徐濤，費傳軍

根據(jù)我國每年的水泥總產(chǎn)量推算，目前每年因生產(chǎn)水泥向大氣排放的各類粉塵達(dá)1 000萬噸以上，隨著國家環(huán)保政策的要求越來越嚴(yán)格，通過水泥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，袋除塵器及其備品、備件的改善，尤其是國產(chǎn)高效玻纖（復(fù)合氈）覆膜濾料的成熟應(yīng)用，全面使用袋式除塵器可以達(dá)到新的環(huán)保要求，達(dá)到治理水泥工業(yè)污染和節(jié)能減排的目的。

1 概述

自20世紀(jì)70年代開始，我國就針對水泥行業(yè)進(jìn)行了除塵研究，常溫濾料主要由上海紡研所、上?；鹁驷樋棌S、撫順工業(yè)用布廠等提供，高溫濾料主要由南玻院牽頭，電除塵器由平頂山電除塵器廠提供，袋除塵器由天津院、合肥院、平頂山、朝陽機械承擔(dān)，并引進(jìn)消化吸收美國富樂、德國德魯奇技術(shù)。自21世紀(jì)以來，袋除塵技術(shù)成熟，市場認(rèn)可度大大提高。

除塵技術(shù)發(fā)展趨勢：滿足環(huán)保政策、性價比高、占地面積小、處理風(fēng)量大、使用壽命長。

1.1 水泥生產(chǎn)工藝的變化及濾料要求

水泥生產(chǎn)工藝：新型干法預(yù)分解窯取代其他窯型；產(chǎn)能逐漸增大；窯尾袋除塵器配合輥磨取消了烘干機，使袋除塵器從原來的環(huán)保設(shè)備變?yōu)樯a(chǎn)設(shè)備；余熱發(fā)電大量使用，使高溫?zé)煔獾臒崃康靡院侠砝?，降低能耗的同時，也管控了煙氣過濾的溫度范圍；二次風(fēng)機系統(tǒng)的使用，取消了循環(huán)風(fēng)機和旋風(fēng)分離器，導(dǎo)致窯尾煙氣入口濃度很高，對濾袋的使用提出了新要求，但同時減少了設(shè)備投資；水泥窯協(xié)同處置廢棄物使資源得到了循環(huán)利用，窯尾煙氣成分發(fā)生了變化。

對濾料的要求：使用壽命達(dá)到3年，高效，清灰效果好，阻力低，使用溫度范圍廣，排放＜30mg/m3（特別排放限值甚至要求＜10mg/m3）[1]。

1.2 除塵器的變化

除塵器可分為濕法、干法；機械、重力；電除塵、袋除塵等幾類。其中，電除塵和袋除塵為高效除塵。

1.2.1 袋除塵器的主要優(yōu)點

除塵效率高，特別是對細(xì)微粉塵；適應(yīng)性強，煙塵性質(zhì)、入口濃度、溫度等因素對袋除塵器的過濾效率影響較?。皇褂渺`活，處理風(fēng)量、設(shè)備規(guī)?？纱罂尚?；結(jié)構(gòu)簡單，因地制宜；運行穩(wěn)定，便于收集干粉塵，沒有污泥處理等，維護(hù)簡單。

1.2.2 袋除塵器的主要缺點

受濾料耐溫、耐腐蝕性等性能的局限；不適宜于粘結(jié)性強及吸濕性強的粉塵；處理風(fēng)量大時，占地面積大。

參照GB 4915-2013水泥制造過程中最高允許排放濃度，現(xiàn)有與新建企業(yè)大氣污染物排放限值見表1，水泥企業(yè)大氣污染物特別排放限值（重點地區(qū)企業(yè)執(zhí)行）見表2。電、袋除塵技術(shù)效果比較見表3，從表3可以看出，袋除塵器更能適應(yīng)現(xiàn)代水泥行業(yè)的環(huán)保要求。

1.2.3 袋除塵器工藝方面的選擇

清灰形式：振打、反吸風(fēng)、反吹風(fēng)、脈沖等，以脈沖為主流；噴吹壓力：低壓、中壓、高壓，以低壓為首選；脈沖噴吹形式：行噴、旋轉(zhuǎn)噴吹、氣箱噴吹，行噴主要用于大風(fēng)量窯頭、窯尾除塵器；進(jìn)氣方式分為上、下兩種，以下進(jìn)氣方式為主；清灰方式分為在線、離線，離線清灰效果較好；除塵器結(jié)構(gòu)可分為氣箱和分室，分室用于大風(fēng)量；根據(jù)風(fēng)機位置可分為負(fù)壓、正壓，以負(fù)壓為主。

