塑燒管除塵器在冶金精軋線的應(yīng)用

易柏軍，曾毅夫

(凱天環(huán)保科技股份有限公司，長沙 410100)

塑燒管除塵器在冶金精軋線的應(yīng)用

易柏軍，曾毅夫

(凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆L沙 410100)

冶金精軋線煙氣煙塵含油含水，采用傳統(tǒng)的布袋除塵等方式難以治理。塑燒管具有剛性結(jié)構(gòu)、高過濾效率、壓降穩(wěn)定、疏水疏油性、防靜電等特性，適合于治理含油含水的煙氣。塑燒管除塵器在冶金精軋線的應(yīng)用取得了良好的效果。

塑燒管;熱軋煙氣;除塵器

引言

冶金行業(yè)軋機(jī)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣為多相流體，含有水分、油分、超細(xì)鐵氧化物等潮濕粘細(xì)粉塵，傳統(tǒng)的布袋除塵器會(huì)因糊袋而不能正常使用。過去多采用濕法除塵，如文式管除塵器或濕式電除塵器。隨著國家對(duì)煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和企業(yè)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，由于濕法除塵容易造成二次污染，而且后續(xù)的廢水處理費(fèi)用也很高[1]，因此已滿足不了當(dāng)今環(huán)保的要求。由此，國內(nèi)的一些企業(yè)將基于美國戈?duì)柤夹g(shù)的塑燒管作為過濾單元設(shè)計(jì)的除塵器用于精軋除塵系統(tǒng)，經(jīng)過使用，取得了良好的治理效果，同時(shí)也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，為塑燒管除塵器開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

1 熱軋板煙塵特點(diǎn)

鋼板在精軋過程中會(huì)產(chǎn)生大量的脫落氧化鐵粉、冷卻水蒸氣及潤滑油的燃燒灰分，在軋機(jī)機(jī)架間會(huì)產(chǎn)生大量的有害煙塵。煙氣的主要成分有FeO、Fe2O3、H2O、油煙等。為了減輕和消除這些有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，改善操作條件，在精軋機(jī)機(jī)架設(shè)置排煙除塵系統(tǒng)，使軋機(jī)產(chǎn)生的煙氣全部經(jīng)密閉式吸氣罩由塑燒管除塵器進(jìn)行凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。

煙氣參數(shù)如下：煙氣量28萬m3/h；介質(zhì)為含塵氣體（含水汽和油霧）；介質(zhì)容重約1.2kg/Nm3；吸氣罩入口粉塵濃度1g/m3；粉塵成分為氧化鐵粉、油、水蒸氣；吸氣罩入口煙氣溫度75℃～90℃；吸氣罩入口煙氣含水量15%～20%（重量百分比）。

2 塑燒管的性能特點(diǎn)

SINBRAN濾管作為塑燒管除塵器的過濾單元，是一種以燒結(jié)多孔聚四氟乙烯材料為基體，并在其表面碾壓GORE－TEX膜的結(jié)合物，同時(shí)具備有膜過濾與剛性體過濾的優(yōu)點(diǎn)。SINBRAN濾管體積小，過濾面積大的堅(jiān)固剛性過濾體特點(diǎn)允許較高的工作壓力，并具備很長的使用壽命。GORE－TEX過濾膜的均勻平滑性導(dǎo)致了特別高的表面過濾效率。微塵幾乎完全被阻留在過濾膜表面，不會(huì)進(jìn)入燒結(jié)體內(nèi)部使之阻塞，因而大大降低了壓力損失。塑燒管外形如圖1所示。

圖1 塑燒管（SINBRAN）外形

2.1 粉塵捕集效率高

SINBRAN過濾元件的捕集效率是由其本身特有的結(jié)構(gòu)和覆膜層來實(shí)現(xiàn)的，而袋式除塵器的高效率則是建立在黏附粉塵的二次過濾上。一般情況下，塑燒管除塵裝置的排氣含塵濃度可保持在2mg/m3以下。雖然排放濃度與含塵氣體入口濃度及粉塵粒徑等有關(guān)，但通常對(duì)2μm以下超細(xì)粉塵的捕集效率可保持在99.9%的超高效率。

2.2 壓力損失穩(wěn)定

由于SINBRAN濾管是通過表面的覆膜層對(duì)粉塵進(jìn)行捕捉的，其光滑的表面使粉塵極難透過與停留，即使有一些極細(xì)的粉塵可能會(huì)進(jìn)入空隙，但隨即會(huì)被設(shè)定的脈沖壓縮空氣流吹走，所以在過濾管母體層中不會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，只要經(jīng)過很短的時(shí)間，過濾元件的壓力損失就趨于穩(wěn)定并保持不變。

