随着环保要求的提高,水泥行业采用袋式除尘器已经越来越普遍,但对袋式除尘器技术的认识还存在着一些误区,尤其对减排是不是节能还有疑虑;本文从应用实例分析,提出在水泥行业采用低阻,高效袋式除尘器对减排和节能的重要意义,并从技术角度提供了设计生产低阻高效袋式除尘器的措施.
一,序言
袋式除尘器在各行各业的使用越来越广泛;随着单一生产线的建设规模越来越大,大型袋式除尘器的使用越来越多,已经形成了这种趋势;这一方面是各行业的环保要求更高,另一方面得益于袋式除尘器及其滤料,配件本身的技术进步.就水泥行业而言,五年前还找不到4000吨/日规模的生产线全线采用袋式除尘器的范例;窑尾采用脉冲袋式除尘器的厂家也很少,最大规模的是2500吨/日以下的生产线采用反吹风袋式除尘器;最近几年,水泥行业4000吨/日,5000吨/日,10000吨/日规模生产线全线采用袋式除尘器的工艺线已经很多,包括窑尾;袋式除尘器的处理风量也从几十万m3/h到几百万m3/h;这就对运行可靠性,运行阻力等提出了更高的要求,也必须引起袋式除尘器设计者,供应商,配件生产厂家高度重视.
二,水泥行业节能减排的形势
我国的能耗形势是非常严峻的,2006年中国的经济增长率10.7%(后调整11.1%),约20.94万亿元,约2.68万亿美元,约占世界的5.5%;其代价是:消耗煤炭占世界的38%(23.8亿吨,消耗石油占世界的9%,消耗钢材占世界的34%(4.2亿吨),消耗的水泥占世界46%(12.4亿吨);我们"十一,五"的目标是GDP年均增长7.5%;单位国内生产总值能耗下降20%,主要污染物排放总量减少10%;因此节能减排的任务是非常繁重的,还需要做大量工作.
当然,全国各级政府对水泥行业的节能减排工作都非常重视.2007年全国淘汰落后水泥产能工作取得显著成绩.关停立窑生产企业520家,淘汰立窑水泥熟料产量5700万吨,立窑水泥产量首次出现下降,新型干法水泥熟料产量比上年增长17%.吨水泥综合能耗为115千克标煤,比上年下降4%;吨水泥电耗为91千瓦时,比上年下降1.7%.
虽然我国水泥行业的节能减排工作取得了一定成绩,但大多数企业的节能降耗指标与国内的标杆企业和国际先进水平仍有一定的差距;同时,还存在45%的落后水泥生产能力.虽然重新修订了GB4915排放标准,但水泥行业每年排放的烟尘和粉尘总量还很大,仍占全国工业企业排放总量的首位,水泥行业的结构调整,节能减排,资源综合利用等任务仍然很重;需要做的工作还很多,其中采用高效和低阻的袋式除尘器是节能降耗的很明显的措施之一.
三,低阻高效袋式除尘器对提高产量和降低排放浓度的可能
由于传统袋式除尘器阻力高,维护管理工作量大;多年来,占新型干法水泥工艺线排放量80%以上的水泥行业最大的排放点―窑头,窑尾烟气除尘基本都是采用电除尘器;随着GB4915- 2004排放标准的修订,以及袋式除尘器本身技术的进步,尤其低阻力滤料和高强度清灰脉冲阀的使用,使得袋式除尘器的阻力有了降低的可能,运行可靠性也进一步提高;因此近几年,脉冲清灰袋式除尘器越来越多的应用于窑头,窑尾烟气除尘;现在越来越多的4000吨/日以上的水泥生产线全工艺线采用袋式除尘器的已经有很多厂家,5000吨/日以上直至10000吨/日的水泥生产线全工艺线采用袋式除尘器的厂家也不少.
我们于2005年完成并通过中国建筑材料工业协会鉴定的"5000t/d以上预分解窑窑尾袋除尘器的研制及应用"项目,首次将脉喷袋式除尘器运用在海德堡珠江水泥有限公司5000吨/日规模的新型干法生产线窑尾除尘;处理风量达到97万m3/h以上;排放浓度低于10mg/m3;运行几年来,系统阻力始终低于1200Pa;与以往的袋式除尘器相比,运行阻力降低了30%左右,真正达到节能降耗的目的;使用至今还没有更换过滤袋.为了提高袋式除尘器的运行可靠性,我们在该系统中增加了故障诊断和记录功能,该功能包括破袋捡漏,清灰系统故障,卸灰系统故障和超温的报警与显示记录功能,从而实现除尘器的智能化运行,该除尘器达到了如下主要技术性能指标:
　　 除尘器处理风量: 100万m3/h以上 ;
　　 入口温度: ≤250℃;
　　 过滤风速: 1.0～1.2m/min;
　　 入口浓度: 60g/m3以上;
　　 出口浓度: ＜7.92mg/m3(9.24 mg/Nm3);
　　 滤袋寿命: ≥4年;
　　 随主机运转率: 100%;
　　 除尘器本体阻力: <1200Pa;
　　 清灰压缩空气压力: 0.45Mpa;
该除尘器在水泥窑尾的成功应用,为国内水泥行业大型袋式除尘器的设计,制造,安装,调试和使用提供了成功的经验;为水泥行业装备大型化的开发研究提供了成功范例;项目的各项技术指标,如除尘器的排放浓度,系统阻力等都达到了国内领先水平,完全满足水泥行业日益严格的环保要求;除此之外,系统中故障判断功能和事故记录功能保证设备长期可靠运行;大型袋式除尘器运行阻力可调功能保证了系统在最经济的条件下运行,该功能对于改善主机设备的通风,提高主机设备产量,节约能源,起到很好的作用;在系统中增加的在线和离线切换技术保证了系统在满足生产的条件下,达到节能和完全避免事故排放的可能性.该除尘器是把原来的电除尘器改成袋式除尘器的;同时我们又在辽源金刚水泥有限公司新设计的5000吨/日工艺线的窑尾采用同样的技术,取得更好的节能减排效果;该厂由于采用了低阻高效的袋式除尘器,几年来,窑的年平均产量达到5600吨/日,排放浓度低于10mg/Nm3;通过这二个应用实例,我们对节能效果做了测算,如表1,这没有包括阻力降低,提高产量带来的效益和使用温度的提高降低增湿塔用水量带来的效益;通过这个测算可以定性的确定,降低袋式除尘器的运行阻力的经济效益也是非常显著的.