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环保治理中除尘器选用的节能考虑

     问题的提出

  在空气污染的环保治理中,脉冲袋除尘器(包括气箱式、管喷式)已得到广泛应用。特别是近五年来,随着滤袋、电磁脉冲阀以及PLC控制性能的提高,使脉冲袋除尘器具有长久、稳定的低排放达标的优点,废气治理领域几乎都使用的是脉冲袋除尘器。

  脉冲袋除尘器是依靠压缩空气来清灰的,所以,它必须配套压缩空气的气站或空压机。以建设一座BLT-75A型(20m3/min)气站为例,它的投资为40万元,年耗电量39.6万kWh(以10m3/min气站耗电55kW,每年工作300d,每日工作24h计)。这是除尘器及配套风机以外的投资,以及除尘器风机电动机以外的年耗电,况且20m3/min气站是按用一备一的原则建设的,实际运行只有10m3/min,它所能供应的压缩空气使脉冲袋除尘器使用的台数也是有限的。大型企业的气站200m3/min或更大的并不罕见。所以压缩空气气站的投资和年耗电及年运行费用都是一个不小的数字。

  曾学敏等人根据近几年调研的不同规模生产线和相关资料中水泥企业年度运行指标计算确定,不同规模水泥生产线主要工序电耗指标中,废气处理的电耗指标达到3~4kWh/t熟料,其中1000~4000t/d为4kWh/t熟料,4000t/d以上为3kWh/t熟料。文章统计的不同规模水泥生产线的十个主要工序中,废气处理的电耗指标均排为第5名,它比原料破碎(1.5kWh/t原料)、原料预均化(1.0 kWh/t原料)、生料均化(0.4-0.5kWh/t生料)、水泥袋装和(或)散装及输送(1.8-2.0kWh/t水泥),其他生产电耗(3.0~3.5kWh/t水泥)都要高。根据上述电耗指标,4000t/d生产线年废气处理电耗为4 000t/d*4kWh/t *300d=480万kWh;5 000t/d生产线年废气处理电耗为450万kWh。笔者认为:废气处理的电耗指标达到3.0-4.0kWh/t熟料是偏保守的。但是,其让人们注意到废气处理的电耗问题,思考废气处理如何节能。

  2环保治理中除尘器选用的节能考虑

  废气处理的电耗主要是由两大部分构成的。其一是废气处理的除尘器的配套风机电动机的电耗;其二是废气处理的配套压缩空气气站的电耗。无论使用何种性能的除尘器,配套风机电动机的电耗是省不下来的。在风机电动机的节能方面只有采用变频技术改造的方法。本文考虑的只是节省气站投资和节省供气量以及降低气站的电耗和运转费用的问题。

  众所周知,除了必须使用压缩空气的脉冲袋除尘器外,还有其他类型的除尘器,目前市场上还有:电除尘器、回转反吹袋除尘器(即FD系列吹振式扁袋除尘器)、长袋反吹袋除尘器、傻瓜式袋除尘器(即不用压缩空气、反吹风机、回转电动机的除尘器)等。这些除尘器也都能达到目前国家对排放浓度的环保要求。

  对于使用除尘器的业主来说,他们对除尘器的要求是很清楚的,即:①能够长久、稳定的达标排放;②除尘器结构简单、使用方便、维修量小;⑧节能;④价格相对便宜。

  脉冲袋除尘器除了第一条具有优势外,其它三条并不占有优势。它结构相对复杂,备品备件多,除共性的箱体、灰斗、滤袋、风机外,构成脉冲袋除尘器的还有电磁脉冲阀、提升阀(气缸加阀)、二位五通及气管、喷管、喷嘴、文氏管、袋笼、油水分离器、气包及储气罐、控制柜、降压阀、压力表,以及配套用的气站空压机及压缩空气管道,无论哪一个部件发生故障,都直接影响到除尘器的正常运行,所以对它的管理和维护,工作量很大。仅对于压缩空气气站的维护和保养而言,气站的每台空气压缩机正常运行每l00d左右就要维护一次,即一年要保养三次。而且要有销售压缩机厂家的专业人员来维护,需要更换油的滤芯、空气滤芯和油分,而且要更换空气压缩机的保养专用油,用量不少,费用不菲。对于一些大型企业而言,除尘器遍布厂区各地,有的除尘器位于数十米高度的位置,有的除尘器远离气站数公里,为此铺设压缩空气管线,沿途压缩空气的压力和气量必然会有损失。北方地区的冬季,压缩空气的管线还必须外保温,五六十台脉冲除尘器的管理、备品备件以及方方面面的维护维修的工作量是很大的。对于一些中小企业、粉磨站,还有一些暂时无条件上压缩空气气站的企业,为了使用脉冲袋除尘器,必须使用多种气量的空压机。空压机长达数月连续24h运行,故障多,维修工作量大。维修期如无备用空压机则生产直接受到影响,且厂区的环境质量大打折扣。特别是在我国北方地区的冬季,空压机输出压缩空气,因含有水汽受冻结冰,尤其是油水分离器长期使用后效果不佳或失效时更甚,导致空压机无法正常工作的情况时有发生,这是北方地区没有气站的企业叫苦不迭的事情。至于脉冲袋除尘器在节能和价格方面就更不占优势了。

  3建议

  鉴于节能和选用除尘器的要求的通盘考虑,笔者建议:

  1)在新型干法水泥生产线和粉磨站建设中,没有必要千篇一律全线全部选用脉冲袋除尘器;2)在关键部位,如窑尾、窑头、煤磨、水泥磨、包装机,可以选用脉冲袋除尘器,也可以选择其它类型的除尘器;

  3)全线除关键部位的除尘器外,处理风量在2万m3/h左右或以下的除尘器的选用,可以采取不用压缩空气、反吹风机、回转电动机的“傻瓜式除尘器”或其他类型的除尘器。

  4一条1200t/d生产线的实例

  1)窑头、窑尾采用18/7.5/3*9/0.4(BS930)和25/10/3x9 /0.4(BS930)电除尘器;

  2)煤磨采用防爆型气箱式脉冲袋除尘器;

  3)水泥磨和包装机采用管喷脉冲袋除尘器;

  4)除上述部位外的除尘器全部采用傻瓜式除尘器,处理包括生料破碎、碎石库库顶、生料均化库顶、配料、配料库顶、熟料破碎、熟料库顶、熟料库底、粉煤灰库顶、散装库库顶、水泥配料、水泥库顶等处的扬尘,共近20台除尘器。

  这条生产线由于只有3台设备使用压缩空气,就没有新建压缩空气气站,仅仅是使用原老线气站富余的压缩空气就足够了,节省了建设投资。由于傻瓜式除尘器结构简单,备品备件少,维修和管理的工作量大为减少,价格比脉冲袋除尘器低,所以整线除尘器方面的投资也节省了不少。2005年投运后至今效果良好。经省级环保部门检测,排放浓度连年保持25mg/m3以内。

  5结束语

  1)在建材行业,不同规模的水泥生产线的十个主要工序中,废气处理的电耗排名第5,其节能问题应引起量视。

  2)废气处理节能问题的解决,有赖于废气处理配套的除尘器的风机变频改造和废气处理配套的压缩空气气站的节能思考。

  3)在建材行业,新型干法水泥生产线和粉磨站的建设中,没有必要千篇一律地全线全部选用脉冲袋除尘器,应该有目的选用。在达到国家排放标准的前提下,应当采用一些相对节能、维修工作少和结构简单的除尘器。

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