,稱為荷電。荷電的粉塵在電場(chǎng)的作用下向收塵極運(yùn)動(dòng),最后沉積在收塵極板上并將電荷釋放出來(lái),當(dāng)粉塵沉積到一定厚度時(shí),通過(guò)振打裝置將粉塵打落入灰斗排出。

  工業(yè)電除塵器在實(shí)際運(yùn)行中,除塵是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,受諸多因素的影響,如圖1、圖2所示。從理論計(jì)算的除塵效率與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)相差較大,這些因素包括物理、電力、流體力學(xué)等,而最強(qiáng)干擾作用,是煙氣和粉塵的性質(zhì),如粉塵的比電阻;氣體的溫度和濕度;化學(xué)成分;塵粒分布;壓力,氣體流速等等。

圖1 電除塵荷電和除塵過(guò)程
1-電暈線;2-電子;3-離子;4-粉塵顆粒;5-陽(yáng)極板

圖2  影響電除塵器性能的主要因素

  1.1 比電阻是主要影響因素
  電除塵器要求控制煙氣粉塵比電阻在104~1011Ω.cm這個(gè)范圍,其除塵效率最佳,這也是長(zhǎng)期實(shí)踐得出的結(jié)論。

  低于1011Ω.cm的粉塵稱為低阻粉塵,這種粉塵導(dǎo)電良好,荷電粒子與集塵極接觸立即放出電荷,同時(shí)獲得與集塵極相同電荷的正電荷,受到集塵極相同電荷的排斥又脫離集塵極返回到氣流中,形成二次飛揚(yáng)(圖3),又稱“跳躍現(xiàn)象”。

  高于1011Ω.cm的粉塵稱為高阻粉塵。這種粉塵在集塵極放電緩慢,因此粉塵層間形成很大的電壓梯度,產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng),這一電場(chǎng)不但減弱了電極間的電場(chǎng)強(qiáng)度,排斥其它粉塵繼續(xù)向集塵極運(yùn)動(dòng),還會(huì)發(fā)生局部放電,出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象(圖4),在集塵極和物料層中形成大量的陽(yáng)離子,中和了迎面而來(lái)的陰離子,使電能消耗增加甚至無(wú)法工作。

圖3 低比電阻粉塵的跳躍現(xiàn)象

圖4 高比電阻粉塵的反電暈現(xiàn)象

  1.2  煙氣調(diào)質(zhì)控制比電阻
  為使電除塵器能在正常比電阻范圍內(nèi)工作,所有干法水泥廠回轉(zhuǎn)窯都要采用增濕塔做為煙氣調(diào)質(zhì)處理。而煙氣調(diào)質(zhì)是根據(jù)粉塵中比電阻隨溫度和濕度(濕度以露點(diǎn)表示)變化而變化的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行的,必須兼顧到溫度和露點(diǎn)兩個(gè)條件。新型干法生產(chǎn)線窯尾煙氣溫度在300°C ~ 400°C之間,進(jìn)行增濕降溫后,露點(diǎn)為50°C,溫度為150°C,粉塵比電阻可調(diào)到1011Ω.cm以下,是電除塵理想的工作范圍。增濕塔是窯尾除塵系統(tǒng)的重要組成部分,它的工作好壞直接影響電除塵器的效果。

  1.3 存在事故排放
  1.3.1煙氣中CO超標(biāo)與對(duì)空排放
  水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾用電除塵器時(shí),為了使電除塵器安全運(yùn)行,設(shè)置了CO采樣分析,超標(biāo)自動(dòng)停止向電極供電功能?;剞D(zhuǎn)窯正常工作時(shí),廢氣中CO濃度為0.5%左右,其濃度超過(guò)1.5%時(shí)報(bào)警,超過(guò)2%時(shí)則自動(dòng)切斷電源,關(guān)閉高壓硅整流器,這時(shí)電除塵器僅是一個(gè)煙氣通道,粉塵對(duì)空排放。這樣就造成電除塵器與窯系統(tǒng)不同步運(yùn)行問(wèn)題。

  如下兩種情況產(chǎn)生CO濃度超標(biāo):
  1) 生產(chǎn)工藝操作不當(dāng)CO超標(biāo)。
  2) 點(diǎn)窯時(shí)煤燃燒不完全CO超標(biāo)。

