1 前言
　　目前，在工業(yè)發(fā)達國家，干法旋窯新工藝系統(tǒng)中，袋收塵器的應用已十分普遍。我國廣大環(huán)保工作者在這一領(lǐng)域也做出了大膽嘗試，伴隨著新型干法工藝大型化的發(fā)展步伐，與不同規(guī)格的新型干法窯相配套的袋式收塵器也已出現(xiàn)。在環(huán)保要求高的一些地區(qū)，有
　　些水泥廠已將電收塵器改為袋收塵器。隨著設計水平的提高，新型高品質(zhì)濾料的出現(xiàn)，零配件質(zhì)量的不斷提高，袋收塵器必將越來越多地應用于窯頭、窯尾的廢氣治理中，將逐步取代電收塵器，本文將在總結(jié)自己多年來從事水泥工業(yè)煙塵治理應用研究工作以及實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以云南盤江水泥廠1 200t/d干法生產(chǎn)線窯尾“電改袋”收塵實踐為例，在對電收塵器與袋收塵器的優(yōu)缺點進行了比較的同時，并對具體的改造方法與技術(shù)參數(shù)等進行詳細的論述。
2 新型干法窯窯尾袋收塵器的應用契機
2.1 電收塵的技術(shù)局限性
　　我國電收塵器的技術(shù)水平，已經(jīng)達到國際先進水平。在水泥行業(yè)，我國已能生產(chǎn)配套10 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線超大型電收塵器，處理風量近200萬m3/h。但是，電收塵器在收塵機理上卻存在著很大的缺陷，直接制約了電收塵器的應用。
　?。?）電收塵器的收塵效率直接受粉塵比電阻制約，若要獲得高收塵效率，能耗及初投資都將遠高于袋收塵。有研究表明：當收塵效率超過99.5%以后，電收塵器電暈功率急劇增加（如表1），如果電收塵器效率在99.8%以下，其能耗低于袋收塵器，反之，效率超過99.8%時，其能耗高于袋收塵器。事實上，按照新標準，收塵效率往往達到99.9%以上，導致電收塵器的能耗及初投資成倍增加,這樣會使電收塵器對袋收塵器的傳統(tǒng)優(yōu)勢完全喪失。

