分析冶炼电炉除尘系统技术问题-江阴市大桥环保除尘设备有限公司

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矿山粉尘是矿井在建设和生产过程中所产生的各种岩矿微粒的总称。矿山生产的主要环节如采矿、掘进、运输、提升的几乎所有作业工序都不同程度地产生粉尘。采掘机械化和开采强度、采矿方法、作业地点的通风状况、地质构造及煤层赋存条件都是影响粉尘产生的因素。
　　(一)矿山粉尘的性质及危害
　　1．粉尘的概念
　　(1)全尘。全尘是指用一般敞口采样器采集到一定时间内悬浮在空气中的全部固体微粒。
　　(2)呼吸性粉尘。呼吸性粉尘是指能被吸入人体肺部并滞留于肺泡区的浮游粉尘。空气动力直径小于7.07 m的极细微粉尘，是引起尘肺病的主要粉尘。
　　(3)浮尘和落尘，悬浮于空气的粉尘称浮尘除尘设备从含尘空气中分离并收集粉尘的装置。自吸尘系统排出的含尘空气或是掺混有粉尘的稀释空气中粉尘浓度达到数十毫克每立方米至数十克每立方米，一旦这些粉尘排往大气将使大气及企业所在区域受到污染。
　　因此，含尘空气在排往大气前须使其经过除尘设备，除去其中所含粉尘。除尘设备通俗地称为除尘器。20世纪50 年代以前，除尘设备多用以收集生产中的粉料，按其传统的作用，又将其称作收尘器。除尘设备的定型产品及非标设计种类繁多，各种除尘设备的考虑到洒水喷枪安装在场地中央会影响堆取料作业，所以洒水喷枪尽量安装在堆场的周围，大多数在堆场的两侧矩形、三角形方式布置，其中三角形布置可以更均匀地覆盖，还有一种情况是现场只允许在一侧布置喷枪，接下来就是按照现场射程的要求来选择洒水喷枪型号。
　　洒水喷枪型号选定之后对照性能参数表查到洒水喷枪的运行流量、压力，根据这个数据以及洒水喷枪的同时运行的数量(通常同时只运行1-4支，分组轮流工作)来设计水泵、供水管路等。袋式脉冲除尘器贮气包外形有方形和圆形两种，其用途在于使脉冲阀供气均匀和充足。贮气包的具体大小取决于贮气量的多少和脉冲阀安装尺寸。贮气包属压力容器，制造完成后应做耐压检验，试验压力是工作压力的1.5倍为宜。
　　1、设计圆形或方形截面积气包时必须考虑安全和质量要求。
　　2、气包必须有足够容量，满足喷吹气量。建议一般在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来贮存压力的30%为宜。
　　3、气包的进气管中径昼选大，满足补气速度。对大容量气包可设计多个进气输入管路。
　　4、对于大气量气包，可用直径76mm管道把越大。比表面积增大，强化了表面活性。它对粉尘的湿润、凝聚、附着以及燃烧和爆炸等性质都有明显的影响。
　　爆炸性
　　能发生爆炸的粉尘称为可爆尘。
　　井下具有爆炸性的粉尘主要是硫化粉尘和煤尘。
　　粉尘爆炸能产生高温、高压, 同时生成大量的有毒有害气体, 对安全生产有极大的危害，应注意采取防爆、隔爆措施。
　　衡量湿润性指标: 湿润接触角(θ)。
　　θ<60°时, 表示湿润性好, 为亲水性；
　　θ>90°时, 湿润性差, 属于疏水性。
　　影响湿润性因素：粉尘成分、粒径、荷电状况及水的表面张力等因素。湿润性强的粉尘有利于湿式除尘。