  上述二種情況中,點(diǎn)燃窯的情況是:在窯溫上升到一定溫度,剛點(diǎn)窯時(shí)不開(kāi)系統(tǒng)風(fēng)機(jī),僅靠煙囪的自然抽力,排風(fēng)量很小。燃燒基本正常時(shí)才開(kāi)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)并投料,這時(shí)電除塵器也投入了運(yùn)行,超標(biāo)時(shí)間很短,排放總量可以忽略。在投料之前,只有煙塵,即使有一段時(shí)間超標(biāo),但超過(guò)值很少,排放總量也可忽略。只有第一種情況,工藝操作不當(dāng),煤燃燒不完全,引起廢氣中CO超標(biāo),被迫停止向電除塵器電極供電,而這時(shí)又要對(duì)窯系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,不能停止運(yùn)行,引起粉塵濃度超標(biāo)排放。

  1.3.2 不同步時(shí)間與超標(biāo)排放量的計(jì)算
  (1) 除塵效率下限:
  為了使除塵設(shè)備達(dá)標(biāo)排放,當(dāng)入口濃度為某定值時(shí),除塵設(shè)備必須要具有最低的除塵效率。若粉塵排放濃度限值為50 mg/Nm³,入口濃度與除塵效率的關(guān)系如表2:

表2 不同入口濃度情況下要求的最低除塵效率

入口濃度(g/Nm3

排放限值(mg/Nm3

除塵效率(%)

10

50

99.5

100

50

99.95

1000

50

99.995

  不同步運(yùn)行,也就是工藝設(shè)備運(yùn)行時(shí),電除塵器本身只起到類似沉降室的作用,污染物排放量急劇增加。假定該沉降室的除塵效率為50%,收塵裝置不同步污染物排放總量與同步運(yùn)行時(shí)污染物排放總量相等時(shí),不同步時(shí)間的百分比與除塵裝置入口污染物濃度有關(guān)。當(dāng)入口粉塵濃度為10、100、1000 g/Nm³時(shí),不同步的時(shí)間分別為1%;0.1%;0.01%。水泥生產(chǎn)中除烘干磨O-sepa選粉機(jī)外,一般設(shè)備產(chǎn)生的粉塵濃度在100 g/Nm³左右,若收塵裝置與工藝設(shè)備有千分之一不同步就能使不同步的粉塵排放總量與同步運(yùn)行的排放總量相等。                      

  (2)排放總量估算如下:
  水泥窯正常工作時(shí),出預(yù)熱器粉塵濃度平均為60g/Nm³,氣體溫度320°,換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下粉塵平均標(biāo)況濃度約為130 g/Nm³。當(dāng)出現(xiàn)CO超標(biāo)時(shí),調(diào)整水泥窯系統(tǒng),減少喂料量,假設(shè)可使預(yù)熱器出口粉塵濃度下降一半,為65g/Nm³。增濕塔或冷卻器使粉塵沉降20%~40%,下面計(jì)算取40%;電除塵器電極不帶電時(shí)其殼體作為沉降室,沉降率50%,這時(shí)排入大氣的粉塵濃度為:

  65X(1-0.4)(1-0.5)=19.5 g/Nm³

  當(dāng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)允許排放濃度為100m g/Nm³時(shí),生產(chǎn)中因CO超標(biāo)而引起電除塵器被迫停電,所產(chǎn)生的粉塵濃度是允許排放濃度的195倍。即小時(shí)超標(biāo)排放的粉塵量,等于195個(gè)小時(shí)正常生產(chǎn)的粉塵達(dá)標(biāo)排放總量。

  根據(jù)對(duì)水泥生產(chǎn)中電除塵器運(yùn)行情況的了解,大部分生產(chǎn)廠CO超標(biāo)時(shí)間都在1%左右。部分超過(guò)2%,幾乎每天都有1次以上超標(biāo)排放。一般情況下認(rèn)為要使CO超標(biāo)時(shí)間控制在0.5%以下比較困難。按CO超標(biāo)時(shí)間0.5%計(jì)算,由于CO超標(biāo)引起的電除塵器年超標(biāo)排放總量與除塵器正常達(dá)標(biāo)排放總量相當(dāng),可見(jiàn)CO超標(biāo)引起的粉塵排放總量相當(dāng)驚人。

