傾動爐布袋收塵器酸結露問題的改進

楊 勇

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

0 引 言

傾動爐在冶煉雜銅的過程中，由于爐子冶煉煙氣無法經布袋收塵排空，影響了爐子的正常生產。利用爐子澆鑄時間，冶煉煙氣量少，停收塵系統后，作業人員更換布袋。因此，針對影響布袋除塵器酸結露問題進行分析，及時改進布袋收塵運行的阻礙因素，確保爐子煙氣排空達標至關重要。

1 布袋排煙收塵工藝原理及運行狀況

1.1 工藝原理

傾動爐排煙收塵系統，見圖1，分為主系統和環境集煙排煙，前者是將冶煉煙氣進行處理，后者是將環境漏煙進行治理。為了保證主排煙系統故障而不影響生產進行，設置了旁通排煙系統。傾動爐冶煉過程中產生的煙氣進入余熱鍋爐和平板式冷卻器冷卻后，煙溫降至190 ℃以下。經過冷卻器冷卻的煙氣與環境煙罩所吸入低溫煙氣進行混合，冶煉煙氣溫度再次得到冷卻?；旌蠠煔庖煌M入布袋收塵器，經布袋收塵器過濾收塵后，通過主排煙風機排至煙囪而放空。為了防止布袋著火和SO2等有害氣體的腐蝕，在進入平板式冷卻器之前，設置了1套熟石灰添加劑加料系統。

1.2 運行狀況

自從傾動爐燃燒系統用純氧替代雜用風燃燒后，運行一段時間，發現布袋收塵器進出口煙氣壓差變大，甚至超過設計值，見表1。最后導致爐子負壓抽不動。

表1 改進前傾動爐布袋收塵器運行情況

2 布袋酸結露的影響因素

傾動爐雜銅冶煉熔化、氧化、澆鑄燒的是重油，還原用的是天然氣，在爐膛高溫作用下，煙氣中的SO2氧化成SO3，而且隨爐膛溫度的峰值越高，煙氣中SO2的濃度越高，產生的SO3體積總量也會越多。傾動爐燃燒的化學反應式為：CH4+2O2=CO2+2H2O，將產生大量的水氣，當布袋露點條件達到時則極易形成結露現象。根據國內外比較通用的酸露點經驗計算公式，tsld=186+20lgVH2O+26lgVSO3。因此，影響傾動爐布袋收塵器酸結露最主要的因素是水氣，熟石灰，布袋入口煙氣溫度。布袋入口煙氣溫度低于酸露點溫度90 ℃，布袋極易酸結露。

3 布袋收塵系統的改進

3.1 布袋收塵器風源改進

廠區處于江南多雨潮濕的地帶，空氣濕度大，大量帶水的空氣進入布袋，在布袋入口煙氣溫度低的時候很容易使布袋受潮，造成煙灰板結，爐子負壓抽不動。布袋收塵器水汽來自下雨天布袋清掃風(720 m3/h)，熟石灰輸送風(720 m3/h)，爐子環集煙罩冷風(5個)和下雨天加料物料含水?？刂瞥睗窨諝膺M入布袋，防止布袋收塵器酸結露點溫度提高，將布袋清掃風，熟石灰輸送風入口由直接吸空氣改為吸冷卻器熱交換出風口熱風40～50 ℃，見圖2。

3.2 石灰倉料倉錐斗加電伴熱帶

硝石灰在自然環境中會吸收空氣中的水分，很容易受潮，石灰倉加入受潮的熟石灰會導致下料口堵塞板結，需要人員拆管清通，板結嚴重時整倉硝石灰需要人工扒出，浪費熟石灰。為保證硝石灰在石灰倉內下料通暢，防止SO2腐蝕布袋，考慮給料倉錐斗增加蒸汽伴熱盤管，使用廠內低壓蒸汽伴熱保溫，但是錐斗有振動器工作，振動會對蒸汽伴管產生影響，引起蒸汽泄漏，因此決定用電伴熱帶給石灰倉錐斗加熱保溫并安裝溫度計，見圖3。實現在儀表室監控溫度。使用電伴熱以來，石灰倉壁溫度保持在20～50 ℃，高于環境溫度，石灰倉未發生石灰板結的現象，石灰能順暢地進入布袋收塵器。

3.3 冷卻器改進

傾動爐采用多氧燃燒后，陽極銅生產及爐況趨于穩定，但后續系統溫度及煙氣量發生了改變，鍋爐出口溫度200～240 ℃，冷卻器入口溫度200 ℃，出口100 ℃，布袋入口溫度平均為85 ℃，布袋被SO2低溫腐蝕，布袋酸結露相當嚴重。以前布袋煙氣進出口正常壓差1 200 Pa左右，現在壓差1 800～2 800 Pa左右，最大壓差達到4 180 Pa。布袋出現裂化現象，陸續更換了300多條破損布袋。經過對布袋入口溫度和冷卻器出口溫度進行分析和探索，將布袋收塵器入口煙氣溫度控制在120～150 ℃之間，冷卻器出口溫度控制在130～160 ℃之間，決定對冷卻器東西側(入口及出口)進行封堵，見圖4。封堵范圍為70 %左右，用3 mm鐵板點焊牢固并將冷卻器煙氣出口冷卻翅片抽掉56片，讓煙氣直接進布袋。通過生產實踐，冷卻器進出口溫度接近稀氧改造前的溫度，效果顯著，基本滿足目前布袋收塵器的工況要求。

3.4 布袋收塵器系統聯鎖關系修改

不考慮外部水汽，僅燃料產生的水汽和煙氣中的SO2，布袋收塵器最高的酸結露溫度是90 ℃，但是下雨天，爐子環集煙罩冷風(5個)和下雨天加料物料含水，這些因素將會產生大量的水汽，因此布袋的酸露點溫度就要提高。按照一般有酸結露條件存在的工況，一般運行工況應高于該系統實際酸露點20 ℃以上運行。因此，對傾動爐布袋收塵器入口煙氣溫度聯鎖作了修改，見表2。

表2 布袋入口煙氣溫度聯鎖關系

4 效果檢查

通過對布袋收塵器酸結露點溫度影響因素的改進，未發現布袋收塵器進出口壓差超過設計值，導致爐子負壓抽不動的情況，見表3。布袋沒有出現較大的損壞，節約了更換布袋的成本及熟石灰成本，克服了長期困擾傾動爐收塵系統的難題，為今后環境保護工作增強了助力，減少了員工石灰倉鏟料及更換布袋的工作量，降低了布袋收塵器停車時間，提高了收塵效率，確保達到清潔生產的目標。

表3 改進后傾動爐布袋收塵器運行情況統計表

5 結 語

任何煙氣收塵系統都有結露點存在，因此要保證收塵設備的穩定運行，對收塵系統的布袋入口溫度控制和熟石灰的及時輸送很重要。布袋收塵器安全運行，其布袋入口煙氣溫度必須控制在允許范圍之內，過高可能導致布袋著火燃燒事故；過低，煙氣則會存在結露現象，布袋粘結甚至腐蝕。布袋酸結露嚴重會導致收塵器阻力升高，會降低收塵器的收塵效率以及使用壽命。因此，出現布袋進出口煙氣壓差變大時，必須迅速查明原因，并進行處理，以防止煙氣排空不達標。