大型低阻袋除塵器在礦渣微粉制備系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　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，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，是一個變廢為寶的綠色產(chǎn)業(yè)。40～70元/噸的礦渣磨細后可以賣到140～190元/噸，經(jīng)濟效益相當可觀，成為鋼廠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的又一亮點。

　　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。項目2007年獲得中國建材集團公司科技進步一等獎，2008年獲得國家環(huán)?？茖W(xué)技術(shù)三等獎、中國建材聯(lián)合會科技進步三等獎，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)劣對系統(tǒng)達產(chǎn)達標有較大影響。針對礦渣特性及工藝系統(tǒng)特點，合肥水泥研究設(shè)計院研發(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年安徽朱家橋投運的生產(chǎn)線，主機設(shè)備采用立式磨進行礦渣粉磨，產(chǎn)品的收集采用了合肥水泥研究設(shè)計院環(huán)保公司針對礦渣特性設(shè)計研發(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，磨細后的微粉隨氣流進入袋除塵器。經(jīng)袋除塵器過濾后，收集的成品進入成品庫，過濾后的達標氣體由風機排入大氣。礦渣由立磨磨細，電耗低、烘干能力強、系統(tǒng)工藝簡單，許多鋼廠采用了下圖所示的工藝流程。

　　磨細后的礦渣顆粒細，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)風量要大得多，根據(jù)規(guī)模不同，系統(tǒng)風量一般在20萬～70萬m³/h。

　　磨細后的礦渣隨氣流直接進入袋除塵器，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%，雨季時高達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。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。

　　大型低阻袋除塵器的設(shè)計
　　上世紀80年代末，我國引進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，得到用戶認可。依據(jù)多年推廣應(yīng)用中積累的技術(shù)經(jīng)驗，合肥水泥研究設(shè)計院針對礦渣制備系統(tǒng)含塵氣體的性質(zhì)，對大型低阻袋除塵器進行了全新優(yōu)化設(shè)計。

　　1.濾袋選擇及過濾風速確定
　　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、粉塵顆粒細等特點，濾袋采用亞克力覆膜濾料。
　　合理的過濾風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，經(jīng)過氣箱脈沖在多年使用過程中，現(xiàn)場試驗及應(yīng)用經(jīng)驗的比較數(shù)據(jù)顯示，過濾風速確定在0.95m/min左右較為合理。

　　2.袋除塵器設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　由于礦渣微粉制備系統(tǒng)風量大，常規(guī)袋除塵器不能滿足系統(tǒng)需求。合肥水泥研究設(shè)計院在氣箱脈沖袋除塵器基礎(chǔ)上對設(shè)備進出風道、凈氣箱、各袋室出風孔及清灰、卸灰系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，盡量擴大氣流通過的各通風截面面積，使氣流速度降至最低，降低設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力。用于袋除塵器的風道均風導(dǎo)流裝置、脈沖袋除塵器清灰裝置等兩項關(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用新型專利授權(quán)。

　　3．除塵器運行狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計
　　除塵器分箱設(shè)計，離線清灰，共分有數(shù)十個過濾、清灰單元，設(shè)計有數(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行時是否正常工作，直接影響收粉器的清灰效果及運行阻力，從而影響整個系統(tǒng)的運行。

　　為準確監(jiān)控除塵器運行狀況，在每個單元設(shè)計都裝有U型壓力計，通過各單元的壓力變化隨時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。除塵器每個單元的工作狀態(tài)隨時都在監(jiān)控之中，設(shè)備進出風口分別設(shè)有壓差監(jiān)測裝置和溫度監(jiān)測裝置，監(jiān)測信號送入中央控制室內(nèi)，由中控室直接監(jiān)控除塵器的運行情況。

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

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

　　袋除塵器低阻力運行和出口低濃度排放真正實現(xiàn)了節(jié)能減排。礦渣磨細后等量代替水泥，既節(jié)約資源，又保護環(huán)境，是一項發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的綠色產(chǎn)業(yè)。