袋、電除塵器在水泥行業(yè)的應(yīng)用與比較
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 |
德國(guó) |
法國(guó) |
愛(ài)爾蘭 |
盧森堡 |
荷蘭 |
瑞典 |
英國(guó) |
歐盟IPPC |
日 本 |
美國(guó)2 |
水泥窯 |
50 |
50 |
50 |
30 |
15 |
50 |
40 |
20~30 |
一般地區(qū)100 |
~70 |
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 |
電 |
袋 |
電 |
袋 |
電 |
袋 | |
設(shè)備一次投資 |
155 |
326 |
176 |
380 |
259 |
638 | |
消 耗 費(fèi) 用 |
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 |
單位 |
袋式收塵器 | ||
窯尾袋式收塵器 |
窯頭袋式收塵器 | |||
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 | |
排 灰 閥 |
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) |
套 |
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 |
噸 |
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 |
噸 |
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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