　　（2）電收塵器對微細粒子處理能力有限。有專家研究表明：采用傳統(tǒng)3電場、寬間距的高效電收塵器，除去粗顆粒較易，但對PM10及PM2.5的控制很差，電收塵器前后的PM10濃度降幅不大，而PM2.5濃度幾乎沒有下降。電收塵器電場數(shù)增多可提高對PM10和PM2.5的捕集率，但這會導致電收塵器投資、運行費用成倍增加。國家有關(guān)部門正在醞釀對《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）進行修訂，控制PM10和PM2.5的排放，這也是袋收塵器能在干法旋窯上獲得推廣應用的重要契機。
2.2 袋收塵的技術(shù)優(yōu)勢
　　袋式收塵器具有高而穩(wěn)定的收塵效率，收塵效率很容易達到99.9%以上。它可同時除去煙塵中的PM10和PM2.5，使煙塵中對人類健康危害最大的PM10和PM2.5降低到無害的程度。隨著近年來的技術(shù)發(fā)展，影響袋收塵器應用的技術(shù)難題已得到解決，中國袋收塵技術(shù)與國外相比已經(jīng)差距不大。
　　(1)完善的設計及生產(chǎn)體系已經(jīng)形成。在袋收塵行業(yè)內(nèi)起帶頭作用的一批科研設計：所和骨干企業(yè)已經(jīng)成熟，整體工藝設計和結(jié)構(gòu)設計水平大幅提高，制造、安裝裝備的能力大為加強，有足夠能力開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新材料、新設備；形成了開發(fā)、制造、安裝、調(diào)試一條龍服務的運作模式，能進行工程總承包。
　　(2)關(guān)鍵技術(shù)獲得突破。制約袋收塵器應用的清灰技術(shù)、濾料技術(shù)、控制技術(shù)及本體結(jié)構(gòu)技術(shù)均獲得關(guān)鍵突破，為袋收塵器的應用提供了有力的保障。
　　(3)配套體系已經(jīng)完備。濾料的品種與質(zhì)量得到迅速發(fā)展提高，濾料除了傳統(tǒng)的滌綸、玻纖等常用材料外，諾梅克斯、P84、PPS、聚四氟乙烯等高品質(zhì)濾料也已廣泛使用；機織布、針刺氈布等織法濾料可滿足不同的工藝要求；濾布處理有壓光、燒毛處理、防油防水處理、表面覆膜處理等等，為改善濾布品質(zhì)也有多種化學處理配方。其他配件，如脈沖閥、控制器、袋籠等，品種齊全，性能、品質(zhì)都達到很高水平。另外，進口渠道暢通。行業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了完整的高水平的配套體系。
3 新型干法窯窯尾袋收塵器的設計要點
3.1 新型干法窯窯尾煙氣特點
　　窯況正常時，從窯尾出來的廢氣溫度達350度左右,窯況異常時，從窯尾出來的廢氣溫度會更高；粉塵含塵濃度高，一般在80--100g/Nm3波動；粉塵中含有大量高溫分解成分，細粉多，20--30um以下顆粒占50%以上；由于冷卻方式的不同，出冷卻器的煙氣水分含量會有很大不同，煙氣露點溫度也因冷卻方式不同而變化。
3.2 袋收塵器冷卻方式的確定
　　新型干法窯窯尾廢氣必須先進行冷卻，才能進入袋收塵器處理。目前，冷卻方式有以下幾種：（1）增濕塔或煙道直接噴水冷卻，這種冷卻方式在窯磨聯(lián)合系統(tǒng)中使用普遍，冷卻效果明顯，效果穩(wěn)定。使用這種冷卻方式，須充分考慮到噴水后引起煙氣量的增加，并要防止過度噴水引起結(jié)露糊袋。（2）風冷卻器冷卻。有自然風冷卻器和強制吹風冷卻器之分，冷卻效率低，效果不穩(wěn)定，常常需摻入冷風應急。風冷卻器鋼耗高，強制吹風冷卻器除冷卻風扇耗電嚴重外，由于系統(tǒng)中串入風冷卻器后，還會引起阻力大幅提高，導致主風機電耗增加。（3）摻冷風冷卻。這是最直接有效的一種冷卻方式，效果明顯。有專家認為：摻冷風會導致廢氣量增加，從而增加電耗。筆者認為，電耗指標應綜合評估，摻冷風雖然會導致廢氣量增加，但由于系統(tǒng)管網(wǎng)簡單，阻力低，綜合電耗比風冷卻器系統(tǒng)要低。
3.3 袋收塵器處理風量的確定
　　熟料燒成過程中產(chǎn)生的廢氣一般由四部分組成。即:(1)原料分解產(chǎn)生氣體,(2)燃料燃燒產(chǎn)生氣體,(3)水分蒸發(fā)產(chǎn)生氣體,(4)系統(tǒng)漏入的氣體。以生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥熟料為例，各部分氣體的量分析如下:
3.3.1 原料分解產(chǎn)生的氣體
　　設定水泥的熟料成分不變，因其是化學反應過程，其產(chǎn)生的氣體量不因窯形而變化，原料的種類雖有影響，但差別不大。一般生產(chǎn)每噸熟料約需1.54t原料（包括煤灰），分解出290Nm3左右氣體。
3.3.2 燃料燃燒產(chǎn)生的氣體煅燒水泥使用煤作燃料，根據(jù)固體燃料燃燒氣體量簡便計算法：完全燃燒時煙氣量為：
　　V1=（Z-1）（1.01Q^YDW /4187+0.5）+0.89Q^YDW /4187+1.65
　　其中Z為空氣過剩系數(shù)，取Z=1.15
　　設燃料發(fā)熱量為5 500×4.187kJ的煤1kg產(chǎn)生的氣體量為：
　　V1=（1.15-1）（1.01×5500×4.187/4187+0.5）+0.89×5500×4.187/4 187+1.65=7.453Nm3
　　即燒煤每發(fā)出4187kJ（1000kCal）熱量，隨之產(chǎn)生氣體7.453/5.5=1.355Nm3
3.3.3 水分蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體
　　每蒸發(fā)1kg水產(chǎn)生的蒸汽量為：
　　V2=1×22.4/18=1.244Nm3
3.3.4 漏入的空氣量
　　漏入的空氣量通常以前三項相加后乘一個漏風系數(shù)K表示。K的數(shù)值隨設備不同而不同。
3.3.5 上述4項中，第（1）項和窯型無關(guān)，第（2）、（4）項和窯型密切相關(guān)，第（3）項和煙氣冷卻方式密切相關(guān)。
3.4 袋收塵器清灰方式的確定
　　清灰效果的好壞，直接決定了袋收塵器能否長期穩(wěn)定運行。反吹風式清灰和低壓型噴吹式清灰均可采用，目前也都有成功應用的實例。反吹風類清灰屬低效清灰，允許采用低過濾風速的濾料，因此設備體積龐大，總投資高；在生產(chǎn)能力超過3 000t/d的系統(tǒng)上，缺陷明顯，不宜采用。低壓型噴吹式清灰有在線和離線清灰兩種。離線型噴吹清灰技術(shù)已經(jīng)成熟，成功應用的實例也相當多，如何降低結(jié)構(gòu)阻力及分風均勻性是采用這種清灰技術(shù)要關(guān)注的問題。在線型噴吹清灰是大型袋收塵器清灰技術(shù)的發(fā)展方向，這種收塵器結(jié)構(gòu)阻力低，在超大煙氣量場合優(yōu)勢明顯，特別適合大型干法窯系統(tǒng)，在野電改袋冶系統(tǒng)中也很實用。
3.5 袋收塵器濾料種類的確定
　　新型干法窯窯尾收塵選用的濾料，必須滿足耐高溫、耐化學腐蝕、疏水易清灰等特點，玻纖系列濾料使用較普遍。反吹風清灰類收塵器多采用玻纖織布或玻纖膨體紗類濾料，它們具有低價優(yōu)勢。行噴吹清灰類收塵器，采用FMS系列耐高溫針刺氈濾料較多。FMS耐高溫針刺氈濾料是由兩種以上耐高溫纖維混合及層狀復合而成，具有耐高溫、高強度、抗酸堿腐蝕、耐磨、抗折等特點，經(jīng)過不同的表面化學處理與后整理技術(shù)，還具有易清灰，拒水防油、防靜電等功能；并有適合150~200益、200~250益、250~300益等不同溫度段的系列化產(chǎn)品。FMS濾料與玻璃纖維濾料相比，其耐磨性、抗折性及剝離強度有明顯提高，可承擔高過濾負荷。過濾速度可達到1.5m/min以上或更高，運行阻力低。與合成化纖耐高溫濾料相比，克服了化纖濾料伸長率大、變形大、耐高溫低、耐腐蝕性差的弱點；尺寸穩(wěn)定性、強度更好，并且價格低于其他耐高溫化學纖維。是適合我國國情的新產(chǎn)品。國外有不少廠家使用P84濾料，P84濾料耐溫性、抗化學性、清灰效果都很優(yōu)良，使用效果令人滿意，但價格昂貴，很多使用廠家不能承受。綜合比較起來，F(xiàn)MS系列耐高溫針刺氈濾料較適合中國國情。
4 應用實例
　　云南盤江水泥廠1 200t/d新型干法生產(chǎn)線，窯尾收塵原設計采用電收塵器，由于電收塵器收塵效率較低，已不能滿足新標準的排放要求，因此，我們在項目實施過程中改為袋式收塵器。現(xiàn)場的實際情況是：土建工程已經(jīng)完工，整個工藝流程不能變動；電收塵器基礎(chǔ)也已經(jīng)建成，不能拆除。野電改袋冶的實質(zhì)是在原燒成-廢氣處理系統(tǒng)中，用袋收塵器取代原CDW105臥式電收塵器。
4.1 原燒成-廢氣處理系統(tǒng)配置(見表2)

