建材除尘器研发技术总结.docx
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建材除尘器研发技术总结
建材行业高温、高湿、高浓度除尘器的研发
技
术
总
结
2010年7月
目录
1建材行业除尘器背景分析1
1.1建材行业粉尘对大气的污染状况及危害1
1.2建材行业粉尘治理的技术现状1
1.3建材行业粉尘治理的市场前景2
2.建材行业除尘器研发目标及研究思路2
2.1研发目标2
2.2研究思路3
3建材行业除尘器设计与开发3
3.1除尘器类型选择4
3.2设计开发实施内容4
4建材行业除尘器研发结果分析10
4.1项目实施效果11
4.2社会效益分析11
4.3经济效益分析11
5结论12
6参考文献13
1建材行业除尘器背景分析
1.1建材行业粉尘对大气的污染状况及危害
建材行业是中国重要的材料工业，建材产品包括建筑材料及制品、非金属矿机制品、无机非金属新材料三大门类。
水泥作为主要的建材产品，其工业总产量位居世界第一。
由于水泥工业设备整体较落后，水泥粉尘成为我国工业烟尘污染大户。
据2008年环境统计报告，我国水泥行业的烟尘和粉尘排放量居工业行业之首，达到809万吨，占全国排放总量2045万吨的40%。
“十一五”期间，国家一系列经济刺激政策的出台使得水泥市场规模逐渐扩大，随着灾后重建的启动，全国水泥需求增量也将更加明显地拉动水泥产量增加。
水泥粉尘为含钙、硅、铝和铁的矿物，没有化学毒性，但有碱性，对皮肤有腐蚀性，吸入对肺有危害。
长期暴露和吸入水泥粉尘，会导致眼疾、慢性鼻炎、慢性咽喉炎、肺功能低下等疾患，最严重的可导致尘肺病，甚至肺癌。
因此，在高水泥粉尘浓度环境，一定要带防护面具，做好个人防护工作。
1.2建材行业粉尘治理的技术现状
现有除尘技术的种类达数百种，总体上可分为干法、湿法两大类。
干法除尘技术，就是粉尘脱离和产物处理均在干的状态下进行，具有流程短、无污水排出、净化后烟气温度高利于烟囱排气扩散等优点。
湿法除尘技术是液体或浆状吸收剂在湿的状态下除尘和处理除尘产物，具有除尘反应速度快、设备简单、除尘效率高等优点，但普遍存在运行维护费用高及易造成二次污染等问题。
除尘技术中较为成熟的除尘技术特点及应用情况见表1-1。
表1-1除尘技术特点及应用情况表
序号
除尘技术
类型
技术特点
实际应用
1
静电除尘
干法
利用粉尘颗粒在电场中的荷电，并在电场力作用下向收尘极运动并被捕集的原理实现烟气净化的。
适用于大风量的除尘系统，高温烟气及净化含尘浓度较高的气体。
2
袋式除尘
干法
含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。
适用范围广，处理特殊含尘气体时选择特定材质的滤料。
3
滤料颗粒床
干法
与袋式除尘类似，都是过滤式除尘，采用球体或不规则颗粒间的孔隙形成曲折的通道，使粉尘阻留在料层中来实现除尘。
适用于小型工业锅炉和工业炉窑。
4
无动力（微动力）除尘
干法
利用物料运行流速产生的负压气流使粉尘随气流产生上扬，无需外加动力或只有微动力，达到除尘效果。
主要运用于胶带运输机转运站除尘。
5
旋风除尘
干法
旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触便失去惯性力，靠自身重力沿壁面下落进入集灰斗。
一般用于捕集5~15um以上的颗粒。
6
水力除尘
