失效布袋除塵器的成功改造

□□吳軍平

失效布袋除塵器的成功改造

Successful Modification on Failure Bag Filter

□□吳軍平

浙江某水泥廠采用先進(jìn)的新型干法工藝生產(chǎn)，擁有一條2500t/d熟料新型干法生產(chǎn)線，采用五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器帶CDC分解爐的水泥生產(chǎn)技術(shù)，2003年9月投入試生產(chǎn)。由于地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角地區(qū)，因此在項(xiàng)目實(shí)施初期，有關(guān)方面就對(duì)該項(xiàng)目的環(huán)保提出相當(dāng)高的指標(biāo)要求，其用于環(huán)保設(shè)施方面的投資超過(guò)設(shè)備總投資的10%，其中窯尾煙氣處理采用脈沖噴吹式布袋除塵器，濾袋則使用價(jià)位相對(duì)較高的進(jìn)口P84濾料。

投產(chǎn)初期，各項(xiàng)環(huán)保檢測(cè)指標(biāo)均符合當(dāng)時(shí)的《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。但僅數(shù)月過(guò)后，窯尾廢氣排放煙囪就逐漸發(fā)生冒灰現(xiàn)象，為了盡快找出問(wèn)題所在，設(shè)備廠商與用戶多次進(jìn)行協(xié)商處理，卻一直難以阻止問(wèn)題的繼續(xù)惡化，導(dǎo)致生產(chǎn)直接受到影響。本文就該窯尾布袋除塵器的失效作一簡(jiǎn)單分析。

1 煙氣處理工藝流程

該水泥廠窯尾煙氣處理工藝流程見(jiàn)下圖1。從圖中可見(jiàn)，窯尾煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器后進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)，然后分成兩路，一路通向生料磨進(jìn)行烘干，另一路進(jìn)入增濕塔，經(jīng)調(diào)質(zhì)后進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行凈化，然后經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣。

該布袋除塵器使用直徑較小的130mm×6000mm的濾袋，設(shè)計(jì)緊湊。26個(gè)凈氣分隔室，既可以采用在線清灰方式，也可以采用離線清灰方式。表1是該除塵器的技術(shù)條件參數(shù)。

2 除塵器濾袋失效分析

2.1 P84濾料的失效

除塵器中的布袋最初采用的是價(jià)位相對(duì)較高的進(jìn)口P84濾料，足見(jiàn)各方對(duì)環(huán)保要求的重視。可系統(tǒng)投入運(yùn)行僅僅數(shù)月就發(fā)生大面積的泄漏，使得各方不得不多方面查找問(wèn)題的所在。從布袋破損的跡象發(fā)現(xiàn)，最初破損位于袋室兩側(cè)，但是在對(duì)濾袋的強(qiáng)度及透氣率作進(jìn)一步的檢測(cè)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，其他位置的濾袋的脹破強(qiáng)度在使用僅僅數(shù)月之后也大幅度降低，因而出現(xiàn)布袋大面積的破損失效，與此同時(shí)除塵器的運(yùn)行壓差也在迅速升高，從最初的1500Pa，僅經(jīng)過(guò)短短不到半年便逼近3000Pa，而且當(dāng)時(shí)仍在保持上升勢(shì)頭。

為了進(jìn)一步了解濾袋強(qiáng)度下降的真相，我們不妨對(duì)P84濾料的物理化學(xué)性能作一簡(jiǎn)單的了解。P84化學(xué)名稱聚酰亞胺，實(shí)驗(yàn)室條件下連續(xù)工作溫度235℃，瞬間耐溫260℃。高溫狀態(tài)下易水解。容易受到煙氣中的NOx，尤其是NO2的侵蝕。圖2為P84在特定溫度下受NOx侵蝕曲線圖。

在該窯尾煙氣處理應(yīng)用中，實(shí)際運(yùn)行溫度為180℃～220℃，煙氣中含有大量氮氧化物和水氣，因此P84濾袋的強(qiáng)度大幅下降，除了在高溫應(yīng)用中水解外，還受到煙氣中NO2的侵蝕。對(duì)濾袋的化學(xué)分析結(jié)果再次證實(shí)了這一點(diǎn)。且濾料深層都充滿粉塵，幾乎將濾料的孔隙全部堵塞，這也就造成了除塵器壓差高的運(yùn)行狀態(tài)。

表1 窯尾除塵器技術(shù)條件參數(shù)