2.3 清灰效果良好

濾材本身固有的剛性與其光滑的表面，使粉體幾乎無法與其他物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)和附著現(xiàn)象。濾管的剛性結(jié)構(gòu)也使得脈沖反吹氣流從空隙噴出時(shí)濾管無變形。脈沖氣流直接由內(nèi)向外穿過濾管作用在粉體層上，所以濾管表層被氣流托附的粉塵在瞬間即可被除去。脈沖反吹氣流的作用力不會(huì)因?yàn)V管被緩沖吸收而減弱。

2.4 強(qiáng)耐濕性

由于制成濾管的材料及覆膜層具有完全的疏水性，水噴灑在上面將會(huì)看到凝聚水珠匯集成水滴淌下的現(xiàn)象。故纖維織物濾袋因吸濕形成水膜而引起阻力急劇上升的現(xiàn)象在SINBRAN濾管除塵器上不會(huì)發(fā)生，這對(duì)于處理冷凝結(jié)露的高溫油煙粉塵和吸濕性很強(qiáng)的粉塵將有很好的效果。

2.5 具有良好的抗靜電性能

在塑燒管外表面噴涂導(dǎo)電性良好的物質(zhì)，經(jīng)過整體成型與燒結(jié)工藝，塑燒管過濾單元具有良好的導(dǎo)電性能。同時(shí)在除塵設(shè)備的安裝與施工過程中確保每個(gè)部位均為等電位連接及接地，以便確保除塵系統(tǒng)的安全性與可靠性，這對(duì)于易燃易爆的粉塵治理非常重要。

2.6 使用壽命長

SINBRAN濾管的剛性結(jié)構(gòu)消除了纖維織物濾袋因骨架磨損引起的壽命問題。其壽命長的另一個(gè)重要表現(xiàn)還在于其不需要經(jīng)常的維護(hù)與保養(yǎng)，濾管的無故障運(yùn)行時(shí)間較長。良好的清灰特性將保持其穩(wěn)定的阻力，使SINBRAN濾管除塵器可長期有效地工作。事實(shí)上，如果不是溫度或一些特殊氣體未被控制好，SINBRAN濾管除塵器的工作壽命將會(huì)相當(dāng)長。

3 塑燒管除塵器的應(yīng)用

3.1 塑燒管除塵系統(tǒng)工藝流程

除塵系統(tǒng)工藝流程：由吸氣罩捕集到的含塵氣體經(jīng)管道進(jìn)入除塵器內(nèi)，通過塑燒管過濾單元進(jìn)行塵氣分離。凈化后的氣體通過風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。附著于塑燒管表面的粉塵通過電磁閥引導(dǎo)壓縮空氣反吹后落入灰斗內(nèi)，然后通過螺旋輸送機(jī)，回轉(zhuǎn)卸灰閥排出，由用戶統(tǒng)一回收處理。精軋除塵系統(tǒng)共有4個(gè)除塵點(diǎn)，每點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)量為70,000m3/h，總計(jì)280,000m3/h。

除塵器、風(fēng)機(jī)、消聲器等露天布置。除塵系統(tǒng)在電氣控制室中進(jìn)行監(jiān)測(cè)、顯示、控制和操作，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置機(jī)旁操作箱，以便調(diào)試維修。塑燒管除塵系統(tǒng)如圖2所示，塑燒管除塵器如圖3所示。

圖2 塑燒管除塵系統(tǒng)

圖3 塑燒管除塵器

3.2 塑燒管除塵器工作原理[2]

含塵氣流經(jīng)風(fēng)道進(jìn)入中部箱體，當(dāng)含塵氣體由塑燒管的外表面通過塑燒管時(shí)，粉塵被阻留在塑燒管外表面的PTFE涂層上，潔凈氣流透過塑燒管外表面經(jīng)其內(nèi)腔進(jìn)入凈氣箱，并經(jīng)排風(fēng)管道排出。附著在塑燒管外表面的粉塵經(jīng)壓縮空氣反吹，在氣流及重力作用下落入灰斗。 塑燒管除塵器的工作原理與普通袋式除塵器基本相同，其區(qū)別在于塑燒管的過濾機(jī)理屬于表面過濾，主要是篩分效應(yīng)，塑燒管除塵器的阻力波動(dòng)范圍比袋式除塵器小，使用塑燒管除塵器的除塵系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定。

3.3 除塵器流場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

塑燒管除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，氣流分配不合理會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行阻力上升，清灰效果差。尤其對(duì)于較細(xì)、較黏、較輕的粉塵，流場(chǎng)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。根據(jù)除塵器的相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，對(duì)進(jìn)氣口的氣流分配進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用多級(jí)短程進(jìn)風(fēng)方式，通過變徑管使氣流均勻進(jìn)入每個(gè)箱體，并且在每個(gè)箱體進(jìn)風(fēng)口設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，可對(duì)每個(gè)箱體風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在每個(gè)箱體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板，使氣流進(jìn)入箱體后均勻通過過濾單元，同時(shí)大顆粒粉塵在導(dǎo)流板作用下落入灰斗，減輕后續(xù)過濾單元的負(fù)荷。