湿法
主要借助洒水或在扬尘地点利用喷嘴将水喷成水雾，均匀地加湿物料以减少或消除粉尘的产生，并扑集和抑制已经扬起的粉尘。
适用于露天堆、取料场或加水不影响生产和改变物料性质的破碎、筛分和贮运点。
1.3建材行业粉尘治理的市场前景
水泥工业的迅猛发展加重了环保压力。
为保证经济发展的同时环境不恶化，国家继GB4915-85、GB4915-1996《水泥厂大气污染物排放标准》后，又出台了《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004），更加严格了水泥工业排放标准，并在多项指标上做出了严格的要求。
严格的技术要求需要优秀的环保设备，这就使得建材行业高温、高湿、高浓度除尘器的设计开发有着广阔的市场空间，可以广泛应用到水泥生产线技术改造和新建项目，从而为提高企业经济效益奠定了坚实的基础。
2.建材行业除尘器研发目标及研究思路
2.1研发目标
近年来，公司在环保领域得到了长足的发展，逐步发展成为集环保工程项目规划、设计、建设、环保设备制造、环保治污药剂产销、治污设施运营托管为一体的专业化环保产业公司。
该公司除尘器产品包括长袋低压脉冲除尘器、回转反吹扁袋除尘器、旋风除尘器等类型，袋式除尘器方面，已经具备了设计制造过滤面积在22000m2以上袋式除尘器的能力。
现阶段，我国在建材行业高温、高湿、高浓度除尘器的设计生产技术领域，只有极少数环保设备专业厂家具备该除尘器的设计与制造能力，但是普遍存在滤袋使用寿命短、后期阻力大等问题。
为了适应环保市场的要求，拓展瑞天安全环保公司的业务范围，2008年底开始实施《建材行业高温、高湿、高浓度除尘器的研发》课题，组织专业人员对水泥生产线现场粉尘特性进行分析，将收集到的数据反馈到除尘器选型、参数选择及电气控制等方面，最后形成综合了现场具体情况与试验数据的技术方案。
2.2研究思路
1、通过查阅国内外技术文献，对该系除尘器外形结构和主要钢结构件、备品件的开发与制作编制详实的方案；
2、针对建材行业除尘器的应用实际进行除尘器的选型、参数选择及电气控制等方面的研究；
3、对瑞丰水泥等新建建材项目的各环节除尘器进行考察研究，吸收和消化外来资料，并进一步转化为我公司的技术储备，从而实现自主研发该系列除尘器；
4、在除尘器的运行中，跟踪调查除尘效果，从而进一步优化除尘器设计方案，组织论证，完善并形成该系列除尘器设计与制作体系。
3建材行业除尘器设计与开发
通过查询国内外建材行业除尘器相关技术资料，研讨该系列除尘器主要技术参数，并针对水泥厂除尘器的实际烟尘参数进行除尘器的设计开发，并将设计图纸提交相关专家组审查、论证，确定制作方案，根据制作方案组织除尘器的加工生产和安装调试。
3.1除尘器类型选择
目前常用的除尘器根据捕集原理可分为旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器、湿式除尘器等。
旋风除尘器适用于密度较大、颗粒较粗的粉尘，对于水泥粉尘，旋风除尘器不能实现气固分离。
湿式除尘器耗水，对排出的含尘污水必须处理，而且对于水泥厂粉尘经除尘器过滤后需回收利用，采用湿式除尘器则不能实现粉尘回收，造成水泥损失浪费。
静电除尘器作为一种公认的高效除尘装置，效率可达到99%以上。
下表3-1是对电除尘器与布袋除尘器性能进行的比较。
通过对比可以看到，袋除尘器正常运行不受CO浓度的影响，对工况变化的适应能力强，其多仓室结构便于除尘器的维护和检修，且提高除尘器的效率基本不用改变除尘器的基本构造。
