王健

（黃山天之都環(huán)境科技發(fā)展有限公司，黃山 245061）

1 前言

作為大氣污染物主要排放源，鋼鐵行業(yè)對大氣環(huán)境影響巨大。河北省自2019 年1 月1 日起實施的《鋼鐵工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 13/2169—2018），已將軋鋼工序粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)由15mg/m3修改為10mg/m3[1]。袋式除塵作為工業(yè)煙塵控制的主流技術(shù)，在我國經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，已被應(yīng)用到諸多工業(yè)領(lǐng)域，適用于很多苛刻的煙氣環(huán)境。目前針對布袋除塵設(shè)施的超低排放改造技術(shù)主要有：常規(guī)布袋濾料改良及本體修復(fù)、常規(guī)布袋更換高效折疊濾筒、常規(guī)布袋更換高效褶皺布袋、除塵設(shè)施本體加倉擴容改造等[2]。

皮帶是常用的運輸設(shè)備，在皮帶的進(jìn)料、卸料和轉(zhuǎn)運點處，由于物料的下落及物料攜帶氣流沖擊受料點，會形成局部增壓，產(chǎn)生大量的粉塵，增壓程度隨落料高度、溜槽與水平面形成的角度的增大而增大。若皮帶和導(dǎo)料槽邊緣密封的密閉裝置和技術(shù)處理不佳，落料過程中產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)流、空氣沖擊波風(fēng)流和皮帶機牽引風(fēng)流會使設(shè)備內(nèi)部的大量粉塵從設(shè)備邊緣噴出，彌漫整個作業(yè)場所，影響作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生。

2 鋼鐵行業(yè)皮帶式輸送線除塵系統(tǒng)存在的問題

鋼鐵、建材、礦山企業(yè)的破碎機等坑道及庫底皮帶輸送線存在卸料時小顆粒揚塵情況嚴(yán)重，皮帶輸送線長（近200m），在運行時操作工無法進(jìn)入坑道及庫底巡視和檢修等問題。具體為：（1）卸料棒閥為手動，調(diào)節(jié)卸料量時操作人員要進(jìn)入坑道及庫底，坑道及庫底環(huán)境惡劣不利于安全生產(chǎn)。（2）環(huán)境高度局限性強，檢修和更換非常復(fù)雜，采用的袋籠和濾袋等配件不合理。皮帶的轉(zhuǎn)運點落差有2 米多，運行中的自然落料會產(chǎn)生很大的揚粉。坑道及庫底皮帶只有卸料點部分有導(dǎo)料槽罩，其他部分均未密封處理，下料量大時熟料易帶出皮帶。（3）卸料裝置設(shè)計不夠合理。每個卸料點均為垂直卸料且控料棒閥設(shè)置位置比較高，自然落差大，卸料產(chǎn)生的揚塵就多，會造成物料浪費及環(huán)境污染。（4）目前的設(shè)計均為風(fēng)管引出集中收塵，收塵點較多，而且風(fēng)管大多為水平管，長時間運行后管道積灰嚴(yán)重，會造成設(shè)計流量慢慢減小，從而影響收灰效果。（5）傳統(tǒng)濾袋存在壓損高、阻力大、使用壽命短、清灰時表面容易出現(xiàn)積留、濾袋孔徑過大粉塵容易進(jìn)入濾料內(nèi)部等問題。

3 解決方案

傳統(tǒng)的除塵方式是在上層皮帶頭部防護(hù)罩和下層皮帶額外增加一節(jié)導(dǎo)料槽設(shè)置傘形收塵風(fēng)罩，通過除塵管道與除塵器連接，使連接上下皮帶的封閉區(qū)域形成負(fù)壓，達(dá)到控制粉塵不外逸的目的。對于皮帶轉(zhuǎn)運點的粉塵治理可以采用慣性沉降裝置：（1）做好密封，防止物料噴灑、外溢；（2）阻尼擴容，降低含塵氣流速度，并讓大顆粒粉塵快速沉降，從而提高后續(xù)除塵設(shè)備的效率，做到更高效的除塵。

本研究針對鋼鐵行業(yè)皮帶式輸送線除塵系統(tǒng)存在的問題，在結(jié)合慣性沉降裝置設(shè)計思路的基礎(chǔ)上，提出從改變袋籠安裝方式、采用高性能PET 納米濾袋和增加皮帶下料點專用除塵設(shè)備等手段，從根本上解決了鋼鐵企業(yè)皮帶式輸送線上的粉塵污染問題。

3.1 改變袋籠安裝方式

將傳統(tǒng)除塵器袋籠、濾袋由上向下的安裝方式改為側(cè)向內(nèi)裝（見下圖）。該方式占用空間小，安裝簡單，便于維護(hù)，能達(dá)到更高的粉塵過濾精度。同時，可根據(jù)現(xiàn)場實際空間定做不同數(shù)目的單機收塵器，單機收塵器安裝在每兩個下料口之間的皮帶輸送機上，單臺收塵器設(shè)計風(fēng)量為2800m3/h、風(fēng)機功率為4kW，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝簡易、電耗低、收塵效率高等特點，最適宜庫底、廊道等狹窄空間使用。單機收塵方式可針對每個揚塵點單獨收塵，根據(jù)卸料口開啟數(shù)量可單獨開啟需要的收塵器，收塵效果好，長期運行電耗較低。