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分析冶炼电炉除尘系统技术问题

　　摘要：分析了影响电炉除尘系统效果、运行费用的三个关键性因素：除尘器过滤布袋滤料的品质、清灰技术和烟气温度。
　　关键词：除尘器；滤料品质；清灰技术；烟气温度
　　随着我国环保法规的健全与完善、人们环保意识的提高，在引进国外或改造已有电炉冶炼技术与设备的同时应考虑与之配套的世界先进电炉除尘系统。近几年，电炉增设气(油)氧喷枪、热装铁水等工艺改进，生产节奏加快、冶炼时间缩短，产量相应提高。除尘系统也就出现了能力不足、效果降低的现象，各厂也纷纷从技术上论证，采取措施达到国家规定的排放指标。就此，对电炉除尘系统提出三个关键性问题，进行分析。
　　一、除尘系统工艺流程
　　1、普遍采用的工艺流程
　　电炉炉内一次排烟、电炉密闭罩及厂房屋顶二次排烟及精练炉、上料系统排烟、风机加压送入电炉除尘系统主管道相结合的烟气捕集、滤袋过滤的干式除尘方法、负压操作的工艺流程，见图1。
　　图1　电炉除尘普通工艺流程
　　2、PLC自动控制
　　(1)脉冲(设定时间或压差)反吹清灰。
　　(2)根据冶炼工况自动调节各烟尘捕集点的风量、风压和风机功率。
　　二、关键技术问题
　　1、除尘器布袋滤料的品质
　　滤料的品质选择，决定了除尘器的运行阻力和运行费用、投资费用，直接影响烟尘的排放浓度。
　　2、清灰技术
　　清灰性能的好坏直接影响过滤效率率和布袋的寿命。
　　3、烟气温度
　　烟气温度控制直接影响密闭罩及厂房屋顶排烟效果、炉内微负压形成和布袋的寿命。
　　三、技术分析
　　1、布袋滤料
　　常用的布袋滤料为涤纶针刺毡，其过滤原理是依据布袋表面的一次粉尘层(尘饼)来实现过滤。电炉烟尘特点：轻、细、分散性大和流动性差；极易堵塞布袋，即"糊袋"。烟气中的主要成分与粉尘成分(见表1、表2)。
　　FeO、FeO／Fe2O3和CaO容易在布袋表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，再加上粉尘渗入滤料内层久而久之堵塞孔隙，使得通过布袋气流量下降，压力损失增加，除尘器运行阻力增高(图2)。各个吸尘点对烟尘捕集“有气无力”，烟尘向外弥散污染环境；布袋反吹清灰周期变短甚至不间断反吹清灰，降低布袋疲劳寿命而破裂，造成烟尘排放超标(大于100mg/Nm3)。为达到环保排放要求，不得不更换布袋，增加运行费用。另外，系统难免的事故水也将是烟气中水分的来源。因此，布袋滤料选择原则建议传统涤纶针毡进行特殊处理，以满足：
　　a. 憎水性，水份不与布袋结合，不粘尘，粉尘、水份沉落灰仓。
　　b. 布袋滤料纤维断裂强度，建议：横向绽裂强度＞120kg/5 cm；纵向绽裂强度＞70kg/5cm。
　　图2　除尘器运行阻力
　　2、清灰技术
　　(1)清灰用具可调压力的介质气体。布袋滤料使用初期，其过滤效率较高，布袋堵塞程度较轻，清灰反吹压力可控制在3～4kg。避免布袋长期在较高压力下运行而提前疲劳；布袋滤料使用后期，布袋堵塞程度越来越重，运行负荷持续上升，低压力反吹难以清灰，此时可用5～7kg压力清灰，使过滤压降尽可能降低，保持较好的清灰效果，达到延长布袋疲劳寿命的效果。但此时应增加文氏管防止高压气体偏吹造成布袋破裂。
　　(2)清灰用介质气体应无水无油，对钢厂而言使用氮气较为理想。因为在一定压力、温度下压缩控制中含有一定量的水份(见图3)。
　　图3　不同压力下压缩空气中饱和含湿量
　　(3)除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期，避免空气中水份与布袋表面灰尘结合结块糊袋。
　　3、烟气温度
　　(1)进入除尘器的烟气温度(T)过高，布袋滤料收缩变形使运行阻力增加。如果烟气温度(T1)超过滤料软化温度点，将使布袋失效或烧毁。因此，在进入除尘器前必须有事故保护的混风机构，使得外界自然空气充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋滤料软化温度点以下进入除尘器。
　　(2)如果烟气长期在事故状态下进入除尘器，必将使整个除尘系统管网“短路”，造成各个吸尘点捕集烟尘效果极大降低；T2温度过高，水冷，滑套自动滑离炉盖烟气弯头，炉内微负压难以形成。要求烟气管路有充分的冷却能力；如水冷烟道有足够长或相当直径，机力冷却器有足够的冷却面积。
　　四、结论
　　选择防油防水涤纶针刺毡，采取合理的清灰技术，控制好电炉除尘系统的烟气温度，将会使系统运行阻力小、除尘效果好、布袋寿命较长，运行费用低。三者间有机、合理地匹配，完全立足国产化即可满足电炉除尘系统达到环保规定的排放指标。

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