表3-1电除尘器与袋除尘器的性能对比
序号
技术特点
备注
电除尘器
袋除尘器
1
由于电除尘器内的放电，当CO含量超过一定值，会造成一氧化碳爆炸
在高CO条件下亦能连续运行
点窑时煤燃烧不完全或是生产过程中操作不当，导致CO超标。
2
通常只有一个仓室
设有多个仓室
由于袋除尘器设有很多室，可关闭一个室并在隔离的情况下进行维修
3
降低粉尘排放需要改变除尘器的基本构造
采用不同材质性能的滤袋能降低粉尘的排放
综合除尘器性能以及运行要求，袋除尘器运行稳定，适应性强，对粉尘的去除率不受粉尘的比电阻、浓度、粒度的影响，烟气量波动对出口排放浓度影响也不大，在设计中采用分室结构，设计风量有裕量，使用中可轮换检修而不影响系统的运行。
因此，采用袋除尘器能较好的满足水泥行业粉尘治理的需要。
3.2设计开发实施内容
水泥生产过程是把天然原料经过破碎、烘干调配后，粉磨成小粒径粉体，这些粉体称为生料。
把生料放进回转窑或立窑中煅烧成熟料，为提高燃料的燃烧效率，也必须把煤粉磨成小颗粒粉煤。
烧成的熟料加进少量的石膏和混合材再通过磨机磨成的粉体称为水泥。
以上每一个过程，都伴随着粉尘的产生。
将除尘设备应用于水泥生产线，不仅是以环境保护为目的，还是出于收集物料、降低消耗、节约成本、兼顾劳动保护的目的。
结合钢城集团公司水泥生产线建设对粉尘治理的实际工程项目，对现有袋式除尘器在水泥行业的应用进行适应性改进，设计出适用于高温、高湿、高浓度粉尘性质的袋式除尘器。
3.2.1煤磨除尘器
1、粉尘性质
煤磨系统产生的粉尘主要是煤粉制备过程中，随烘干热风等一起排出的含尘气体。
煤磨废气中含有的粉尘具有以下特点：
粒度细，一般<0.1mm（大部分厂煤粉<0.08mm占80%以上）；
粉尘挥发份高，一般>20%，属于燃爆危险品，具有一定的燃爆危险性；
粉尘的浓度在爆炸极限之内（煤粉爆炸极限35～2500g/m3）；
含尘气体具有一定的温度，一般为80～150℃；
含尘气体具有一定的湿度，湿含量为5～10%，露点一般为40～55℃。
由此可见：
煤磨废气具有一定的温度和湿含量，粉尘颗粒较细，有燃爆危险性。
2、除尘器设计
（1）本体结构和特殊设计
为防止除尘器内部煤粉的积集，同时为防止两斗壁夹角太小而积灰，灰斗的锥体角＞70°，消除煤粉的沉积。
考虑到除尘器由于操作不正常或煤粉湿度大而出现灰斗结露堵塞，灰斗设计时，在每个灰斗壁还设置仓壁振打器。
（2）采用防静电滤袋
在除尘器内部，由于高浓度煤粉随空气流动的摩擦，粉尘与滤袋表面的冲击都能产生静电，静电的积累会产生火花引起燃烧和爆炸。
为此我们在选择滤料时采用了可以消除静电的防静电滤料。
同时设计时考虑到煤磨系统水分含量高的特点，我们最后选择防水、防油、防静电滤料，同时采取了除尘器接地措施。
（3）防爆安全阀的设计
防止煤粉爆炸伤人和损坏除尘器，除尘器旁侧设有防爆安全阀，每个分室内至少安装一个防爆阀。
我们根据国外的资料，采用双层带安全锁的泄压防爆阀，即爆破片与安全锁的密封门双层结构。
其特点是，在平时，安全锁的锁合是关闭的，当遇爆炸时，爆破片破裂，安全锁由于除尘器内部巨大的压力自动打开进行泄压，泄爆压力由爆破片设计保证，泄爆后安全锁自动关闭以防漏风。
安全锁释放力又可通过弹簧来调整大小。
（4）其他安全措施
温度的检测，为了了解除尘器内部温度的变化情况，控制着火点，在除尘器人口、灰斗处分别装有温度计检测。