4.2 袋收塵器入口煙氣特性(見表3)

　　由于本系統(tǒng)為窯、磨聯(lián)合系統(tǒng)，生料磨開、停對袋收塵器入口煙氣特性有較大影響，生料磨開機時，煙氣溫度150益，含塵濃度160g/m3；生料磨停機時，煙氣溫度180益，含塵濃度80g/m3。4.3 袋收塵器技術(shù)參數(shù)本方案采用低壓長袋脈沖收塵器，由于要遷就原電收塵器基礎(chǔ)尺寸，袋收塵器進行了非標型變型設計，收塵器型號為LCM（96+80）-2×（9+2）。技術(shù)參數(shù)如表4所示。

4.4 袋收塵器設計說明
　?。?）袋收塵器占地面積：長×寬=15000mm×11000mm，與原電收塵器基礎(chǔ)尺寸吻合。
　?。?）袋收塵器最大處理風量可達到360 000m3/h,實際使用中收塵器過濾風速長期低于1.0m/min, 對降低收塵器阻力及提高濾袋壽命十分有利。
　?。?）濾袋選用新型氟美斯（FMS9806）耐高溫針刺氈濾料，耐溫可達260益，在低過濾風速下運行，壽命可達2年以上。
　?。?）由于廠家要求，脈沖閥選用ASCO 2英寸直角閥，該閥自身阻力較高，在條件許可的情況下，建議改用淹沒式脈沖閥。
4.5 袋收塵系統(tǒng)工藝流程(見圖)

4.6 配套設備參數(shù)調(diào)整
　　電收塵器改為袋收塵器以后，系統(tǒng)工藝參數(shù)進行了相應調(diào)整，如表5所示。

5 結(jié)束語
　　隨著袋式收塵技術(shù)的不斷進步，袋式收塵器已廣泛用于水泥生產(chǎn)工藝中的每一個環(huán)節(jié)，其完全能夠達到國家規(guī)定的排放要求。為了使水泥工業(yè)成為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)，必須通過新型工業(yè)化的道路，采用成熟的先進科學技術(shù)，降低能源消耗，提高水泥質(zhì)量，降低
對環(huán)境的污染。隨著全球經(jīng)濟一體化的趨勢，我們可以用自身技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和勞動力價格低的優(yōu)勢與國外企業(yè)一爭高低，開拓和占領(lǐng)更多的國際市場。
摘自《中國水泥》