正压袋式除尘器在硅铁电炉上的应用

某企业3台12500KVA硅铁矿热炉始建于1986年和1989年,当时该矿热电炉配备有玻纤扁袋湿法除尘系统。经过近十年来的运转实践,发现该系统运行费用高、维修量大,不适合硅铁冶炼行业烟气治理。为保护环境,遵照**第三批限期治理项目的要求，1997年1~9月,本公司对原湿法烟气除尘系统进行全面彻底改造。在改造中,结合自身多年的实践经验,大胆采用国内外先进技术,技术人员突破常规,设计出了全新的12500KVA硅铁矿热电炉烟气净化系统。该系统自1999年2月运转以来,至今运行效果良好,3套系统日产**微硅粉20多吨,各项排放指标远低于**《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996),为硅铁行业烟气治理开创了一条可行之路。
1　系统工艺流程
　　 由电炉半封闭矮烟罩收集的高温含尘烟气,通过主风机负压,将其引入主烟道。在电炉主烟道与放散烟囱之间设置有一个电动阀门。通常该阀门处于常闭位置,如有紧急事故或烟气净化发生事故,则此电动阀门打开,使烟气从烟囱自然排空。正常工作时,含尘烟气经过主烟道进入U型管空气冷却器,经降温至230℃左右,进入预处理器进行再线烟尘预处理,并进一步降温至210℃左右。预处理烟气通过主风机导入正压袋式二次进风除尘器,烟尘(微硅粉)经**过滤后,洁净热烟气通过正压袋式二次进风除尘器顶部后自然排空。除尘器内收集的烟尘,通过反吸风机进行三状态反吸清灰,再下落至贮灰斗经卸料器送入螺旋输送机,人工打包、待售。系统在空冷器中设置有一短路阀门,当主烟道烟温低于230℃时,主烟道烟气不通过U型管空冷器,直接通过短路管进入再线预处理器。
2　系统主要工艺设计参数(见表1)
表1主要工艺设计参数
　　　　　　　 项　　目　　　　　　　　　　设　计　参　数　　　　　　　　　　实际运行参数
硅铁电炉　　　烟气量　　　　　　　　　 180 000m3/h(台)　　　　　　　　 150 000~170 000m3/h(台)
　　　　　　　 烟气温度　　　　　　　　　　　450℃　　　　　　　　　　　　　　 450℃
冷却器　　　　进口烟温　　　　　　　　　　　 450℃　　　　　　　　　　　 280℃　Tmax=319℃
　　　　　　　 正常出口烟温　　　　　　　　　 230℃　　　　　　　　　　　　　　180℃
预处理器　　　进口烟温　　　　　　　　　　　 230℃　　　　　　　　　　　　　　 180℃
　　　　　　　 出口烟温 　　　　　　　　　　　210℃　　　　　　　　　　　　　　150℃
　　　　　　　 处理烟气量　　　　　　　　　180 000m3/h(台)　　　　　　　150 000~170 000m3/h(台)
除尘器 　　　 **高进口烟温　　　　　　　　　　250℃　　　　　　　　　　　　　Tmax=174
　　　　　　 净烟气含尘量　　　　　　　　　　<50mg/m3　　　　　　　　　　　<50mg/m3
　　　　　　 净烟气温度　　　　　　　　　　　160~140℃　　　　　　　　　　　100~120℃
3　烟气净化控制系统
　　 烟气净化工程控制系统采用先进的触摸屏控制加PLC可编程控制器进行全线监控,各元件工作灵活、可靠。系统控制基本上实现无按钮控制,有效地减少了常规设计中的按钮故障率。(见图1)

图1　烟气净化控制系统
　　 3.1　温度控制。为保证系统正常工作,此工程设计设置了多级温度监控及保护。系统在空冷器前、预处理后及风机前、袋式除尘器前均设计有测温元件,并实行多级联锁保护,一旦系统温度失控,则系统将立即自行关闭。
　　 U型空冷器工作面积可随烟气温度升降而自动调整,使其工作在设定变动范围之内。当U型空冷器全部工作面积进入工作状态,而烟温仍超过设定出烟温度时, 则野风阀自动打开进行混冷风降温,若系统温度仍然失控,则系统将自动关闭。
　　 3.2　压力控制。U型冷器两端设定有压差控制器,以保证在空冷器内烟气量变化时,监控其两端压差变化。
　　 主风机两端设定有压差控制保护装置,以保证主风机工作在设计的风压范围之内。一旦风压超载则将立即报警停机, 以保护电机。在二次进风布袋除尘器中,设置有单室压差反馈控制系统,一旦单室压差超过2500Pa,则系统将自动启动清灰程序,执行清灰过程。
　　 3.3　系统联锁保护。为使系统工作处于有序控制,系统设计有密码操作系统,非操作人员不能使系统进入工作状态,并且在主风机连续启运时间等方面都设置有联锁保护。
　　 4　系统主要设备及参数
　　 4.1　烟管冷却器(主温控设备)。采用自然空气冷却“U”型管冷却器,非标设计制作,工作面积为0~1500m2(可调)。
　　 4.2　预处理器。采用先进工艺理论原理设计非标设备,通过可调装置,控制回收微硅粉质量,比常规系统有大幅度提高。在线处理后,微硅粉中SiO2含量可达92%~96%。
　　 4.3　主引风机。选用济南风机厂JY5—44NO24D冶炼排风机,流量180000m3/h,全压4436Pa;转速960r/min,配套电机N=450KW,10KV进线。
　　 4.4　二次进风布袋除尘器。为采用先进过滤原理设计的非标设备。
　　 过滤面积:7000m2;过滤速度:0.47m/min;选用布袋:玻纤无碱硅油石墨处理布料,φ292×10m　816条。
5　系统的运行
　　 由于该12500KVA硅铁矿热电炉烟气净化系统设计原理先进,结构简单,运行可靠,自1998年1月投入运行至今,运转良好,日产微硅粉20t,回收的微硅粉中SiO2含量在92%以上,质量稳定,现已销往国内外,经济效益显著。
　　 该烟气净化系统运转后,企业于1998年3月6日委托中国建筑材料工业局地质勘查中心对回收的微硅粉进行抽样检验其结果如下:
　　 6　系统的主要特点
　　 6.1　采用正压过滤烟气净化。
　　 6.2　采用独特原理设计的预处理器,提高了回收粉尘的质量,使硅铁电炉烟气除尘达到了环境效益和经济效益的同步提高。
　　 6.3　采用先进的二次进风系统,有效地保护了除尘滤袋,延长了使用寿命,使袋式除尘器提高到一个新的技术水平。
　　 6.4　使用触摸屏全线系统控制,将电器控制水平提高到一个新的高度。