表3-2煤磨系统气箱脉冲袋式除尘器主要技术参数表
序号
项目
参数
备注
1
型号
PPCS128-8
2
过滤面积m2
1318
3
处理风量m3/h
63000
4
过滤风速m/min
≤0.9
5
设备阻力Pa
1500-1700
6
工作温度℃
正常80最大瞬间150
7
设备耐负压Pa
8500
8
漏风量%
＜3
9
喷吹压力MPa
0.4-0.6
除油除水
10
室数
8室
11
滤袋数量
1024
12
滤袋规格
φ130×3150
13
袋笼规格
φ124×3150
镀锌
14
滤袋材质
防静电覆膜针刺毡
15
除尘效率%
＞99.9
16
脉冲阀规格及数量
DC24V二寸半淹没阀16个
17
入口烟气浓度g/m3
≤1000
18
出口烟气浓度mg/Nm3
≤30
19
清灰方式
离线脉冲
3.2.2水泥磨除尘器
1、粉尘性质
含有水泥、石膏等亲水性颗粒；
含尘气体具有一定的温度，正常情况为90℃，最大瞬间120℃。
2、除尘器设计
（1）严格要求其密封性
水泥磨除尘器应具有良好的密封性，除尘器通常在负压状态下工作,如果设备泄漏,会吸入大量外界空气和雨水,使滤袋受潮板结,加大运行阻力。
因此要求除尘器严格密封,漏风率小于3%。
除尘器的检查门必须采用橡胶条密封,并经常检查更换。
减少除尘器漏气量,可以有效保护滤袋避免糊袋发生,确保设备在较低阻力下平稳运行。
（2）防止结露
壳体外加装岩棉等保温材料进行保温，保证介质在管道与设备表面具有一定的温度。
除尘系统停止运行之前,必须把除尘器内的湿气体完全排出,换上干燥的空气,防止结露,也就是在生产设备停止运转后,除尘风机应延长运行一段时间后才停机。
（3）采用空气输送槽
在灰斗下面设置空气输送斜槽，利用一定压力的空气使干燥粉尘在流态化状态下,借重力作用使物料沿斜槽向下流动。
表3-3水泥磨系统气箱脉冲袋式除尘器主要技术参数表
序号
项目
参数
备注
1
型号
PPCS128-2×9
2
过滤面积m2
2880
3
处理风量m3/h
165000
4
过滤风速m/min
＜1.0
5
设备阻力Pa
1470-1770
6
工作温度℃
正常90最大瞬间120
7
设备耐负压Pa
8500
8
漏风量%
＜3
9
喷吹压力MPa
0.4-0.6
除油除水
10
室数
18室
11
滤袋数量
2304
12
滤袋规格
φ130×3050
13
袋笼规格
φ124×3050
镀锌
14
滤袋材质
覆膜针刺毡
15
除尘效率%
＞99.9
16
脉冲阀规格及数量
DC24V二寸半淹没阀36个
17
入口烟气浓度g/m3
≤1300
18
出口烟气浓度mg/Nm3
≤30
19
清灰方式
离线脉冲
3.2.3水泥辊压机除尘器
1、粉尘性质
含有水泥、石膏等亲水性颗粒；
颗粒粗，硬度大，对除尘设备的本体及滤料有较强的磨损。
2、除尘器设计
（1）在灰斗下面设置空气输送斜槽，利用一定压力的空气使干燥粉尘在流态化状态下，借重力作用使物料沿斜槽向下流动。
（2）应具有良好的密封性，除尘器通常在负压状态下工作,如果设备泄漏,会吸入大量外界空气和雨水,使滤袋受潮板结,加大运行阻力。
（3）尾气中有较粗颗粒，硬度大，对除尘设备的本体及滤料有较强的磨损，在喷吹时，应该选择合适的喷吹周期。
根据烟气特点选用覆膜针刺毡滤袋，袋笼材质为镀锌冷拔丝。
（4）壳体外加装岩棉等保温材料进行保温，保证介质在管道与设备表面具有一定的温度。
