新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯單線產(chǎn)量高, 產(chǎn)品質(zhì)量好, 能耗低, 是國家產(chǎn)業(yè)政策中要求采用的水泥窯型, 其大氣污染物主要有TSP (包括PM10 ) 、O2、NOX 和CO2 , 后者尚無環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn), 本文不對其分析。廢氣分別從窯尾和窯頭排出, 窯尾廢氣量大, 污染物種類較多, 溫度高, 業(yè)主從運行成本和達標(biāo)排放角度多傾向于采用電除塵器, 環(huán)保部門和環(huán)評單位從對環(huán)境影響和非正常排放角度多傾向于采用布袋除塵器, 而設(shè)計單位意見比較分散。

窯尾廢氣從C1 旋風(fēng)筒出來的溫度一般為320～350℃, 水分很少, 煙塵濃度60 ～80g/Nm3 , 粉塵粒徑< 10μ的占90%以上, 比較細。NOX 含量為200 ～250ppm, SO2 排放濃度隨原煤含硫量變化。預(yù)分解窯有60%左右的煤在分解爐內(nèi)燃燒,溫度830～930℃, 在此溫度下, 由于水泥原料主要為CaCO3 , 其生料中大部分CaCO3 分解產(chǎn)生CaO, CaO (還有少量R2O) 有較強的吸硫作用,即使有部分廢氣不經(jīng)分解爐而進入旋風(fēng)予熱器系統(tǒng), 但氣固兩相充分接觸, 固相中有相當(dāng)數(shù)量的粉狀CaO, 廢氣中SO2 大多被CaO吸收, 形成CaSO4(RaSO4 ) 固定在水泥熟料中。增濕塔噴水調(diào)質(zhì)或降溫也有吸硫作用, 而生料磨熱風(fēng)來自窯尾廢氣,進入生料磨廢氣中的SO2 , 被廢氣中的水汽與生料粉表面吸收, 因此, 預(yù)分解窯的吸硫率高達98%。

目前, 窯尾除塵器主要采用布袋和靜電除塵器, 性能比較見表1。

(1) 過去布袋除塵器設(shè)備投資偏高, 經(jīng)過改進, 如果采用氟美斯濾料, 兩種除塵器投資已相差無幾, 若采用覆膜濾料, 布袋除塵器高25%左右。

(2) 對工況的適應(yīng)性主要表現(xiàn)在溫度和粉塵比電阻上。布袋除塵器采用噴霧或空氣冷卻降溫,電除塵器采用噴霧調(diào)質(zhì), 降低粉塵比電阻。由于無論是布袋還是電除塵器, 噴水量和廢氣溫度均可同步調(diào)整, 噴頭耐磨性和噴霧效果都比較好, 因此,對工況的適應(yīng)性都比較好。但由于電除塵器對粉塵比電阻有一個適宜范圍, 如一般為104 ～1011Ω·cm, 它隨溫度、濕含量等變化, 而布袋除塵器沒有這個問題, 溫度變化只是影響布袋壽命, 對除塵基本沒有影響。

(3) 布袋除塵器采用表面處理過的玻纖濾料,允許工作溫度一般≤250℃ (也有≤400℃進口濾料, 價格昂貴) , 電除塵器適應(yīng)范圍大一些, 一般≤300～400℃。

(4) 對SO2 的適應(yīng)性。由于粉塵中多為石灰石粉塵, 呈堿性, 煙氣全部要從附著在布袋上的堿性粉塵通過, 有一定的吸硫作用, 相當(dāng)于一定的干法脫硫, 據(jù)有關(guān)研究部門實測, 40%廢氣進入生料烘干磨, 其余經(jīng)增濕塔降溫, 全部廢氣進入布袋除塵器, 脫硫率為78%。廢氣電除塵器也有一點脫硫作用, 但作用很小, 遠遠不如布袋除塵器。

(5) 運行費用。采用氟美斯濾料, 布袋壽命一般為110～115a, 采用聚四氟覆膜濾料, 3 ～4a更換。而電除塵器正常運轉(zhuǎn), 極板和電暈線10a左右才更換, 每年布袋除塵器維修費用比電除塵器高2倍左右。但若按10a平均計算, 維修費用只比電除塵器高1倍左右。特別是電除塵器阻力只有200～ 300Pa, 而布袋除塵器阻力大, 為1200 ～1500Pa, 窯尾風(fēng)機裝機容量大, 噸熟料電耗增加4～5kW·h, 運行費用布袋除塵器高。

