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大型低阻袋除塵器在礦渣微粉制備系統(tǒng)中的應(yīng)用

2010-06-25 00:00

  礦渣是鋼廠煉鐵過程中排出的廢渣。礦渣作為混合材與水泥熟料一起磨細(xì),可以生產(chǎn)出普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥,其最大摻入量為30%。

  10年前,鋼廠礦渣占用大量耕地,污染周圍環(huán)境。2000年,國內(nèi)首條礦渣微粉生產(chǎn)線在安徽朱家橋建成投產(chǎn)。之后,許多鋼廠陸續(xù)上馬礦渣微粉生產(chǎn)線,昔日的廢渣變成了今天的“金渣”。礦渣磨細(xì)制備成礦渣微粉,等量替代水泥,既可以節(jié)約礦山資源,又可以減少CO2排放量,是一個(gè)變廢為寶的綠色產(chǎn)業(yè)。40~70元/噸的礦渣磨細(xì)后可以賣到140~190元/噸,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀,成為鋼廠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的又一亮點(diǎn)。

  為滿足礦渣微粉制備系統(tǒng)技術(shù)需求和環(huán)保排放要求,推進(jìn)礦渣微粉制備系統(tǒng)綜合技術(shù)水平的提高,合肥水泥研究設(shè)計(jì)院開發(fā)研制了礦渣粉磨大型低阻袋除塵器,并于2006年12月通過了由安徽省科技廳組織的專家鑒定。項(xiàng)目2007年獲得中國建材集團(tuán)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),2008年獲得國家環(huán)??茖W(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)、中國建材聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng),關(guān)鍵技術(shù)獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。

  礦渣微粉的生產(chǎn)工藝
  礦渣微粉制備系統(tǒng)的終端是袋除塵器,系統(tǒng)成品全部由其收集。袋除塵器作為礦渣微粉制備系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,其技術(shù)性能優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)有較大影響。針對(duì)礦渣特性及工藝系統(tǒng)特點(diǎn),合肥水泥研究設(shè)計(jì)院研發(fā)出大型低阻袋除塵器,以滿足不同生產(chǎn)規(guī)模的用戶需求。

  2000年安徽朱家橋投運(yùn)的生產(chǎn)線,主機(jī)設(shè)備采用立式磨進(jìn)行礦渣粉磨,產(chǎn)品的收集采用了合肥水泥研究設(shè)計(jì)院環(huán)保公司針對(duì)礦渣特性設(shè)計(jì)研發(fā)的脈沖式袋除塵器。系統(tǒng)工藝流程如下圖所示。

  含有水分的礦渣由料庫送入立式磨,經(jīng)立磨烘干、粉磨,磨細(xì)后的微粉隨氣流進(jìn)入袋除塵器。經(jīng)袋除塵器過濾后,收集的成品進(jìn)入成品庫,過濾后的達(dá)標(biāo)氣體由風(fēng)機(jī)排入大氣。礦渣由立磨磨細(xì),電耗低、烘干能力強(qiáng)、系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單,許多鋼廠采用了下圖所示的工藝流程。

  磨細(xì)后的礦渣顆粒細(xì),小于10μm的顆粒>40%,比表面積一般在420~450m2/kg。與水泥生料及水泥制備系統(tǒng)相比,礦渣制備系統(tǒng)的系統(tǒng)風(fēng)量要大得多,根據(jù)規(guī)模不同,系統(tǒng)風(fēng)量一般在20萬~70萬m3/h。

  磨細(xì)后的礦渣隨氣流直接進(jìn)入袋除塵器,除塵器入口濃度較高,一般在350g/Nm3左右。

  入磨礦渣水分一般在8%~12%,雨季時(shí)高達(dá)15%~20%,如此高的水分極易使含塵氣體結(jié)露,造成糊袋,影響系統(tǒng)通風(fēng)。由于礦渣微粉制備系統(tǒng)含塵氣體的特殊性質(zhì),一般袋除塵器不能滿足系統(tǒng)要求,需特殊設(shè)計(jì)。