除尘系统停止运行之前,必须把除尘器内的湿气体完全排出，换上干燥的空气，防止结露，也就是在生产设备停止运转后，除尘风机应延长运行一段时间后才停机。
表3-4水泥辊压机系统气箱脉冲袋式除尘器主要技术参数表
序号
项目
参数
备注
1
型号
PPCS128-7
2
过滤面积m2
1120
3
处理风量m3/h
58000
4
过滤风速m/min
＜1.0
5
设备阻力Pa
1470-1770
6
工作温度℃
正常90最大瞬间120
7
设备耐负压Pa
6500
8
漏风量%
＜3
9
喷吹压力MPa
0.4-0.6
除油除水
10
室数
7室
11
滤袋数量
896
12
滤袋规格
φ130×3050
13
袋笼规格
φ124×3050
镀锌
14
滤袋材质
覆膜针刺毡
15
除尘效率%
＞99.9
16
脉冲阀规格及数量
DC24V二寸半淹没阀14个
17
入口烟气浓度g/m3
≤200
18
出口烟气浓度mg/Nm3
≤30
19
清灰方式
离线脉冲
3.2.4辅线除尘器
1、粉尘性质
水泥辅线粉尘存在处理风量小、粉尘分布散、浓度高的特点，针对辅线粉尘采用PPC、HMC型脉冲袋式除尘器。
2、除尘器设计
（1）灰斗壁板与水平面夹角大于60°（大于粉尘安息角），灰斗内四角贴圆弧板，消除死角，保证灰尘向下自由流动，顺利排出灰斗。
在灰斗内设置导流板，均化内部气流，导流板有一个向下的倾角，能使气体进入时改变方向和降低速度，使气体不能直接吹到滤袋上能保护滤袋，而且有利于气体中的粗颗粒粉尘落入灰斗。
（2）箱体顶部做成3～10°斜面，在户外使用时可防止积水，箱体上还设有人孔检修门。
（3）采用在线清灰，在过滤室内只对其中各排滤袋逐排进行喷吹清灰，而其它排仍在进行过滤，即清灰和过滤同时在过滤室内进行，清下的扬尘二次飞扬，有部分会被相邻的滤袋收去，有利于含尘浓度较大的气体过滤，除尘效率高，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘，除尘效率可达99%以上。
（4）采用脉冲控制仪来控制系统的喷吹，根据粉尘的浓度选择喷吹时间和喷吹间隔。
4建材行业除尘器研发结果分析
通过课题的实施，公司基本具备了水泥行业袋式除尘器的自主设计和生产能力，进一步完善了袋式除尘器产品序列，为瑞天公司创造了良好的经济效益和社会效益。
4.1项目实施效果
该系除尘器应用于瑞达水泥有限公司水泥生产线，根据课题组对该系除尘器的跟踪调试和使用方的反馈意见，该系除尘器运行正常，目测烟囱排气粉尘浓度较低，除尘效果良好，岗位粉尘得到了有效抑制，同时起到了回收原料的作用，节约了生产运行成本。
4.2社会效益分析
水泥行业袋式除尘器的成功生产，在一定应用范围内提升了除尘设备的技术水平，同时可以为瑞天公司进入建材行业除尘器配套领域奠定了基础，为瑞天公司树立良好的外部形象，创造一定的社会效益。
4.3经济效益分析
近年来，集团公司投资建设了瑞达、瑞兴水泥生产线，将拥有三条先进干法水泥生产线，这就为水泥行业袋式除尘器的生产和维护提供了内部市场，同时也有着广阔的外部空间。
预计年产不同规格的水泥行业袋式除尘器可达40台，重量达1000吨以上，创造产值上千万元。
由公司设计、制作、安装的建材行业高温、高湿、高浓度除尘器应用于瑞达水泥生产线水泥磨、煤磨、辊压机除尘系统，其运行情况良好，各方面性能均符合技术协议相关设计要求，为公司创收345万元，项目成本和利润分析见表4-1。