  1.4 《新標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯尾除塵設(shè)備要求嚴(yán)格
  《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》“征求意見(jiàn)稿”曾規(guī)定“新建水泥生產(chǎn)線窯尾一律采用布袋除塵器”,是考慮到電除塵器有一些難以克服的缺陷(如CO預(yù)警問(wèn)題)造成不正常排放量很大,通常袋除塵器要好的多。從調(diào)研情況看,不排除電除塵器能解決這一問(wèn)題(如自控手段),以及開(kāi)發(fā)出新形式的除塵設(shè)備。因此不再要求新建水泥窯一律采用布袋除塵器。

  而工藝波動(dòng)造成除塵器關(guān)閉,此時(shí)水泥窯需要調(diào)整運(yùn)行(不能停止)所造成的非正常排放,電除塵器就很嚴(yán)重了。對(duì)這種不正常排放要控制。因此新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下:新建水泥窯應(yīng)保證在生產(chǎn)工藝波動(dòng)情況下除塵裝置仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn),禁止非正常排放?,F(xiàn)有水泥窯采用的除塵裝置,其相對(duì)于水泥窯通風(fēng)機(jī)的年同步運(yùn)轉(zhuǎn)率不得小于99%。

  使用電除塵器,需安裝現(xiàn)代化的自動(dòng)測(cè)量與控制系統(tǒng),進(jìn)行精確、有效的工藝控制。保證電除塵器與水泥窯完全同步運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度很大。通常袋除塵器在這方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

  2 袋除塵器
  袋除塵器是以織物纖維濾料采用過(guò)濾技術(shù)將空氣中的固體顆粒進(jìn)行分離的設(shè)備。目前主要有纖維過(guò)濾,膜過(guò)濾(表面覆膜)和粉塵層過(guò)濾,具體表現(xiàn)為:篩分,慣性碰撞,擴(kuò)散,重力沉降等綜合作用。其作用機(jī)理為:(1)慣性捕集:顆粒物與風(fēng)速都較大時(shí),氣流接近過(guò)濾材料因受阻而發(fā)生繞流,顆粒物則由于慣性作用而脫離流線,直接與纖維碰撞而被捕集。(2)篩分捕集:當(dāng)顆粒物的粒徑大于過(guò)濾材料的孔徑時(shí),顆粒物無(wú)法通過(guò)而被捕集。(3)擴(kuò)散捕集:由于氣體分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)微粒的碰撞而產(chǎn)生的布朗運(yùn)動(dòng)線,從而撞擊到纖維上被吸附,對(duì)于越小的微粒越顯著,大于0.3µm的微粒其布朗運(yùn)動(dòng)減弱,一般不足以靠布朗運(yùn)動(dòng)使其離開(kāi)流線碰撞到纖維上。(4)重力沉降捕集:在過(guò)濾速度較小時(shí),氣體比較重的顆粒由于重力的作用而脫離流線,沉積在纖維上。

  圖5

  圖5表示在袋除塵器過(guò)濾過(guò)程中濾料的縱斷面圖。這是普通的化學(xué)纖維濾布,網(wǎng)孔為20~50微米,(使用短纖維如果考慮起毛的話,則為5~10微米)。在過(guò)濾中,粉塵逐漸在濾布表面形成初始粘附層(也稱粉塵架橋現(xiàn)象),它本身就起對(duì)粉塵的過(guò)濾作用。目前,國(guó)內(nèi)外濾料表面覆膜過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用,使袋除塵器的過(guò)濾機(jī)理都有所改變。這種技術(shù)對(duì)微細(xì)粉塵有更高的捕集率,將粉塵阻留在濾料表面,更容易剝離。不用說(shuō)1微米的塵粒,就是0.1微米的煙霧,也能獲得接近100%的除塵效率,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的袋除塵器可達(dá)到99.99%的除塵效率,已趨近“零排放”。

