濾筒除塵技術改造實踐

聶榮恩

（天津天鋼聯合特鋼有限公司天津301500）

0 引言

天鋼聯合特鋼一貫注重社會責任，在企業整個生產環節均配套了環保除塵設施，在取得經濟效益的同時維護了所在地的環境。燒結廠一般是鋼鐵企業環保工作的重中之重，聯合特鋼燒結廠內已配套有靜電除塵和布袋除塵設施，布袋除塵器的布袋材質為覆膜濾料，是能夠達到國家環保特別排放限值。

2019 年，國家生態環境部、國家發展和改革委員會等五部委下發了環大氣[2019]35 號文《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》，將鋼鐵企業超低排放治理工作提到重要的議事日程。天津市在解決“鋼鐵圍城”，實施企業優化結構調整方案中，也要求鋼鐵企業在2020 年底前完成企業超低排放改造工作。而天鋼聯合特鋼燒結廠原先配置的布袋除塵器已不能滿足最新的鋼鐵企業超低排放標準，因此，對現有布袋除塵技術升級改造，尋找更加高效的除塵過濾技術、進一步降低顆粒物排放濃度是很有必要[1]。

1 改造前除塵器配備及存在問題

在整個燒結工藝流程中，無論是從原料接受，還是到成品燒結礦的輸出，包括混勻料、熔劑、燃料的接受以及配料、一次混合、二次混合、燒結、破碎、冷卻、整粒等工藝過程中均有大量的顆粒物粉塵排放。

聯合特鋼燒結廠共有二臺230 m2燒結機，根據產塵點的分布及工藝性質，分別配套建設了燒結機皮帶上料除塵系統、配料除塵系統、整粒除塵系統、1號2 號燒結機頭除塵系統、1 號機尾除塵系統、2 號機尾除塵系統以及原料除塵系統，其中燒結機皮帶上料除塵器、配料除塵器、整粒除塵器和原料除塵器均為布袋除塵器。本次濾筒除塵技術改造前，燒結廠布袋除塵器配備情況及執行標準如表1 所示。

表1 現有除塵設施及執行標準匯總表

由于布袋除塵器布袋材質均為覆膜濾料，可以達到特別排放限值。但隨著國家排放標準的不斷提升，尤其是超低排放的要求，布袋除塵設施因為其生產工藝原因，布袋損壞嚴重，且過濾風速過高，顆粒物要穩定達到超低排放要求，過濾材料已不能滿足要求。

2 除塵器改造方案

2.1 改造方案的確定

要持續穩定達到超低排放要求，需對原有除塵器進行擴容改造，增加過濾面積、降低過濾風速，進一步降低污染物排放濃度，但一只普通濾袋一般長度在6～8 m，因場地受限，已無擴建空間。經過充分的考察、調研、論證，發現濾筒除塵技術具有體積小、效率高、投資省、易維護、使用壽命長等優點，且沒有骨架，原有除塵器結構和外形不用改動，即可進行濾筒除塵技術改造。濾筒除塵技術具體優勢如下：

（1）外形：濾筒除塵器外形小巧一般在2 米，重量輕，可單元組合，占用空間小；而布袋除塵外形龐大、笨重、占用空間大，且為獨立設備，不可組合。

（2）過濾材料：濾筒是由一定長度挺括的濾料折疊成褶，首尾粘合而成的星形過濾筒，濾筒無籠骨，簡短，筒間間距大，清灰徹底，無二次污染，安裝簡便。而布袋是由濾料縫成的濾袋，套在龍骨架上，多為單層普通工業滌綸布。而濾筒的使用壽命較濾袋長2.5 倍。

（3）過濾原理及濾料特性：濾筒除塵器顆粒物不深入濾料內深層過濾，而布袋除塵器顆粒物深入濾料內；濾筒除塵器濾料抗結露，透氣性好，而布袋除塵器濾料粗糙，透氣性差，易粘粉塵。

（4）除塵效率：相比布袋除塵器，濾筒除塵器底部空間增大，內部過濾風速降低，過濾面積增加，過濾效率提高，除塵效率高，工作更加穩定，可進一步降低顆粒物排放濃度，濾筒除塵器顆粒物排放濃度能穩定小于8 mg/Nm3。

（5）工藝能耗：相比布袋除塵器，濾筒除塵器阻力更低，漏風率小，操作壓差降低，更加省電節能。

（6）設備改造投入：濾筒除塵技術改造不需要改變現有的設備，無需花費昂貴的改造費用，在提高性能的同時，更是一種通用的經濟型解決方案。

目前高效濾筒技術也是國家生態環境部推薦的環保治理技術，特別適合舊布袋除塵設施的改造。結合聯合特鋼公司場地實際，公司決定對燒結廠配料除塵、整粒除塵、皮帶上料除塵、原料除塵等四臺布袋除塵設施進行濾筒除塵技術改造。方案為：保留原有基礎、支架、殼體、灰斗及輸灰等裝置，拆除原有骨架等相關設備，保證除塵器內部中空，并打掃干凈，將原布袋過濾裝置更換為高效濾筒。