(6) 操作性和維修性。經(jīng)過幾十年的使用和改進, 兩種除塵器在使用和維護方面均積累了豐富的經(jīng)驗, 布袋除塵器耐溫性能和布袋壽命提高, 脈沖閥的總動作次數(shù)大大增加, 可隨布袋阻力變化自動清灰。電除塵器在提高電暈線和極板材質(zhì), 改進直流高壓電源和火化自動跟蹤控制上都有不少的提高, 操作和維修性已不分上下。

(7) 穩(wěn)定性。由于工況變化使粉塵比電阻變化, 因此, 盡管增濕塔噴霧能調(diào)整粉塵比電阻, 但不可能將比電阻時時調(diào)整到最適合電除塵器捕集狀態(tài), 除塵效率有一定波動。而布袋除塵器除了破袋以外, 粉塵都要經(jīng)過布袋, 除塵效率是穩(wěn)定的。另外, 生料磨熱風(fēng)來自窯尾, 一般從窯尾高溫風(fēng)機出口引出, 生料磨的運轉(zhuǎn)率往往低于回轉(zhuǎn)窯, 則生料磨常常停機, 這時窯尾廢氣全部直接進入除塵器,若采用電除塵器, 由于廢氣溫度高, 粉塵比電阻大, 這時增濕塔噴水要多一些, 但噴水多經(jīng)常會濕底(增濕塔底部淌水) , 所以噴水量往往不能加大, 因此, 粉塵比電阻偏大, 除塵效果下降, 這種情況在云南省新型干法窯中經(jīng)常出現(xiàn)。這樣, 生料磨的開開停停也影響到電除塵器的穩(wěn)定性, 而布袋除塵器沒有這個問題。

(8) 除塵效率。盡管電除塵器經(jīng)過不斷改進,除塵效率可達9919% , 排放濃度可< 50mg/Nm3 ,但為通過式, 細小粉塵有部分會隨氣流排出, 另外, 對于PM10 , 電除塵器電場截面風(fēng)速為0.6 ～0.8m / s, 少量的PM10會隨煙氣逸出, 影響除塵效率, 特別是工況波動, 除塵效率也波動, 因此, 長期穩(wěn)定保持較高效率比較困難。而布袋除塵器為過濾式, 只有很細小粉塵排出, 基本沒有上述問題。而且由于針刺氈, 特別是覆膜濾料的出現(xiàn), 除塵效率可達99199% , 排塵濃度< 10 ～20mg/Nm3 , 可長期穩(wěn)定在< 30mg/Nm3。另外, 除塵效率從99.9% 提高到99.99%, 雖然效率只提高了0109% , 但排放量則減少了90% , 因此, 除塵效率對排放量影響很大。

(9) 非正常排放。主要是電除塵器發(fā)生爆炸的可能。電除塵器內(nèi)存在火花和氧氣, 尤其是開窯時, 還原氣氛嚴(yán)重, CO 偏多, 當(dāng)CO 濃度和空氣混合物達到濃度1215%時, 就可能引起CO爆炸,要關(guān)閉電除塵器一段時間。當(dāng)然, 發(fā)生爆炸的因素較多, 如廢氣中含有H2 及煤粉濃度、氧氣含量等, 都會使爆炸下限降低。目前, 我國水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶耐火磚壽命僅6～10 個月, 高的達到10～12個月, 而且還有停電的可能, 因此, 每年停窯(換磚、檢修、停電等) 1～3次, 電除塵器停開時只相當(dāng)于沉降室, 除塵效率為50% ～60% , 即便按60%計算, 排放量占40% , 是正常排放時的400倍以上, 若每年非正常排放按2次計算, 每次4h計, 也相當(dāng)于窯尾133d正常排放量, 當(dāng)然, 有的廠精心操作, 可使停開電除塵器的時間大大縮短, 但大多數(shù)水泥廠做不到這點。而布袋除塵器中無火花產(chǎn)生, 發(fā)生爆炸的可能極小。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”