  2.1袋除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵
  2.1.1 煙氣粉塵特性影響
 ?。?)不受煙氣比電阻影響,干燥煙氣更利于袋除塵器。
  (2)用于窯尾除塵有脫硫作用。煙氣中SO2在過(guò)濾時(shí)與濾袋表面粉塵層中的鉀、鈉結(jié)合生成鹽,脫硫80%左右。
 ?。?)對(duì)窯工況煙氣變化、波動(dòng)不敏感。尤其是窯系統(tǒng)煤燃燒不完全時(shí)導(dǎo)致的CO超標(biāo),袋除塵器可正常工作,不需對(duì)空排放(旁路)。
 ?。?)降溫方式多樣。袋除塵器濾袋承受溫度一般在240~260°C左右,(最高允許溫度在260~280℃)可以用增濕塔降溫,但要求遠(yuǎn)沒(méi)有電除塵器高。比如煙氣只需降到260°C以下露點(diǎn)50°C以上即可,其用水量不及電除塵器一半。袋除塵器降溫還可用空氣冷卻器,尤其在北方缺水地區(qū),還有水質(zhì)不好的地區(qū)。
  (5)袋除塵器在線檢修可保證與窯的同步運(yùn)轉(zhuǎn)率。
  水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾用袋除塵器,也會(huì)因?yàn)闉V袋損壞引起超標(biāo)排放。水泥窯窯尾用袋除塵器都在10個(gè)袋室以上,斷定破袋所在位置從發(fā)現(xiàn)超標(biāo)排放開(kāi)始,檢查一般需5~30分鐘。目前,濾袋使用壽命均在一年以上,破袋僅在濾袋使用一年以后發(fā)生。查出破損濾袋所在袋室只要關(guān)閉該袋室,對(duì)其更換即可,其余袋室仍可正常運(yùn)行。一般關(guān)閉20%袋室不會(huì)影響工藝設(shè)備生產(chǎn)和除塵設(shè)施的除塵效率。及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾袋損壞是減少超標(biāo)排放量的關(guān)鍵,這只能依靠在線連續(xù)檢測(cè)設(shè)備的及時(shí)報(bào)警。一般認(rèn)為:袋除塵器破袋,在少部分破損時(shí)即可被發(fā)現(xiàn),其它濾袋還會(huì)起一定的作用,超標(biāo)的排放量遠(yuǎn)小于電除塵器因CO超標(biāo)時(shí)的排放量。
 ?。?)運(yùn)行阻力問(wèn)題。袋除塵器運(yùn)行阻力較高(1000~1700Pa)超負(fù)荷通過(guò)能力較差,運(yùn)行時(shí)阻力能耗比電除塵器大。對(duì)窯不同工況變化,袋除塵器入口及本體易產(chǎn)生正壓現(xiàn)象。

  3  袋、電除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯投資及運(yùn)行費(fèi)用比較。
  3.1 國(guó)內(nèi)某大型環(huán)保企業(yè)做的比較(表3)

表3 電除塵器和袋收塵器總體經(jīng)濟(jì)對(duì)比表(單位:萬(wàn)元)

生產(chǎn)線規(guī)模

700t/d

1000t/d

2000t/d

收塵器類型

設(shè)備一次投資

155

326

176

380

259

638

費(fèi)

裝機(jī)年能耗費(fèi)用

42.5

37.8

52.7

39.3

85.2

46.7

克服阻力年能耗費(fèi)用

5.1

38.1

6.2

46.7

12.1

91.1

年維護(hù)費(fèi)用

<10

>53

<10

>62

<15

>105

合計(jì)

<57.6

>128.9

<68.9

>148

<112.3

>242.8

                                    說(shuō)明:表中電――電除塵器;袋――袋收塵器。

  3.2 國(guó)內(nèi)某設(shè)計(jì)院做的比較(3000t/d生產(chǎn)線)(表4)

  表4 電除塵器和袋除塵器的費(fèi)用比較

 

電除塵器

袋除塵器

備注

A、投資費(fèi)用(萬(wàn)元)

設(shè)備費(fèi)用

263

340.3+431.6(濾袋)

用美國(guó)GORE覆膜袋

安裝費(fèi)用

40

46

 

合計(jì)

303

817.9

 

B、維護(hù)費(fèi)用、年(萬(wàn)元)

正常操作

5

5

 

濾袋消耗

0

143.8

按平均壽命3年

合計(jì)

5

148.8

 

C、操作費(fèi)用、年(萬(wàn)元)運(yùn)轉(zhuǎn)率300天

壓力損失 Pa

250(53.2kw)

1500(318.8+11kw)

 

裝機(jī)功率KW

343.8

124.9

 

所需費(fèi)用

142.9

163.7

按0.5元/KW.h

D、總費(fèi)用(萬(wàn)元)

建設(shè)費(fèi)用

303

817.9

 

操作維護(hù)費(fèi)用/年

147.9

312.5

 

  3.3 合肥水泥研究設(shè)計(jì)院做的5000t/d袋、電工藝參數(shù)及投資、運(yùn)行費(fèi)用比較。
  3.3.1 5000t/d袋、電收塵器選型及工藝參數(shù)(表5、表6)

