王文兵

（廣西柳州銀海鋁業(yè)股份有限公司，廣西 柳州 545006）

鋁熔保爐組在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含有氧化鋁粉塵、精煉劑、覆蓋劑及未完全燃燒顆粒的廢氣，如果這部分廢氣直接排放，將會極大影響環(huán)境。隨著鋁加工行業(yè)的快速發(fā)展，國家對環(huán)境保護日益重視。本文主要對鋁合金在熔煉和保溫工序產(chǎn)生的高溫煙塵的一種治理技術(shù)進行研究。

1 除塵系統(tǒng)工藝流程

完整的除塵系統(tǒng)由爐組排煙罩、截止閥、旁通閥、除塵器、清灰裝置、風機、煙囪、控制系統(tǒng)等組成。工藝流程圖見圖1。

圖1 除塵系統(tǒng)工藝流程圖

由熔鋁爐、保溫爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含塵高溫煙氣，經(jīng)煙氣收集罩、調(diào)節(jié)閥門、支管、總管進入布袋除塵器凈化。進入布袋除塵器的煙氣在入口預分離，較大顆粒的粉塵落入集灰斗，微細粉塵隨氣體上升經(jīng)濾袋過濾，粉塵被阻留在濾袋的外表面，過濾后的干凈空氣在濾袋內(nèi)匯集到布袋除塵器的上部箱體，經(jīng)支管、總管、風機、煙囪排入大氣。熔鋁爐是連續(xù)性的生產(chǎn)，為防止由于風機的故障引起停產(chǎn)的危險，系統(tǒng)設(shè)置了旁路管道。旁路管道從地下風道口（除塵器的進風管）開始，另設(shè)一安裝有電動閥門的旁路管道，繞開布袋除塵器和風機，直接與煙囪連接。當風機和布袋除塵器出現(xiàn)故障不能工作時，關(guān)閉除塵器前的旁路閥，開啟另一只旁路閥，熔鋁爐產(chǎn)生的煙氣，靠煙囪的吸力來排放部分煙氣，以維持生產(chǎn)的進行。

2 除塵系統(tǒng)的設(shè)計原則

（1）確定除塵方式。電除塵器的鋼制電極極易因被腐蝕而使除塵效率大大降低，并且管理維護的難度較大，對煙氣量波動的適應性差；而袋式除塵器具有處理風量大、凈化效果好、工作可靠、對煙氣量波動適應性好的特點。如果除塵器的設(shè)計選用合理，其對超細粉塵的凈化效果可達99%以上。因此對高溫度、強腐蝕性、粉塵粒徑細、排煙氣量變化大的煙氣來說，要滿足排放標準要求，必須選擇布袋除塵器。

（2）確定煙氣量。煙氣量的大小對于一個除塵系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要，既要考慮良好的排煙除塵效果，達到系統(tǒng)的最終目的；又要盡量減少設(shè)計選用的煙氣量，減小系統(tǒng)的規(guī)模。設(shè)計時應充分考慮到爐門的大小、開啟數(shù)量及順序均不同等特點，在滿足煙氣完全收集并順利外排的前提下，選擇確定最合適的同時工作系數(shù)，從而最大提高系統(tǒng)的性價比。

以某公司75T熔煉爐、保溫爐組為例，爐組的參數(shù)為：爐門排煙罩的風量：熔煉爐21600Nm3/h（煙氣溫度100℃左右）、保溫爐46656Nm3/h（煙氣溫度100℃左右）。爐體煙氣量：熔煉爐13685Nm3/h（主排煙，煙氣溫度250℃左右）、2415Nm3/h（輔助排煙，煙氣溫度1100℃左右）；保溫爐5175Nm3/h（煙氣溫度1000℃左右）。由于該熔鑄生產(chǎn)線采用2+2+1的配置，即2臺熔煉爐、2臺保溫爐、1臺鑄造機。故熔煉爐和保溫爐共用1套除塵設(shè)備，最大處理風量按以上數(shù)據(jù)核算，最終選擇排煙的處理能力為150000m3/h。