3.4 脈沖噴吹系統(tǒng)設(shè)計(jì)

塑燒管除塵器采用脈沖噴吹系統(tǒng)進(jìn)行清灰，同時(shí)為節(jié)省投資，在經(jīng)過計(jì)算確保清灰效果的前提下，使用一個(gè)電磁閥控制兩排濾管噴吹。運(yùn)行實(shí)踐證明，這種設(shè)計(jì)是合情合理的。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)有儲(chǔ)氣罐、油水分離器、粗過濾器和精過濾器四級(jí)過濾，確保了噴吹系統(tǒng)工作的可靠性與穩(wěn)定性。

3.5 除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

塑燒管除塵器由箱體、框架、脈沖噴吹系統(tǒng)、排灰裝置等組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以塑燒管為過濾元件，箱體較小，結(jié)構(gòu)緊湊，灰斗設(shè)計(jì)成船形，防止?jié)耩せ覊m在灰斗中搭橋影響灰塵排放。塑燒管除塵器凈氣箱體如圖4所示，塑燒管除塵器中箱體和灰斗如圖5所示。

圖4 塑燒管除塵器凈氣箱體

圖5 塑燒管除塵器中箱體和灰斗

3.6 除塵器防結(jié)露措施

由于塑燒管除塵器為室外安裝，考慮到冬季氣溫影響，對(duì)除塵器中箱體和灰斗設(shè)有保溫措施，同時(shí)灰斗還設(shè)有蒸氣加熱裝置，防止低溫時(shí)粉塵結(jié)露而影響除塵器排灰。

3.7 除塵器控制系統(tǒng)

除塵器控制系統(tǒng)包含PLC控制柜、低壓配電柜（含控制）、機(jī)旁操作箱、檢修電源箱、接線端子箱等。除塵器的PLC柜和控制柜預(yù)留足夠的輸入和輸出接口，并具有計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程傳輸顯示功能。粗軋和精軋2個(gè)PLC和遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制PC機(jī)）自成一網(wǎng)絡(luò)，由該計(jì)算機(jī)對(duì)粗軋、精軋除塵系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，有故障報(bào)警等功能。

3.8 除塵器性能技術(shù)參數(shù)

塑燒管除塵器性能技術(shù)參數(shù)見下表。

塑燒管除塵器性能技術(shù)參數(shù)表

4 使用效果

（1）該塑燒管除塵器自2009年投入運(yùn)行以來，工作穩(wěn)定可靠。塑燒管除塵器省去了常規(guī)濕式除塵器的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，每年可節(jié)省費(fèi)用50萬～60萬元，且不存在二次污染，凈化了操作環(huán)境。

（2）由于塑燒管除塵器的高凈化效率，經(jīng)處理后的排放煙塵濃度在2mg/m3以下，低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）除塵器流場(chǎng)經(jīng)過了優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮了風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和導(dǎo)流板，使得除塵器運(yùn)行阻力控制在1600Pa以下。

5 結(jié)論

（1）湖南華菱漣源鋼鐵有限公司精軋線塑燒管除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作、安裝、調(diào)試完全滿足使用要求，粉塵排放濃度完全符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）采用了風(fēng)量調(diào)節(jié)和均流措施，對(duì)除塵器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，塑燒管除塵器運(yùn)行阻力低，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)也提高了塑燒管的使用壽命。

（3）塑燒管除塵系統(tǒng)既改善了大氣環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，節(jié)省了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，體現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。

[1]王曉. 塑燒板除塵器在熱軋帶鋼生產(chǎn)工況的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2009，35（4）:19.

[2]姜鳳有. 除塵設(shè)備—設(shè)計(jì)、制作、安裝與管理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

Application of Sinter-pine Precipitator in Metallurgical Hot Rolling Mill

YI Bo-jun, ZENG Yi-fu
(Kaitian Environmental Protection Technology Co., Ltd, Changsha 410100, China)

Metallurgical hot rolling mill fume contains oil and water, and it is hard to be treated with the traditional bag dust collecting way. The Sinter-pine has the characteristics： rigid structure, high efficiency in filtering, stable voltage drop, dredging water and static-free, and it is very suitable for treating the fume containing oil and water. Sinter-pine precipitator has performed well in metallurgical hot rolling mill.

sinter-pine; hot steel rolling fume; precipitator

X701.2

A

1006-5377（2011）06-0034-0004

湖南省社會(huì)科技發(fā)展支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2009SK2004）。