 表5 5000t/d袋收塵器選型及工藝參數(shù)

                    設(shè)備名稱

設(shè)備參數(shù)

單位

袋式收塵器

窯尾袋式收塵器
(遼源金鋼水泥廠)

窯頭袋式收塵器
(河南義馬水泥廠)

型號(hào)

 

CDMC220-2×12

CDMC154-2×10

處理風(fēng)量

m3/h

950000

650000

過(guò)濾面積

m2

16000

9300

過(guò)濾風(fēng)速

m/min

<1.0

<1.2

入口含塵濃度

g/Nm3

<200

<100

出口含塵濃度

mg/Nm3

<50

<50

入口溫度

<260

<260

殼體耐壓

Pa

~7000

~7000

通風(fēng)阻力

Pa

<1500

<1500

工作方式

 

負(fù)壓外濾

負(fù)壓外濾

設(shè)備結(jié)構(gòu)特征

 

箱式

箱式

濾袋規(guī)格

mm

φ160×6000

φ160×6000

濾袋數(shù)量

個(gè)

5280

3080

濾袋材質(zhì)

 

玻纖+覆膜750g/m2

Nomex700g/m2

進(jìn)、排風(fēng)提升閥

個(gè)

24

20

規(guī)格

mm

φ900

φ900

殼體材質(zhì)

 

Q235

Q235

數(shù)量

個(gè)

12

10

規(guī)格

mm

400×400

400×400

功率/臺(tái)

KW

1.5

1.5

清灰

壓縮機(jī)

數(shù)量

臺(tái)

1

1

功率

KW

7.5

7.5

PLC控制器(西門子)

1

1

輸送機(jī)

 

LS400

LS300

數(shù)量

臺(tái)

2

2

殼體材質(zhì)

 

Q235

Q235

厚度

mm

5

5

設(shè)備重量

450

230

長(zhǎng)×寬×高

mm

33000×18000×17500

27500×18000×12200

 

     表6 5000t/d電收塵器選型及工藝參數(shù)

                 設(shè)備名稱

設(shè)備參數(shù)

單位

電收塵器(湖南印山5000噸/日)

窯尾電收塵器

窯頭電收塵器

型號(hào)規(guī)格

 

CDPK-E/66×12.5/3×10/0.4

CDPK-E/132×13.5/3×9/0.45

處理風(fēng)量

M3/h

950000

650000

入口溫度

100~150

100~150

最高允許溫度

250

250

進(jìn)口含塵濃度

g/Nm3

≤200

≤100

出口含塵濃度

mg/Nm3

<50

<50

煙氣露點(diǎn)

>47

>25

允許CO含量

%

<1.0

<1.0

殼體耐壓

Pa

~2000

~2000

電場(chǎng)風(fēng)速

m/s

0.78

0.84

壓力損失

 

≤200

≤200

提供設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

 

 

 

電場(chǎng)數(shù)

個(gè)

3

3

室數(shù)

個(gè)

2

1

通道數(shù)

個(gè)

33×2

32

電場(chǎng)高度

m

12.5

13.5

電場(chǎng)長(zhǎng)度

m

14.4

14.4

極板間距

mm

400

450

電場(chǎng)橫截面積

M2

342

196

極板總面積

M2

23825

11500

極板型式

 

C480

C480

極板厚度

mm

1.25

1.25

極板材質(zhì)

 

Q235

Q235

極線型式

 

V15

V15

極線型式

 

Q235

Q235

極線材質(zhì)

 

X型

X型

氣體分布板厚度

mm

3

3

氣體分布板材質(zhì)

 

Q235

Q235

設(shè)備重量

700

405

長(zhǎng)×寬×高

mm

23420×45020×22120

23054×17820×23160

  3.3.2 5000t/d袋、電收塵器投資及運(yùn)行費(fèi)用比較
 ?。?)設(shè)備一次性投資費(fèi)用比較(表7)

  表7 設(shè)備一次性投資費(fèi)用比較(萬(wàn)元)

          項(xiàng)目

投資

窯頭收塵器

窯尾收塵器

備  注

袋收塵器

電收塵器

袋收塵器

電收塵器

 

出廠價(jià)格

400

324

900

560

進(jìn)口濾料(475萬(wàn)元)

 

345

 

680

 

國(guó)產(chǎn)濾料(進(jìn)口原料)

