胡秀芬

(中國有色(沈陽)冶金機(jī)械有限公司， 遼寧 沈陽 110141)

CDM袋式除塵器凈化鎳鐵電爐熔煉煙氣的實踐

胡秀芬

(中國有色(沈陽)冶金機(jī)械有限公司， 遼寧 沈陽 110141)

經(jīng)過對電爐煙塵的分析，選用CDM袋式除塵器對電爐熔煉煙氣進(jìn)行凈化。該技術(shù)采用耐高溫覆膜濾料、離線低壓脈沖循環(huán)清灰技術(shù)、重力擋板式慣性預(yù)收塵，PLC自動程序控制，定位氣缸驅(qū)動反吹，以及防止煙氣低溫結(jié)露對設(shè)備的腐蝕和對濾料的污染等措施，提高了過濾速度和凈化效率，防止了SO2低溫結(jié)露對設(shè)備和濾料的腐蝕和影響，有效地捕集了礦熱電爐熔煉產(chǎn)生的粉塵，適應(yīng)了熱帶地區(qū)高溫、高濕、多雨的環(huán)境，替代了進(jìn)口產(chǎn)品，滿足鎳鐵礦熱電爐熔煉煙氣凈化的要求。

礦熱爐；熔煉煙氣；覆膜；結(jié)露；鎳鐵；凈化

1 工藝簡介

矩形六電極電爐鎳鐵冶煉是近年來國際上先進(jìn)的鎳冶煉新技術(shù)，同高爐冶煉和鐵合金電爐冶煉相比具有節(jié)能、污染低，產(chǎn)能大、產(chǎn)品雜質(zhì)少，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點，2012年在緬甸中色鎳冶公司獲得成功。

矩形六電極電爐鎳冶煉作業(yè)中，產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣中主要含有煙塵和SO2等對大氣有污染的物質(zhì)。煙氣凈化就是消除或減少鎳冶煉過程中所產(chǎn)煙塵等的污染，并使其中的有價組分得到綜合利用的過程。

本文根據(jù)六電極矩形電爐工作產(chǎn)生的煙氣的成分、溫度、含塵量及煙塵的粒徑分布等物理特性，采用矩陣激勵冷卻器降溫和CDM袋式除塵器進(jìn)行針對性的電爐煙塵治理獲得成功。捕集下來的煙塵返回生產(chǎn)系統(tǒng)綜合利用，凈化后的煙氣達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。

表1 電爐煙塵成分

1.1除塵器主要技術(shù)參數(shù)

除塵器主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 除塵器主要技術(shù)參數(shù)

2 CDM袋式除塵器

2.1 煙氣凈化流程

電爐煙氣凈化流程如下：

矩形六電極鎳鐵電爐煙氣經(jīng)電爐上部集氣罩進(jìn)入通風(fēng)凈化總管道，在風(fēng)機(jī)的動力作用下流經(jīng)矩陣激勵冷卻器降溫，矩陣激勵冷卻器由變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)和熱電偶自動控制調(diào)控?fù)Q熱量，流過矩陣激勵冷卻器的煙氣如果溫度沒有達(dá)到要求，系統(tǒng)自動開啟煙氣預(yù)熱及故障處理閥門作臨時處理，如果煙氣溫度合格將進(jìn)入CDM袋式除塵器設(shè)在進(jìn)氣風(fēng)道處的內(nèi)置重力慣性預(yù)收塵裝置，大量的粉塵在粘結(jié)、碰撞、吸引、攔截、重力沉降等作用下，有約40%的10～20 μm以上顆粒的粉塵進(jìn)入積灰斗，余下的塵氣進(jìn)入布袋室經(jīng)濾料分離凈化，凈化后的粉塵含量低于0.10 g/m3氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)后排入大氣。

2.2 重力慣性預(yù)收塵裝置的計算

在除塵器進(jìn)氣風(fēng)道設(shè)置重力慣性預(yù)收塵裝置，重力慣性預(yù)收塵原理見圖1。

圖1 重力慣性預(yù)收塵原理示意圖

重力慣性預(yù)收塵和風(fēng)力均布板復(fù)合設(shè)計在除塵入口管道內(nèi)，對高濃度的入口粉塵進(jìn)行預(yù)收塵和24室氣體流量的均勻分配，進(jìn)口風(fēng)管截面和長度的選擇[2]見公式(1)。

粒徑和長寬的關(guān)系圖見圖2。

(1)

式中dmin—最小粒徑，m；μ—氣體粘度，kg/ms；Q—氣體流量，m3/s；g—重力加速度，9.8 m/s2；ρ—塵粒密度，kg/m3；B—慣性預(yù)收塵室寬；L—慣性預(yù)收塵室長。

