朱亮，崔蒙蒙，聶宏飛

（石家莊盛華企業(yè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050800）

隨著國家對(duì)鑄造工藝熔化焙燒顆粒物排放的管控措施逐漸加強(qiáng)，企業(yè)普遍采取布袋/濾筒等高效干式除塵方式。其中，袋式除塵器是一種通過多孔袋進(jìn)行除塵的除塵設(shè)備,對(duì)于顆粒污染物的處理效果比較顯著、高效，是顆粒污染物去除領(lǐng)域中的重要干式除塵器。某公司自主研發(fā)的高溫廢氣前端處理裝置，降低了終端污染物的進(jìn)入量與排放量，提升除塵過濾物使用壽命，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的，前景廣闊，值得推廣。

1 高溫阻燃裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 改造前除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

改造前除塵系統(tǒng)主要由焙燒爐（產(chǎn)氣源）、除塵管道、除塵裝置以及排氣筒等部分構(gòu)成。焙燒爐或電爐進(jìn)行加熱熔化作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的高溫顆粒物廢氣，直接經(jīng)除塵管道進(jìn)入干式除塵裝置。經(jīng)布袋或?yàn)V筒進(jìn)行處理后，廢氣進(jìn)入15米高排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

此系統(tǒng)中高溫廢氣僅經(jīng)過管道降溫后直接進(jìn)入除塵裝置布袋倉，中間過程未經(jīng)過任何預(yù)處理。根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，2019年9月焙燒及熔化澆注工序連接布袋式除塵器安裝完成并投入使用，2020年3月（近6個(gè)月）發(fā)生布袋陰燃冒煙現(xiàn)象，更換除塵器布袋四組，損失金額約33000元。

圖1 改造后除塵系統(tǒng)示意圖

1.2 改造后除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該公司經(jīng)過反復(fù)研究，自行設(shè)計(jì)制作了焙燒及熔化澆注工序除塵系統(tǒng)前端阻燃裝置，改造后除塵系統(tǒng)如圖1所示。

1.3 高溫廢氣前端阻燃裝置的結(jié)構(gòu)

1.4 材料尺寸設(shè)計(jì)與選用

圖2 高溫廢氣前端阻燃裝置結(jié)構(gòu)示意圖

廢氣進(jìn)口及廢氣出口管道可根據(jù)實(shí)際情況選用。以該公司現(xiàn)有裝置舉例，廢氣進(jìn)口管道直徑為φ220mm，廢氣出口管道直徑為φ300mm。

裝置主體圓筒整體直徑為1m，選用4mm厚鋼板，內(nèi)部進(jìn)行防腐防銹處理，充滿循環(huán)冷卻水。

底部水箱容積1m3，長寬高為1m×1m×1m，使用4mm鋼板焊接成型。內(nèi)部進(jìn)行防腐防銹處理。

裝置主體圓筒內(nèi)均勻分布127根直徑40mm圓形鋼管，供高溫廢氣流通并降溫。

2 高溫阻燃裝置的工作原理、特點(diǎn)及效果驗(yàn)證

2.1 高溫阻燃裝置的工作原理

（1）第一階段廢氣源產(chǎn)生的高溫廢氣由裝置底部連接的進(jìn)氣管道進(jìn)入底部水箱。管道出口距箱內(nèi)水面約250mm。高溫廢氣中攜帶的較大重量顆粒物將首先與水接觸后沉降，剩余較輕的顆粒物隨負(fù)壓引風(fēng)方向進(jìn)入第二階段冷卻圓筒中。

水箱設(shè)觀察孔及外置觀察槽，當(dāng)箱內(nèi)液面下降或沉降顆粒物較多時(shí)，停機(jī)進(jìn)行清理維護(hù)。

（2）經(jīng)沉降后廢氣進(jìn)入第二階段水冷降溫區(qū)。裝置主體圓筒內(nèi)充滿循環(huán)冷卻水，廢氣自下而上經(jīng)過127根冷卻管降溫后，進(jìn)入第三階段出口管道。

（3）裝置第三階段設(shè)置電磁截止閥，連接焙燒操作區(qū)控制柜，可使操作人員進(jìn)行手動(dòng)控制或自動(dòng)計(jì)時(shí)控制。為有效利用熱能，降低消耗，型殼裝爐后操作人員可根據(jù)型殼結(jié)構(gòu)及數(shù)量調(diào)整管道閥門關(guān)閉時(shí)間，同時(shí)冷卻管上方設(shè)熱電偶連接電磁閥，設(shè)置當(dāng)進(jìn)入第三階段廢氣溫度超過限值時(shí)，閥門自動(dòng)關(guān)閉，溫度降低后再自動(dòng)開啟。

（4）經(jīng)第三階段排放出廢氣連接主排放管道，再次經(jīng)管道冷卻后進(jìn)入除塵裝置。

2.2 高溫阻燃裝置特點(diǎn)

（1）裝置底部設(shè)置水槽，進(jìn)風(fēng)口管道連接至水槽內(nèi)上方并使顆粒物正吹水面，可利用濕法沉降去除廢氣中大顆粒物粉塵比例40%～60%。有效降低粉塵排放濃度、提高濾料使用壽命。

（2）利用循環(huán)水對(duì)127根通風(fēng)管內(nèi)廢氣進(jìn)行降溫，可使廢氣溫度有效降低至120℃以下（普通濾料持續(xù)使用溫度低于130℃）。廢氣再經(jīng)主管道冷卻后，進(jìn)入除塵器內(nèi)溫度確保在安全范圍內(nèi)，達(dá)到阻燃目的。

（3）設(shè)置廢氣出口電磁截止閥，可根據(jù)型殼裝入時(shí)間自動(dòng)計(jì)時(shí)關(guān)閉。在確保有效除塵效果的同時(shí)，減少型殼焙燒熱量損失，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗。

（4）利用熱電偶實(shí)時(shí)監(jiān)控出口廢氣溫度，并與電磁閥聯(lián)動(dòng)。溫度超過排放限值后將自動(dòng)關(guān)閉保護(hù)。

2.3 效果說明與驗(yàn)證

在除塵系統(tǒng)增加高溫阻燃裝置后，經(jīng)過驗(yàn)證，濾料壽命顯著增加，終端排放量明顯減少，并消除了火災(zāi)隱患。高溫阻燃裝置增加前后使用效果對(duì)比如表1所示。

3 結(jié)語

干式除塵器高溫阻燃裝置，適用于精密鑄造型殼焙燒、熔化澆注等高溫作業(yè)工序，具有結(jié)構(gòu)合理、使用方便、自動(dòng)控制與耗能小等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了除塵裝置的高效、安全運(yùn)行；降低了廢氣溫度，消除除塵器火災(zāi)隱患；減少了終端排放顆粒物濃度；提高了除塵器濾料使用壽命。有效解決了干式除塵器在應(yīng)對(duì)高溫廢氣產(chǎn)生環(huán)節(jié)安全、節(jié)能、降耗的各項(xiàng)需求，值得大力推廣。

表1 增加高溫阻燃裝置前后效果對(duì)比