鋼鐵行業生產工藝除塵超凈排放用濾料特性的試驗研究

吳洋　司金鳳　張花

摘 要：我國目前正處于發展階段，隨著工業的不斷發展，大氣污染日趨嚴重。而大氣環境污染的主要排放源就是鋼鐵行業的生產造成的。如今為了改善大氣環境污染必須在鋼鐵行業的生產工藝上下功夫，工藝中實現除塵超凈排放已然成為鋼鐵行業亟需解決的問題。有一種除塵效率高、結構簡化、運行費用低的袋式煙氣凈化技術，在當今鋼鐵行業中得到了大面積使用，這項技術當中，濾料是起到最主要作用的原件。本文從鋼鐵行業超凈排放使用的濾料特性著手進行試驗研究。

關鍵詞：鋼鐵行業；超凈排放；濾料特性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.021

1 引言

隨著全國大氣環境污染的日益嚴重，全國各地都頻頻出現了霧霾天氣，因此在經濟快速發展的同時對環境的污染也開始慢慢重視起來，尤其是污染較為嚴重的工業污染。在工業污染中，鋼鐵行業帶來的污染是最主要的污染源。

2 鋼鐵行業常用的濾料可靠性試驗

材料的可靠性在于其抵抗物理或者化學方式破壞的能力，抵抗能力強弱，需要從力學性能、耐熱性能、耐腐蝕性能方面進行對比分析。因為不同材料制作的濾料其可靠性差別巨大，有些材料可以耐熱但是耐腐蝕性很低，很難做到完美狀態，因此，通過對各種試驗研究出材料耐腐蝕性的差異，尋找適宜溫度范圍，來確定濾料不同的使用環境。

經過大量的試驗研究表明，滌綸氈濾料和一般的滌綸機織布濾料在力學性能方面突出，同時一種抗靜電的濾料斷裂強度也很大，這幾種濾料在一些需要受強力的工作環境下特別適合；但是這幾種材料的耐高溫性較差，不能用于高溫行業的工業場所。在石灰窯、軋鋼等場所，使用濾袋技術對煙氣進行除塵，煙氣中包含一些酸性或者堿性的氣體混入煙氣當中，如果濾料抗腐蝕性差，則會大大減少濾袋的使用壽命。經過研究發現，滌綸濾料和抗靜電的濾料在酸性腐蝕的條件下，有一定強度，在20%和40%的酸性濃度下，可以滿足所有的要求。其中有一個特殊的問題，在40%的酸性濃度下，只有18#的濾料不能符合其要求。

3 常用濾料過濾特性試驗研究

在濾料滿足可靠性的基礎上，還需要滿足過濾性的條件，看其能否滿足排放粉塵被有效過濾。通過對20余種濾料的過濾性進行相關的試驗，得到以下結論：濾料的過濾性能和濾料的材質沒有關系，和濾料的加工工藝有一定的聯系。覆膜濾料的孔徑要小一些并且孔徑比較集中，然而未覆膜濾料孔徑要大一些并且孔徑分散在各個地方，所以在過濾細微粉塵時覆膜濾料要比未覆膜濾料好很多。所以在鋼鐵企業在除塵設備濾料選擇時盡量選擇覆膜濾料，而不要選擇未覆膜濾料。然而我們在過濾阻力的試驗測試下表明，覆膜濾料的透氣性可能要差一些，但是總體來說，設備的運行比較正常。為了滿足透氣性這方面的原因，我們也做了與阻力相關的風速試驗，通過表1可得出，在使用低風速的情況下，過濾阻力和過濾效果還是能滿足各項要求。

4 對濾料過濾性能灰色關聯的評價

灰色關聯分析是將涉及濾料過濾性的所有因素作為研究基礎，通過分析不同因素變化趨勢，來尋找事物之間關聯性的分析手段，可以從特別繁瑣的數據中找出規律并進行技術分析。

通過灰色關聯進行綜合考慮分析得出，覆膜濾料的過濾性要比未覆膜濾料的過濾性效果好，而水刺濾料的過濾性不亞于覆膜濾料，和未覆膜濾料的過濾性相比較可知，水刺濾料的過濾性要好于未覆膜濾料。在水刺濾料之后還有針刺氈濾料、機織布濾料，其過濾性要再差一些。

5 石灰窯燒窯工藝除塵濾料試驗研究

石灰窯燒窯的工作情況是通過燒窯最后的高溫煙氣對設備內的石灰石進行高溫加熱，然后加熱的石灰石運回窯內再次高溫煅燒，煅燒后的石灰石在經過冷空氣冷卻，這些被石灰石預熱的空氣進入窯內，最后窯尾的廢氣需要通過過濾系統進行過濾排向空氣中。通過大量的試驗研究表明，在石灰石燒窯中除塵過濾濾料都會隨著時間的推移呈現先增加后降低的過濾性，濾料在使用1-5個月左右的濾料的力學性能要比新濾料的高，待使用到6到12個月的時候，力學性能要跟新濾料的接近，隨著時間的推移，15個月左右的時候，濾料的力學性能逐漸降低。最后到達18月左右的時候，力學性能不足新濾料的30%。在阻力方面，因為用過的濾料會存留過濾的粉塵，將使濾料的孔洞減少，因此舊濾料在阻力方面要比新濾料高。綜上所述濾料的使用壽命是有限的，隨著使用時間的增長，濾料逐漸老化，其過濾性能和力學性能都有所降低，在滿足過濾的條件下，濾料最長使用壽命是18月左右。

6 結束語

通過本文的各種試驗研究表明：研究濾料的可靠性高低、覆膜濾料過濾性的好壞，為濾料的選擇提供了根本依據。通過對過濾性的進一步分析，測算濾料的使用壽命，在過濾效果的基礎上對實際情況中的過濾阻力進行綜合考量，研究出在在此期間，濾料的透氣性和力學性能隨著使用時間的增減而產生的變化；最后通過IR和DSC對濾料的使用材質進行細致分析，分析出不同的材質在不同的環境和工業場合中的性能差異。通過本文的研究，對鋼鐵行業在選擇濾料時提供理論依據，減少鋼鐵行業對大氣環境的污染。

參考文獻：

[1]聶雪麗，李清，沈恒根.鋼鐵行業袋式除塵用濾料孔徑與微細粉塵捕集特性關系研究[J]. 環境工程，2016，34（09）：70-75.

[2]嚴長勇.燃煤電廠鍋爐煙氣凈化用除塵過濾材料的試驗研究[D]. 東華大學，2016.

[3]王亞娟，陳亮，馬承愚.垃圾焚燒爐煙氣凈化用袋式除塵濾料的耐腐蝕性能試驗研究[J].環保科技，2014，13（04）：41-43.