3 主要設(shè)備的選型要點

（1）布袋除塵器。由于處理普通粉塵的大型布袋除塵器的本體結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)場焊接組裝，防腐很難做好，特別是對含有強酸性氣體及鹵化鹽的煙氣，使用壽命會大大縮短，為此，需要經(jīng)過多次對鋁熔煉保溫爐煙氣的檢測分析，結(jié)合煙氣量波動很大、煙氣溫度高腐蝕性強等特點，作為除塵器設(shè)計的重要參考。

在進風下降氣流的設(shè)計方面，含塵氣體從除塵器上部進入，大顆粒的粉塵（包括火星）經(jīng)過擋流板，直接沉降到灰斗，整個過濾室的氣流由上而下，加速粉塵的沉降，減小二次吸附，降低濾袋負荷，提高過濾效率，能有效避免火星燒袋。

濾袋是除塵器的關(guān)鍵部件，在材質(zhì)方面的選擇應考慮具有以下特點：較強的阻塵捕塵能力，易清灰，機械強度高，抗磨性強，透氣性好。清灰系統(tǒng)的設(shè)計方面，考慮的關(guān)鍵元件有先導電磁閥、脈沖閥及噴吹控制裝置等。低壓脈沖清灰裝置應該具有自身低阻力、快速噴吹和氣流合理組織等特性，保證噴吹時能以最低的能量使濾袋獲得最佳的清灰效果，使設(shè)備阻力保持在規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）風機。排煙風機均配整體減振臺座及啟動閥門，電機配置變頻調(diào)速裝置，根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量的變化來自動調(diào)節(jié)，且不影響爐膛壓力。在風機葉輪出廠前進行動平衡試驗。風機內(nèi)部輔以防腐耐磨涂層處理，耐熱性能優(yōu)良、抗腐蝕性好。

（3）閥門。該閥門的設(shè)計需考慮熔保爐組除塵系統(tǒng)及排煙罩的工作特性，實現(xiàn)以下幾個功能：開啟速度快，又能自動調(diào)節(jié)；避免了“時滯”所造成的爐門剛開啟時，因?qū)嵭枧艧熈看蠖到y(tǒng)排煙量小所引起的煙氣外冒現(xiàn)象；避免爐門全關(guān)時，煙氣溫度超高所引起的燒袋現(xiàn)象的發(fā)生；避免煙氣溫度超高時，向系統(tǒng)內(nèi)混冷風所引起的無謂的電能損耗和瞬間系統(tǒng)結(jié)露所引起的糊袋。

4 常見故障及排除方法

除塵器在運行過程中，隨著過濾時間的延長，濾袋表面的粉塵隨之加厚，除塵器的阻力不斷增加。當阻力上升到預定值時，自動控制系統(tǒng)發(fā)出清灰信號，電磁閥、脈沖閥迅速開啟，分氣缸內(nèi)的帶有壓力的壓縮空氣經(jīng)噴管向濾袋中心高速噴射，使濾袋產(chǎn)生劇烈振動，把濾袋外表面的粉塵“清掃”下來落入集灰斗。清灰信號結(jié)束，電磁閥、脈沖閥關(guān)閉，清灰裝置進入待機狀態(tài)。落入灰斗的粉塵積累到一定時間，啟動卸灰裝置，將集灰斗內(nèi)的粉塵經(jīng)螺旋輸送機卸入儲灰斗，定期由操作人員外運。

布袋除塵器的過濾、清灰、卸（輸）灰周而復始的進行，布袋除塵器保持額定的阻力，含塵氣體連續(xù)不斷地得以過濾。粉塵從氣體中陸續(xù)被分離。由于除塵系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，且運行時間較長，故設(shè)備故障難以避免。以下表1闡述了該系統(tǒng)在運行過程中的常見故障、原因分析及解決方法。

表1

5 結(jié)語

鋁熔保爐是鋁加工的重要設(shè)備，鋁熔煉過程中產(chǎn)生大量的煙氣對周圍環(huán)境污染嚴重，因此煙塵治理對于大氣污染防治具有重要意義。布袋除塵系統(tǒng)就是針對鋁熔保爐的生產(chǎn)和工藝特點來開發(fā)，能極大減少最終排放廢氣中的粉塵濃度，具有較好的環(huán)境效益和社會效益，值得在國內(nèi)煙塵治理上得到更多的應用推廣。

參考文獻：

[1]李永剛.袋式除塵器與熔鋁爐煙塵治理[J].有色金屬加工，2005，（12）.

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