袋除尘器与现代水泥工艺收尘技术的新进展

　　自34年前第一台高温反吹风布袋收尘器推向中国市场以来，天津水泥工业设计研究院有限公司一直对高温布袋收尘器进行艰苦的探索和研究，以便不断地改进其产品质量和满足日益增涨的市场需求。更主要的是满足不断更新的国家“水泥厂大气污染排放标准”的要求，时刻面对更加严格的检测对于烟囱排放指标的限制。 

　　水泥生产过程的扬尘问题历来是一个非常严重的问题。但经过我们环保工作者的不断努力，近年来，现代化水泥厂已基本控制了过程排尘，它依托于环保收尘技术的不断发展和收尘设备的不断完善。各收尘点的排放浓度均可做到在30mg/Nm3以下，特别非常难做的是水泥厂的主排尘点的除尘器，多是工艺收尘设备。我们做了很多工作，同时见证了我国袋除尘技术与现代水泥厂收尘的进展历程。

　　水泥厂主排尘点的除尘器一般是指生料及烧成系统的窑尾及生料磨收尘器、窑头篦冷机废气收尘器；水泥磨收尘器和煤磨收尘器。它们都是工艺不可缺少的主设备，许多是作为成品收集器。从水泥生产工艺讲是不可奇缺的主设备，从环保角度讲他们是主排尘点，废气量占全厂总废气量的90％，因此称为水泥工艺收尘器，它的重要性不言而喻。重要的是这些废气的净化处理难度也是最大的。下面回顾一下水泥厂工艺收尘的发展：

　　80年代前期，我国的电收尘器和袋收尘器技术还相当落后，没有系统的技术基础，主要表现是：

　　（1）对除尘的机理及请回技术上缺乏深入的研究，除尘器新产品的开发处于移植测绘翻版的水准，结构鱼龙混杂，除尘和清灰效率低下。

　　（2） 与除尘配套的机电产品及材料形式陈旧、功能不齐、性能不好、寿命不长。

　　（3） 作为袋式除尘器的核心部件的滤料及滤袋存在较大差距，滤料的材质局限于涤（常温）、玻璃（高温），国产耐高温合纤滤料尚不过关。

　　（4）制造除尘器的工艺水平和工艺装配设备比较落后，技术文件不完善，执行标准不严格，质量控制和管理体系比较薄弱，产品质量难以得到充分保证，与国外设备相比，存在明显差距，既收尘效率不高，性能不稳定，配件寿命很短。 因此，无论是水泥磨、生料磨、煤磨生产工艺，均需旋风收尘器作为中间成品收集，不能直接利用电或袋除尘器收集成品，系统复杂，效率低。而窑头窑尾高温废气收尘也只能靠电除尘器。

　　80年代中后期，我国水泥工业以天津水泥工业设计研究院为技术依托单位分别系统引进了德国鲁奇公司的BS780电除尘器技术和美国富乐公司的系列袋除尘技术。同时我国干法水泥工艺也引进了国外先进技术，并开始了现代干法水泥生产线的开发和实践。从90年代初开始天津水泥工业设计院设计的干法生产线中，如当时的本溪、工源、北京水泥厂等，在水泥磨煤磨车间工艺中开始直接利用PPDC型气箱脉冲袋收尘器作为高浓度的成品收集器，大大简化了生产工艺。此时的收尘器应称为工艺收尘器。
94年开始天津院设计的北京水泥厂2000t/d水泥熟料生产线首次应用了分室风机反吹清灰的大型高温窑尾袋收尘器，应用成功，获得了98年度国家级科技进步3等奖。另外在山西潞城水泥厂也是采用的这种窑尾袋收尘器，并且窑头冷却机也采用了袋收尘器；北京水泥厂的矿渣烘干机也首次采用了袋收尘器。标志着我国现代干法水泥生产开始了高温袋收尘器应用。这也依托高温滤料的发展和成熟。

　　95年天津水泥设计院又带头引进了国际上最先进的德国鲁奇公司BS930电收尘技术。经过学习和实践，成功开发了第二代电收尘器。它的典型特征是设计排放出口浓度不大于50mg/Nm3。最重要的是，结构开发设计扩大了应用范围，窑尾电收尘器允许通过高负压、高气体含尘浓度。使水泥工业生产工艺更趋简化。为简化生料辊式磨工艺流程，出磨生料粉不再采用选粉机，而直接进入电收尘器。我们已经在海螺2500t/d、5000t/d等多条水泥熟料生产线上应用了这种电收尘器。这无疑又是最重要的工艺收尘器。

　　2000年开始，天津水泥工业设计研究院在吸收美国富乐公司袋收尘器技术的基础上在水泥生产线推出了改进型PPDC既LPF系列气箱脉冲清灰袋收尘器。为了满足新的环保排放要求，设计全部采用了高性能高质量的滤袋（其重量指标不低于500g/m2）和进口名牌脉冲阀。对于重要用途的工艺袋除尘器给与特殊考虑，包括特殊结构处理、特殊虑料材质、过滤风速等，成功应用于水泥粉磨、OSEPA选粉机、煤粉磨工艺等的成品收集。

　　但是由于环保要求的不断提高，要真正达到高的排放限值，如<30g/Nm3,采用电除尘器，无论是设备的一次投资还是运行成本都是非常高的。对比采用袋收尘器将具有优势。关键是开发的袋收尘器应是更高的收尘效率和更低的设备阻力，但是PPDC气箱脉冲袋除尘器不能胜任。