1.2.4 袋除塵器配套的備品、備件

表1 現(xiàn)有與新建企業(yè)大氣污染物排放限值，mg/m3

表2 水泥企業(yè)大氣污染物特別排放限值（重點地區(qū)企業(yè)執(zhí)行），mg/m3

表3 電、袋除塵技術(shù)效果比較

脈沖閥：分為膜片、活塞，大多進(jìn)口，膜片易損，向活塞式發(fā)展；

籠骨：對加工尺寸、材質(zhì)、運輸?shù)囊髧?yán)格，表面處理、現(xiàn)場制作，保證使用效果；

噴吹管、花板、箱體加強筋：安裝要求高（垂直度、平整度等)，確保濾袋的清灰效果、使用壽命等。

2 濾料方面

濾料的過濾效果、運行阻力、使用壽命等決定了袋除塵器的使用效果、使用成本，對袋式除塵器的推廣應(yīng)用起到了關(guān)鍵的作用。

2.1 濾料品種多元化

濾料成分：合成纖維、無機纖維、金屬纖維、天然纖維等，水泥工業(yè)以合成纖維和無機纖維為主。

濾料結(jié)構(gòu)：機織、無紡、燒結(jié)等，多數(shù)使用機織、無紡。

濾料表面處理：覆膜、燒毛、壓燙、化學(xué)處理等，使用覆膜、化學(xué)處理居多。

功能濾料：耐腐蝕、耐水解、三防、防靜電、耐高溫、耐輻射、降解等，耐腐蝕、耐水解、耐高溫、三防等較多。

2.2 水泥行業(yè)常用濾料

窯頭、窯尾使用的耐高溫濾料有玻纖覆膜、復(fù)合氈覆膜、復(fù)合氈、P84、NOMEX等（見表4），覆膜濾料性價比較高。

水泥磨、庫頂、破碎、輸送等使用的常溫濾料有滌綸氈、亞克力及其覆膜濾料。

2.3 國產(chǎn)高效覆膜濾料與普通濾料的比較（表5～8）

測試用氧化鋁粉塵粒徑分布見表5。測試條件：入口粉塵濃度Cin：5g/m3；過濾速度V：2m/min；噴吹壓力P：0.5MPa；脈沖寬度tp：50ms。

表4 窯頭、窯尾常用濾料性能對比

表5 測試用氧化鋁粉塵粒徑分布

潔凈濾料1 000Pa定壓噴吹30次比較：覆膜濾料初始阻力高。覆膜濾料的初始阻力是92.0Pa，大于普通濾料的23.0Pa（見表6）。

5s間隔噴吹10 000次老化過程阻力上升對比（見圖1、2）：覆膜濾料運行阻力上升平穩(wěn)。覆膜濾料的運行阻力從244.4Pa上升到289.3Pa，上升20%左右；而普通濾料的運行阻力從152.2Pa上升到425.9Pa，上升180%左右（見表7）。

圖1 覆膜濾料5s間隔噴吹10 000次老化過程阻力上升曲線

表6 覆膜濾料與普通濾料過濾性能測試數(shù)據(jù)

圖2 普通濾料5s間隔噴吹10 000次老化過程阻力上升曲線

老化后1 000Pa定壓噴吹30次比較：覆膜濾料運行阻力低。覆膜濾料的運行阻力從321.2Pa上升到339.7Pa，上升了18.5Pa；普通濾料的運行阻力從651.2Pa上升到720.6Pa，上升了69.4Pa（見表8）。

2.4 濾料選用方案（以窯頭、窯尾為例）

根據(jù)窯頭、窯尾煙氣的特性（見表9），考慮使用以下方案：濾料材質(zhì)：P84玻纖復(fù)合氈覆膜（750玻纖覆膜）；過濾風(fēng)速：＜1.0m/min；使用溫度：＜260°C，＞露點溫度30°C；入口濃度：＜100g/m3（標(biāo)）；排放濃度：＜20mg/m3（標(biāo)）（根據(jù)要求，可以達(dá)到排放濃度＜10mg/m3，甚至可以達(dá)到 5mg/m3以下）；使用壽命：3年。

2.5 國產(chǎn)高效覆膜濾料部分應(yīng)用案例

從1999年立項到2008年項目獲建材行業(yè)一等獎，國產(chǎn)高效覆膜濾料至今已在水泥窯頭、窯尾的300多臺除塵器上使用，并與華新、冀東、天山、祁連山、賽馬等大型水泥集團(tuán)、合肥院、中材國際、中材環(huán)保、潔華、寶帶等設(shè)備制造公司有廣泛合作，取得了良好效果，反吹風(fēng)濾袋使用壽命可達(dá)6年以上，脈沖濾袋使用壽命可達(dá)3年以上。