圖2 捕捉粒徑和長、寬的關(guān)系[2]

2.3CDM袋式除塵器過濾室的布置和清灰

(1)依據(jù)處理風(fēng)量、入口濃度、粒徑分布范圍以及經(jīng)濟(jì)運行等綜合因素，結(jié)合加拿大赫氏公司提供的經(jīng)驗參數(shù)，在充分考慮重力慣性預(yù)收塵的情況下，布袋除塵器過濾風(fēng)速計算見公式(2)[3]：

(2)

式中V—過濾速度，m/min；Q—通過除塵器的氣體流量，m3/h；S—有效過濾面積，m2。

(2)除塵器設(shè)置22室，每室布置160條耐高溫覆膜針刺濾料，采用分室離線低壓脈沖循環(huán)清灰技術(shù)的工作方式，濾室分布清灰及塵氣走向圖見圖3。

圖3 濾室分布清灰及塵氣走向示意圖

(3)濾袋平面布置考慮到氣源消耗和反吹時間優(yōu)化后布置成橫向10排縱向16列，充分利用了有效的空間，又防止了過濾材料負(fù)荷的不均勻，布袋磨損均勻，方便后期設(shè)備管理和濾料的更換。濾袋平面布置和反吹示意圖見圖4。

圖4 濾袋平面布置和離線反吹示意圖

(4)入口管道防結(jié)露措施

電爐冶煉過程中由于還有部分的SO2在高溫下溢出，在露點處結(jié)露形成稀硫酸，腐蝕設(shè)備和附著在濾袋表面，嚴(yán)重時將在布袋濾料表面形成高含酸和粉塵混合的的泥層，使濾袋透氣性下降，溫度生高后板結(jié)，嚴(yán)重影響布袋濾料的再生和使用，或?qū)е虏即鼮V料的報廢，酸的露點見圖5。

由溫度熱電偶拾取的信號進(jìn)入PLC,在露點附近設(shè)置閥門開啟導(dǎo)流，待溫度越過露點后關(guān)閉閥門，整個過程由PLC自動控制，熱電偶設(shè)置位置要考慮到煙氣移動速度造成的滯后和閥門開閉的執(zhí)行時間。

圖5 鎳鐵冶煉煙氣SO2的露點

3 結(jié)語

(1)該設(shè)備采用離線低壓脈沖循環(huán)清灰技術(shù)解決了粉塵再附的問題，噴吹壓力由在線型的0.5～0.7 MPa降低到0.2～0.3 MPa，噴吹周期時間縮短，壓縮空氣消耗是在線型的1/5。節(jié)省能源消耗30%。

(2)該設(shè)備采用進(jìn)氣均布板和重力慣性預(yù)收塵設(shè)計，凈化前煙氣含塵量27.23 g/m3中的40%在過濾室前被捕集，降低了濾料的負(fù)荷，同時有效的提高了過濾速度和降低了清灰周期，設(shè)備處理煙氣量同比增大1.2倍，使濾料同比壽命延長180天以上。

(3)重力慣性沉降室鋼制隔板過風(fēng)邊緣增加100 mm寬16Mn材質(zhì)的耐磨圈，降低了鋼制隔板磨損，延長使用壽命2年以上。

[1] 陳鴻飛.除塵與分離技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

[2] 厲衡隆，顧松青.鋁冶煉生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[3] 張殿印，申麗.工業(yè)除塵設(shè)備設(shè)計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

PracticeofCDMBaggyDustCollectorPurifyingFlueGasAppliedinFerro-nickelFurnace

HU Xiu-fen
(NFC (Shenyang) Metallurgy Machinery Co., Ltd. Shenyang 110141, China)

The paper chooses CDM baggy dust collector to purify the smelting flue gas through the analysis of flue. The technology uses high temperature resistant membrane filter material, off-line voltage pulse circulation cleaning, gravity baffle inertial pre-collecting, PLC automatic program control, blowback of positioning cylinder driven, measures preventing the corrosion of equipment by the flue gas dew which produced by low temperature and the pollution of filter material. The filtration rate and the purification efficiency has been increased, and prevented the equipment and material corrosion caused by SO2low-temperature condensation, dust produced in smelting electric furnace has been gathered. The collector adapts to the tropical regions of high temperature, high humidity, rainy environment, can instead of imported equipment, meets the requirements of flue gas purification by ferronickel smelting furnace.

ore furnace；smelting flue gas；membrane；dew；nickel iron；purification

2014-10-22

胡秀芬(1965-)，女，遼寧本溪人，高級工程師，大學(xué)本科，主要從事機(jī)械設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化工作，現(xiàn)任中國有色(沈陽)冶金機(jī)械有限公司副主管工程師。

X701.2

A

1003-8884(2014)06-0037-03