  (2)日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及電耗
 ?、俅諌m器
  a、濾袋更換費(fèi)(按國(guó)產(chǎn)計(jì)算)
  窯頭、窯尾濾袋在正常使用條件下,濾袋壽命為24個(gè)月以上,一套濾袋價(jià)格窯頭袋收塵器:124萬(wàn)元;窯尾袋收塵器254萬(wàn)元。

  年維護(hù)費(fèi)用:窯頭袋收塵器62萬(wàn)元,窯尾袋收塵器127萬(wàn)元。

  b、電耗
  風(fēng)機(jī)阻力電耗(括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)指窯頭):
  空壓機(jī)功率電耗:

  7.5KW×50%(使用效率)=3.75KW

     總電耗:
  窯尾:431+3.75=435KW  窯頭:295+3.75=299KW

  ②電收塵器
  a.電收塵器正常情況下,每5年維護(hù)一次,一次性維護(hù)費(fèi)用(極板整形、更換極絲等),窯頭電收塵器需80萬(wàn)元,窯尾電收塵器需120萬(wàn)元。每年窯頭為16萬(wàn)元,窯尾24萬(wàn)元。 

  b.電耗(括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)指有別于窯尾的窯頭收塵器數(shù)據(jù))
  風(fēng)機(jī)阻力電耗:                        

  高壓整流器電耗:
  3.2(2.0)A ×72KV×3×0.7×70%(使用效率)=338.6KW(211.7KW)

  加熱器電耗:
  0.4KW/個(gè) ×60(36)個(gè)=24KW(14.4)

  振打減速電機(jī):9KW(4.5KW)

 總電耗:窯尾:129+338.6+24+9=500.6KW
     窯頭:89+211.7+14.4+4.5=319.6KW

 ?。?)從以上數(shù)據(jù)可以定性地看出:
  ①隨著高品質(zhì)濾袋的使用,袋收塵器一次性投資一般比電收塵一次投資高20%左右,如果采用進(jìn)口濾料,則為50-60%;
  ②袋收塵器運(yùn)行費(fèi)用高于電收塵器;
  ③由于袋收塵器采用覆膜濾料,系統(tǒng)阻力有所降低,其電耗低于電收塵器;④袋收塵器的排放濃度能夠<10mg/Nm3,幾乎為零排放。而電收塵器需在嚴(yán)格保證制造和安裝質(zhì)量的前提下,才能達(dá)<50mg/Nm3。

  袋除塵器技術(shù)近年來(lái)發(fā)展很快,高品質(zhì)濾料國(guó)產(chǎn)化,設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日趨合理,袋收塵器的濾料品質(zhì)、脈沖閥等配件質(zhì)量不斷提高。隨著國(guó)家環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)的提高,5000t/d以上生產(chǎn)線配套使用窯尾袋收塵器的越來(lái)越多,如合肥院為沙特NAJRAN水泥公司6000t/d熟料水泥生產(chǎn)線配套的袋收塵器風(fēng)量達(dá)160萬(wàn)m3/h;河南南陽(yáng)、山東青州等6000t/d生產(chǎn)線均采用袋收塵器。

  4  結(jié)束語(yǔ):
  隨著世界各國(guó)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高;在發(fā)達(dá)國(guó)家以袋收塵器替換電收塵器的數(shù)量越來(lái)越多,即使在發(fā)展中國(guó)家也有這樣的趨勢(shì)。美國(guó)水泥廠控制污染標(biāo)準(zhǔn)是以高效袋收塵器的效率性能作為基礎(chǔ)的,而電收塵器只是作為另一種可供選擇的收塵器來(lái)考慮。我國(guó)隨著水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,在一些環(huán)保要求高的地區(qū),如北京、上海、廣州及各個(gè)風(fēng)景區(qū),已有水泥廠將電收塵器改為袋收塵器(保留電收塵器殼體,內(nèi)部結(jié)構(gòu)換成袋收塵器的結(jié)構(gòu))。但是,目前國(guó)內(nèi)大型窯系統(tǒng)中袋收塵器采用的濾料絕大部分為進(jìn)口濾料,因此帶來(lái)了袋收塵的投資和維護(hù)費(fèi)用大幅度上升的問(wèn)題,所以盡快研制和開(kāi)發(fā)出質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉并能夠大量商業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)濾料,是袋收塵器技術(shù)發(fā)展的重要課題。解決好這一問(wèn)題,將使袋收塵器在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地。

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