2.2 諾梅克斯（Nomex）濾料的失效

由于P84濾袋的全面失效，用戶決定采用其他材料的濾料。當(dāng)時(shí)正值浙江地區(qū)水泥市場(chǎng)比較低迷，各個(gè)水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況都比較吃緊，因此諾梅克斯濾料由于價(jià)位相對(duì)比較有競(jìng)爭(zhēng)力，很快被認(rèn)定為替代產(chǎn)品。但使用僅3個(gè)月的時(shí)間，窯尾煙囪又開(kāi)始冒灰，而且日趨嚴(yán)重，除塵器維護(hù)相關(guān)人員不得不再次面臨同樣的窘境。從陸續(xù)拆下的破損濾袋發(fā)現(xiàn)，與以前P84濾袋破損規(guī)律比較接近，起初也是靠近袋室的兩側(cè)，同時(shí)全部濾料逐漸變成紅褐色，強(qiáng)度也大幅度下降，隨后便發(fā)生各位置濾袋的破損。常常由于排放超標(biāo)不得不停窯檢修除塵器。為了再次找出問(wèn)題的原因，樣品濾袋也多次送有關(guān)單位和機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。與上一次相同，除塵器的壓差也在急速上升，由于壓差的升高，導(dǎo)致窯內(nèi)沒(méi)有足夠的負(fù)壓，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的產(chǎn)質(zhì)量。

諾梅克斯濾料的性能當(dāng)然也再次成為分析濾袋失效的關(guān)鍵因素之一，我們不妨也對(duì)諾梅克斯作一些簡(jiǎn)單的了解。諾梅克斯在實(shí)驗(yàn)室條件下連續(xù)工作溫度200℃，瞬時(shí)耐溫220℃。易水解，抗酸性能較差。當(dāng)酸性氣體比如SOx或NOx等含量達(dá)到一定量時(shí)，諾梅克斯纖維就會(huì)急速退化，并且加速其水解。圖3為諾梅克斯濾料在一定溫度下受SO2侵蝕后的強(qiáng)度曲線圖。

經(jīng)多家單位及機(jī)構(gòu)對(duì)失效諾梅克斯濾袋樣品的分析發(fā)現(xiàn)，除最初有部分濾袋為機(jī)械磨損失效，大部分濾袋強(qiáng)度大幅下降，主要為水解，以及SO2侵蝕。由于濾料深層基本被粉塵堵死，其透氣率也極低，因此造成除塵器系統(tǒng)壓差居高不下。

3 失效后的改造

為了盡快擺脫排放等問(wèn)題對(duì)生產(chǎn)的影響，用戶先后邀請(qǐng)了多家濾料供應(yīng)廠商對(duì)該工況進(jìn)行分析比較，同時(shí)也對(duì)各種不同材料的濾料進(jìn)行了物理化學(xué)性能的比較。

為了解決除塵器壓差高的問(wèn)題，決定使用具有表面過(guò)濾功能的覆膜濾料，而不再使用以前易導(dǎo)致深層堵塞的普通濾料。普通濾料的深層過(guò)濾，由于主要依靠初始粉餅實(shí)現(xiàn)過(guò)濾，并且粉塵逐漸滲入濾料的深層難以清灰，極易造成濾料的堵塞。而覆膜濾料依靠的是表面一層極光滑的薄膜實(shí)現(xiàn)過(guò)濾，這層薄膜的孔隙連續(xù)均勻，而且非常致密，粉塵無(wú)法滲入深層，不會(huì)對(duì)透氣率產(chǎn)生影響。由于其表面光滑憎水，粉塵很難粘附，清灰容易，因此在使用過(guò)程中能始終保持較低的運(yùn)行壓差。

基料則選擇耐溫更高，抗化學(xué)性能佳的玻纖料。玻纖連續(xù)工作溫度達(dá)260℃，瞬間耐溫288℃，且耐水解，不氧化，抗酸性能好。

覆膜玻纖濾袋投入使用后，技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行條件，對(duì)噴吹系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了一些優(yōu)化。現(xiàn)各方面的運(yùn)行參數(shù)都很理想，除塵器壓差比以前大幅度下降，在過(guò)濾風(fēng)速達(dá)到1.19m/min的條件下，一直保持在1500～1600Pa。

盡管如此，以前袋室兩側(cè)部分的過(guò)早破損在某些袋室依舊發(fā)生，為了查出局部位置發(fā)生濾袋破損的真正原因，相關(guān)技術(shù)人員深入灰斗底部，觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，并提出局部整改方案。經(jīng)過(guò)對(duì)所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的整改，類似問(wèn)題再也沒(méi)有發(fā)生。同時(shí)對(duì)使用中的濾袋進(jìn)行了分析檢測(cè)，使用將近一年后強(qiáng)度和透氣性均保持較好的狀態(tài)。

如今排放污染的問(wèn)題未再發(fā)生，而且除塵器的運(yùn)行阻力也很理想，從濾袋的檢測(cè)分析結(jié)果推測(cè)其使用壽命完全可以超過(guò)預(yù)期。

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TQ172.688.3

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1001－6171（2010）05－0108－02

2010－01－13；編輯：趙 蓮