3.2 采用高性能PET 納米濾袋

袋式除塵器的性能主要包括除塵效率、壓力損失和使用壽命，決定袋式除塵器除塵效率和使用壽命的主要因素包括氣布比、濾料種類、清灰方式等[3]。濾料材質(zhì)的選擇與煙氣參數(shù)、粉塵特性密切相關(guān)，濾料由普通濾料升級為超細(xì)纖維濾料或ePTFE 覆膜濾料等微孔濾料可改善除塵效果與清灰效果[4]。PET 納米濾袋在過濾表面復(fù)合了一層用700nmPET 纖維技術(shù)制成的納米纖維層，屬于“表面過濾+梯度過濾”為一體的先進(jìn)過濾技術(shù)，由于納米纖維組織極為細(xì)密，含塵氣體經(jīng)過濾袋后粉塵排放可長期低于5mg/m3。改變袋籠安裝方式并選用高性能PET 納米濾袋后，實現(xiàn)了對PM2.5和PM10的有效控制。納米過濾層是無紡布層，透氣性好，不易堵塞，不是致密的膜結(jié)構(gòu)。與PTFE覆膜濾袋相比，可以實現(xiàn)更好的透氣性（是PTFE 膜的2 倍）、更低的壓損。因此，納米濾袋可在高過濾風(fēng)速下實現(xiàn)低阻、低排，對尾排風(fēng)機有良好的節(jié)電效果，使用壽命及阻力均優(yōu)于其他類型的濾袋。

3.3 增加皮帶下料點專用除塵設(shè)備

對部分破碎機下料點進(jìn)行專用除塵超低排放改造。由于原除塵器除塵點過多，管網(wǎng)復(fù)雜，風(fēng)道易短路、積灰，本研究采用PET 納米皮帶專用除塵設(shè)備，對下料點進(jìn)行點對點的除塵改造。該產(chǎn)品具有成本低、效果顯著等優(yōu)勢，成功運用于水泥、建材、骨料線、礦山等皮帶下料揚塵點。與原技術(shù)方案相比，節(jié)省了大部分非標(biāo)管道及其支撐，降低了成本，節(jié)能減排效果顯著。

除塵器袋籠、濾袋側(cè)向內(nèi)裝示意圖

除塵設(shè)備距揚塵點的高度小于1m，運輸設(shè)備泄漏的粉塵被除塵設(shè)備收集、輸送及處理，從根本上解決了環(huán)境污染問題，符合環(huán)保要求。

該技術(shù)采用先進(jìn)的PLC 可編程控制器，智能化程度高，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，操作方便，降低了勞動強度，實現(xiàn)了不停機分室換袋檢修。該技術(shù)可按現(xiàn)場粉塵要求遠(yuǎn)程開啟若干除塵器，最大限度節(jié)約電耗、氣耗等，運營成本顯著降低。

4 經(jīng)濟效益分析

4.1 除塵器技術(shù)參數(shù)

某鋼鐵企業(yè)除塵器設(shè)計處理風(fēng)量Q 為60 000m3/h，過濾面積為999.6m2，倉室數(shù)量為6 室，濾袋規(guī)格為Ф130×6000mm，濾袋材質(zhì)為550g/m2滌綸針刺氈；濾袋數(shù)量為408 條，濾袋配置為4×17×6，過濾風(fēng)速為1.0m/min；原設(shè)計排放濃度為30mg/m3。濾袋更換前后除塵器設(shè)備阻力及排放數(shù)據(jù)見下表。

濾袋更換前后除塵器設(shè)備阻力及排放數(shù)據(jù)

4.2 降耗對比

原除塵器廢氣風(fēng)機消耗功率為16 316W。更換納米濾袋后，廢氣風(fēng)機消耗功率為9066W。原除塵器年電耗為121 391kW·h。PET 納米袋式除塵器年電耗為67 451kW·h。采用納米袋式除塵器比采用普通濾袋除塵器可節(jié)約電耗5.39 萬kW·h/a，按0.6 元/（kW·h）計算，采用納米袋式除塵器比采用普通袋式除塵器可節(jié)約電費3.23 萬元/a。

5 結(jié)語

綜上所述，通過改變袋籠安裝方式、采用高性能PET 納米濾袋和增加皮帶下料點專用除塵設(shè)備等手段，可確保鋼鐵企業(yè)大氣污染物達(dá)到超低排放要求，而且PET 納米袋式除塵器與普通濾袋除塵器相比，雖然設(shè)備一次投資費用略微偏高，但是使用壽命長、阻力低，年運行費用、除塵效果方面都有明顯優(yōu)勢，可作為鋼鐵除塵系統(tǒng)超低排放改造的理想選擇。