  大型低阻袋除塵器的設(shè)計(jì)
  上世紀(jì)80年代末,我國引進(jìn)吸收的氣箱脈沖袋除塵器在水泥行業(yè)及鋼鐵行業(yè)煤粉制備系統(tǒng)中成功應(yīng)用,得到用戶認(rèn)可。依據(jù)多年推廣應(yīng)用中積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),合肥水泥研究設(shè)計(jì)院針對(duì)礦渣制備系統(tǒng)含塵氣體的性質(zhì),對(duì)大型低阻袋除塵器進(jìn)行了全新優(yōu)化設(shè)計(jì)。

  1.濾袋選擇及過濾風(fēng)速確定
  濾袋是袋除塵器的核心部件,依據(jù)含塵氣體水分大、含塵濃度高、粉塵顆粒細(xì)等特點(diǎn),濾袋采用亞克力覆膜濾料。
  合理的過濾風(fēng)速既可以使濾袋保持合理的過濾阻力,又可以使設(shè)備一次性投資較為經(jīng)濟(jì),經(jīng)過氣箱脈沖在多年使用過程中,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的比較數(shù)據(jù)顯示,過濾風(fēng)速確定在0.95m/min左右較為合理。

  2.袋除塵器設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  由于礦渣微粉制備系統(tǒng)風(fēng)量大,常規(guī)袋除塵器不能滿足系統(tǒng)需求。合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在氣箱脈沖袋除塵器基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備進(jìn)出風(fēng)道、凈氣箱、各袋室出風(fēng)孔及清灰、卸灰系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),盡量擴(kuò)大氣流通過的各通風(fēng)截面面積,使氣流速度降至最低,降低設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力。用于袋除塵器的風(fēng)道均風(fēng)導(dǎo)流裝置、脈沖袋除塵器清灰裝置等兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已取得國家發(fā)明專利授權(quán),大型袋除塵器雨水排泄裝置取得國家實(shí)用新型專利授權(quán)。

  3.除塵器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)
  除塵器分箱設(shè)計(jì),離線清灰,共分有數(shù)十個(gè)過濾、清灰單元,設(shè)計(jì)有數(shù)十套提升閥和數(shù)十套脈沖閥。如此多的提升閥和脈沖閥在收粉器運(yùn)行時(shí)是否正常工作,直接影響收粉器的清灰效果及運(yùn)行阻力,從而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

  為準(zhǔn)確監(jiān)控除塵器運(yùn)行狀況,在每個(gè)單元設(shè)計(jì)都裝有U型壓力計(jì),通過各單元的壓力變化隨時(shí)判斷其提升閥和脈沖閥是否正常工作,是否提高了工作效率。除塵器每個(gè)單元的工作狀態(tài)隨時(shí)都在監(jiān)控之中,設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口分別設(shè)有壓差監(jiān)測(cè)裝置和溫度監(jiān)測(cè)裝置,監(jiān)測(cè)信號(hào)送入中央控制室內(nèi),由中控室直接監(jiān)控除塵器的運(yùn)行情況。

  4.推廣應(yīng)用情況
  2000年投運(yùn)的朱家橋礦渣微粉制備系統(tǒng)袋除塵器運(yùn)行阻力在1200Pa左右。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),江蘇沙鋼先后投運(yùn)的4臺(tái)礦渣粉磨大型低阻袋除塵器運(yùn)行阻力均低于1000Pa,系統(tǒng)尾風(fēng)機(jī)電耗大大降低。

  除塵器出口排放低于10mg/Nm3,大大優(yōu)于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。目前,已有數(shù)十臺(tái)除塵器在江蘇沙鋼集團(tuán)、山東魯新建材公司、山東日照鋼廠等地投入運(yùn)行,獲得用戶好評(píng)。

  袋除塵器低阻力運(yùn)行和出口低濃度排放真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。礦渣磨細(xì)后等量代替水泥,既節(jié)約資源,又保護(hù)環(huán)境,是一項(xiàng)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色產(chǎn)業(yè)。

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