　　2001年开始开发了高效低阻袋收尘器。

　　许多人认为袋收尘器阻力比电收尘器高，那么它们在系统能耗上，袋收尘器一定比电收尘器高。其实不然，我们在为拉法基和海德堡公司水泥工程配套供应袋收尘器的实践中得到了新的理念。收尘器怎样能为用户带来效益呢？

　　1、满足法律法规要求是根本；
　　2、提高收尘效率，降低排放；
　　3、提高驱进速度或增加气-布比，即过滤元件的单位面积处理气量量加大； 
　　4、降低集尘能耗（电收尘器电晕功耗低，袋收尘器压差降低）； 
　　5、降低清灰能量，即清灰震打功率降低或减少压缩空气使用量；
　　6、延长设备及配件（主要是滤袋）寿命；
　　7、降低维护成本；
　　8、降低设备价格。

　　这八项指标都有具体测量指标，并分别赋予权重值，成熟的公司是把这八项指标的综合值作为收尘设备评价的依据。这才是真正的性价比。我们了解到，国外工程公司将第4、5项的权重，即综合能耗比的权重明显加大，一般要高于其它项权重的一倍。

　　依据前面提出的八项指标和评价准则，针对目前我国的环保标准和环保政策，对水泥厂收尘设备－电或袋收尘器选择进行评价，袋除尘器的一次投资费用偏高，而若选用低阻高效袋除尘器，在运行费用、除尘效果方面比电除尘器有相当大的优势。无疑，采用袋除尘器是最佳选择。这就是近年来拉法基和海德堡公司所建水泥厂多数100％采用袋除尘器的原因。也是国内许多大的集团公司越来越多的采用袋除尘器和进行电除尘器改造为袋除尘器的原因。

　　几年来，天津水泥工业设计研究院，中天仕名科技集团已经为多条拉法基和海德堡公司的水泥生产线提供全厂高效低阻袋除尘器，包括高浓度、高负压、窑头窑尾及生料磨成品收集三合一的袋除尘器。如重庆拉法基水泥公司、都江堰拉法基水泥公司、印度拉法基水泥公司、俄罗斯海德堡TULA水泥公司等。

　　同时，也为国内外多家水泥生产线提供了大型高温高效低阻袋除尘器。如亚泰哈尔滨水泥公司、天瑞大连水泥公司、金刚白山水泥公司、延吉德全水泥公司、陕西尧柏水泥公司、福建闽福水泥公司、国外巴基斯坦、越南、柬埔寨、美国SCC、俄罗斯SCP和埃及等多条生产线。同时还为多条现有水泥生产线提供了电除尘器改造为袋除尘器总包工程及服务。如北京琉璃河水泥公司一线窑尾、天瑞汝州水泥公司一二线窑尾、天瑞裕泰水泥公司窑尾、金隅赞皇水泥窑尾、焦作千业水泥公司窑头、蒙西海拉尔水泥公司窑尾收尘器等。其中，天瑞汝州水泥公司二线窑尾收尘器是不改变工艺的情况下直接由高浓度电除尘器改为袋除尘器。

　　这种袋除尘器的优点是：

　　1、采用行喷脉冲袋收尘器技术设计。工艺收尘器全部为室内换袋（Walk in）结构，保证设备漏风率真正低于3％。
　　2、采用我公司已获得国家发明专利的自助冷却清灰装置，确保联续清灰效率。
　　3、采用低CAN风速结构设计，保证设备高效运行。
　　4、可用于高浓度高负压系统收尘。
　　5、关键件采用国际名牌产品，确保设备性能优越。例如脉冲阀采用澳大利亚GOYEN产品、气缸采用台湾AIRTAC产品。脉冲阀膜片保证1000000次和5年的使用寿命。
　　6、采用智能运行监测系统，全面监视系统运行中的气体温度压力及分室压差监控、分风状况和破袋检测，实施反馈清灰控制及异常报警，保证运行中破袋检测快速准确。
　　7、获国家发明专利的完美的清灰控制系统，西门子PLC，内设置定时、定阻、在线及离线清灰程序。触摸屏人机界面，可方便实现清灰程序、间隔、强度可调,同时设置运行参数监控显示。
　　8、标准板块结构设计，方便现场安装，并利于结构密封施焊。
　　9、挂袋多孔板全部采用数控激光切割成型，确保尺寸定位及形状公差小于0.1mm，孔板平面度公差小于3mm。
　　10、整机阻力确保低于1500Pa，比前代袋收尘器节约运行电耗约10％。
　　11、由于这种袋除尘器的诸多优势，现在，水泥工业除尘，特别是工艺除尘系统几乎100％采用。它是现代水泥工业除尘最新技术的标志。

　　展望今后水泥厂收尘技术的发展，我们认为：尽管我国收尘技术已有长足的发展，但是有许多理由需要我们继续努力。

　　1、 随着环保要求的日益严格，袋收尘器将越来越多的应用于窑尾、窑头的废气处理，电除尘器将更多的被改造为袋除尘器，甚至逐渐取代电收尘器。
　　2、随着水泥原料辊式磨机的大量应用，简化粉磨工艺，将大量采用窑尾高浓度袋收尘器作为成品收集器。
　　3、窑头、窑尾及生料磨的成品收集一体的混合袋除尘工艺将越来越多。
　　4、随着信息化时代的到来，对水泥厂排尘的自动连续监控将逐渐实施。基于无线通讯技术进行设备运行故障智能监测及控制的“傻瓜”袋除尘器将很快出现。
　　5、由于电、袋收尘器各自的优缺点，真正的电、袋合一的收尘器将出现，并投入工业运行，它集电收尘器和袋收尘器的优点于一身，靠静电作用于滤袋积灰的清除，高效、高气—布比、低阻力、低出口排放。