同时，瑞达水泥生产线水泥磨、煤磨、辊压机除尘系统除尘器的设计、制作、安装也为瑞兴水泥生产线除尘系统除尘器的成套奠定了基础。
表4-1项目成本、利润分析表
分项
金额
收入
345万
成本
外购件
160万
制作
90万
安装
50万
毛利润
45万
5结论
通过建材行业高温、高湿、高浓度除尘器研发课题的实施，得出以下结论：
1、我公司研发生产的建材行业高温、高湿、高浓度除尘器在瑞达水泥生产环节中运行良好，除尘效果满足课题报告所要求的技术指标，外排粉尘浓度较低。
2、该系列除尘器设计开发完成后，形成了建材行业除尘器设计与制作体系，进一步拓宽除尘器的适用范围，使得我公司的除尘器产品类型更加完备，填补了集团公司建材行业除尘器设计领域的空白。
3、对于建材行业高温、高湿、高浓度除尘器均采用订单式生产销售，产销率100%，年制作除尘器相关钢结构1000余吨，预计年均创产值可达千万元，达到建材行业除尘器整体设计与生产能力，占领西部地区大部分市场，在此基础上为我公司托管业务提供技术支持，将先进的管理模式和核心技术融入托管中，实现辅助设施所有者与管理者分离，帮助客户解决后顾之忧。
6参考文献
[1]柴晓利,刘建勇,刘强.大气污染控制标准与规范[M].北京:
化学工业出版社,2006
[2]王宝贞,王琳.大气污染治理新技术:
新工艺、新概念、新理论[M].北京:
科学出版社,2000
[3]周群英,高廷耀.大气污染控制工程.第2版.北京:
高等教育出版社,2004
[4]裘守宇,徐鹏.水泥工业的环境污染与防治[J].环境科学与技术,2003,（S2）
[5]黄有丰,李尚才.谈水泥工业的环境保护[J].中国建材装备,2000,（03）
[6]马保国,李相国,王信刚,朱洪波.水泥工业的环境负荷及控制途径[J].水泥工程,2005,（02）
[7]左振军.科学发展水泥工业[J].水泥工业,2010,（01）;11-12
[8]陈鹏,徐卉.水泥工业重视节能环保设备的研究[J].中国水泥,2010,（03）;58-59
[9]李少平.脉冲袋式除尘器应用中存在的问题及解决方法[J].水泥,2002,（10）
[10]罗鑫,胡志光,杜昭.电除尘器的新技术及其展望[J].工业安全与环保,2004,（02）
[11]李勇.袋式除尘器的除尘机理和影响因素[J].特种橡胶制品,2003,（01）
[12]张强.袋式除尘器设计工作的探讨[J].环境工程,1994,（04）
[13]陈奕光.低压长袋脉冲袋式除尘器设计与应用[J].环境工程,2003,（03）
[14]周铁祥,李阳桐,蒋林,周玉祥.袋式除尘器的集中除尘及其新技术的应用与发展[J].新世纪水泥导报,2004,（S1）
[15]肖容绪.袋式除尘器与环境保护[J].过滤与分离,2000,（03）
[16]李铨.袋式除尘器滤料的发展与选用[J].中国建材装备,1998,（01）
[17]陶晖.中国袋式除尘器的技术进步和薄弱环节[J].中国环保产业,1995,（02）
[18]马保国.成庚生.袋式除尘器结构设计新技术[J].中国水泥,2010,（02）;65-67
[19]杨军瑞.袋式除尘器和静电除尘器在除尘系统中运用的性能对比分析[J].工业安全与环保,2010,（02）;18-19
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