2.2 濾筒除塵技術工藝流程

濾筒式除塵器的結構：是由進風口、排風口、箱體、脈沖閥、灰斗、排灰裝置、濾筒、電控裝置等組成。在除塵器中，濾筒可以垂直布置在箱體花板上，也可以傾斜布置在花板上，而垂直布置的清灰效果比較好。濾筒除塵器的外部構造如圖1 所示，內部構造如圖2 所示。

濾筒除塵器工藝流程：含塵氣體從除塵器下部的進風口進入除塵器底部的氣箱內，進行含塵氣體的預處理，然后從底部進入上箱體的各除塵室內；粉塵吸附在濾筒的外表面上，經脈沖清理后，由排灰裝置收集外排；過濾后的干凈氣體透過濾筒進入上箱體的凈化腔，并匯集至出風口排出。

圖1 濾筒除塵器外部構造示意圖

2.3 濾筒除塵器改造技術要求

濾筒材料必須是全新、技術先進、質量可靠的產品，保證設備能夠安全可靠運行；濾筒的設計、制造、檢驗必須滿足國家環保標準的要求；皮帶上料除塵器、原料除塵器和配料除塵器應滿足出口排放濃度≤5 mg/Nm3，整粒除塵器出口排放濃度≤8 mg/Nm3的使用要求；濾筒使用壽命要保證3 年。燒結原料除塵改造前后主要技術參數對如表2 所示。

圖2 濾筒除塵器內部構造示意圖

3 改造后的效果及日常運行維護

3.1 改造后實現的效果

燒結整粒濾筒除塵器投入使用后，設備運行穩定、顆粒物排放濃度進一步降低，性能更加優越：

（1）排放濃度進一步下降：改造后，燒結機配料除塵、整粒除塵器、皮帶上料除塵器以及原料除塵器顆粒物排放濃度較改造前分別降低60%、91%、74%、74%。

（2）除塵器的運行維護成本大幅度降低：每臺除塵器改造前除塵布袋每周至少要換幾十條，維護量較大，改造后整粒除塵器連續運行1 個多月都不需要更換過濾筒，每臺除塵器每年可節省25 萬元左右，除塵器的日常維護成本明顯降低。

（3）高效濾筒安裝后，經現場計量儀表顯示除塵器壓差降低500 Pa 左右，電耗下降，達到了一定的節能效果。

（4）在同等工況情況下，隨著污染物排放濃度降低、排放量減少，環境稅繳納金額也隨之減少。

表2 燒結除塵改造前后主要技參數對比

表3 燒結除塵改造前后污染物排放濃度對比

3.2 濾筒除塵器日常運行維護注意事項

230 m2燒結機整粒除塵器、環境除塵器、原料除塵器以及配料除塵器經過濾筒技術改造后，從運行維護情況來看，需要注意一下幾個方面：

（1）由于濾筒綁帶間距小，牢固性能差，瞬間反吹時，綁帶易崩開，形成燈籠狀，除塵效果降低，同時更換困難。為此，綁帶要扎牢，要盡可能縮小綁帶間距，應控制在250～300 cm 之間。

（2）密封套間距直徑不統一，有大有小，不規則，要求濾筒廠家現場確認、保證密封套間距統一；此外，由于生產現場工況、溫度的不穩定性，花板密封口不能使用不耐高溫的膠皮材質，烤化后無法更換。

（3）受生產工藝影響，特別是燒結整粒排放的顆粒物粉塵體積大、比重大，除塵器需近滿負荷運行，對濾筒的沖刷力較大，造成磨損較快，要及時進行維護、更換，確保除塵效果。

4 結語

天鋼聯合特鋼實施的濾筒除塵技術改造項目是根據國家污染物超低排放的要求，對燒結廠廢氣顆粒物排放進行超低治理的改造項目。經前期的考察、調研、技術交流與分析，最終選用了工藝先進、成熟、可靠、治理措施更加適宜的濾筒除塵技術，對燒結廠配料除塵、整粒除塵、皮帶上料除塵、原料除塵四臺除塵設施進行了改造。改造后，各系統顆粒物排放濃度能夠持續穩定小于10 mg/Nm3的超低排放要求，同時兼具節省能源、便于運行維護的優點，實現了良好的經濟效益和社會環境效益。