表7 覆膜濾料與普通濾料初始阻力、殘余阻力測試數(shù)據(jù)（5s間隔定時噴吹10 000次）

表8 覆膜濾料與普通濾料初始阻力、殘余阻力測試數(shù)據(jù)（老化后1 000Pa定壓噴吹30次）

表9 新型干法水泥窯窯頭、窯尾煙氣特性

2.5.1 第一條國產(chǎn)覆玻纖膜濾料在寧波舜江水泥有限公司大型窯尾袋收塵器的應(yīng)用

處理風(fēng)量：450 000m3/h；濾袋材質(zhì)：玻纖覆膜；過濾面積：14 433m2；運行時間：2003年11月；出口排放：18mg/m3（標(biāo)）；濾袋阻力：1 200Pa左右；質(zhì)保壽命：3年；實際壽命：8.5年，2012年全部更換同材質(zhì)濾料。

2.5.2 第一條國產(chǎn)覆膜濾料在冀東（涇陽）海德堡一線5 000t/d水泥生產(chǎn)線的應(yīng)用

過濾風(fēng)速：＜1.0m/min；處理風(fēng)量：980 000m3/h；濾袋材質(zhì)：玻纖覆膜濾料；濾袋數(shù)量：5 280條；運行時間：2007年6月；濾袋規(guī)格：φ160mm×6 000mm；入口濃度：＜100g/m3（標(biāo)）；過濾面積：15 840m2；出口排放：≤20mg/m3（標(biāo)）；濾袋阻力：1 200Pa左右；氣體溫度：＜260℃；質(zhì)保壽命：3年，實際使用3年半。

2.5.3 在以重油為燃料的伊拉克蘇萊曼尼亞Mass水泥公司5 300t/d水泥生產(chǎn)線的應(yīng)用

過濾風(fēng)速：＜0.9m/min；處理風(fēng)量：900 000m3/h；濾袋材質(zhì)：P84玻纖復(fù)合氈覆膜；濾袋數(shù)量：5 476條；運行時間：2009年12月；濾袋規(guī)格：φ160mm×6 500mm；入口濃度：＜100g/m3（標(biāo)）；過濾面積：7 430m2；出口排放：12～18mg/m3（標(biāo)）；濾袋阻力：900Pa左右；氣體溫度：＜260℃；質(zhì)保年限：3年。目前該公司已經(jīng)投產(chǎn)3條水泥熟料生產(chǎn)線，窯頭窯尾均采用P84復(fù)合氈覆膜濾料，全部達(dá)到使用要求。

2.5.4 在華新某水泥廠協(xié)同處置廢棄物（廢棄物以污泥為主）6 000t/d水泥生產(chǎn)線的應(yīng)用

過濾風(fēng)速＜0.8m/min；處理風(fēng)量≤650 000m3/h；煙氣進(jìn)口溫度：正常110℃～180℃（最高260℃）；H2O（Vol%）＜18%；SOX≤3 000ppm；濾袋材質(zhì)：耐酸玻纖復(fù)合氈覆膜濾料；濾袋數(shù)量：5 200條；濾袋規(guī)格：φ160mm×7 500mm；入口濃度＜100g/m3；出口排放：8～12mg/m3（標(biāo)）；運行阻力500～700Pa。2017年初使用，目前運行穩(wěn)定。

2.6 產(chǎn)品服務(wù)

建立系統(tǒng)的服務(wù)體系（詳細(xì)的客戶檔案、回訪記錄、服務(wù)記錄、培訓(xùn)記錄等），專業(yè)的售后服務(wù)工程師隊伍為客戶提供除塵系統(tǒng)處理方案；現(xiàn)場指導(dǎo)濾袋安裝，提供技術(shù)服務(wù)，確?？蛻舭踩褂霉井a(chǎn)品；在每個項目的濾袋安裝前到達(dá)現(xiàn)場、確認(rèn)濾袋安裝條件，指導(dǎo)濾袋安裝、熒光粉檢漏、濾袋預(yù)涂層；定期跟蹤產(chǎn)品使用情況，及時處理使用過程中遇到的問題。

3 結(jié)語

（1）袋除塵技術(shù)是發(fā)展趨勢，袋式除塵設(shè)備以脈沖袋式除塵器為主流，另有部分的電袋復(fù)合除塵器。

（2）水泥行業(yè)窯頭、窯尾袋除塵器需要性價比高的高端濾料，國產(chǎn)高效玻纖（復(fù)合氈）覆膜濾料是一個可靠的選擇。