先進(jìn)覆膜濾袋——水泥企業(yè)的節(jié)能之匙，環(huán)保之盾

窯頭和窯尾袋式除塵器的濾料應(yīng)用分析

  導(dǎo)讀

  近年來，國家水泥窯的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。作為水泥廠袋式除塵器的核心部件，濾料的選擇直接決定著除塵器的使用狀況。目前市場上供應(yīng)的用于處理窯頭及窯尾廢氣的濾料在性能方面都有各自的局限性，本文所介紹的新型玻纖覆膜濾料，由美國戈?duì)枺℅ORE）公司 研發(fā)，有效解決了玻纖機(jī)織布濾料的缺陷，大大提高了其抗折性能及過濾性能，受到國內(nèi)多家企業(yè)的認(rèn)可。本文將以全國“千家”重點(diǎn)節(jié)能企業(yè)之一的河北鹿泉金隅鼎鑫水泥股份有限公司為例，進(jìn)一步介紹戈?duì)栃滦筒＠w覆膜濾料在實(shí)際應(yīng)用中的效果。

  我國大部分地區(qū)近幾年來頻繁發(fā)生霧霾污染，空氣質(zhì)量指數(shù)長期處于重度污染級別。大規(guī)模霧霾不僅是天災(zāi)，更是人禍。

  環(huán)境專家強(qiáng)調(diào)，“高強(qiáng)度排放”是導(dǎo)致霧霾的根本原因。中國環(huán)境科學(xué)研究院副院長柴發(fā)合表示，鋼鐵、水泥等工廠直接排放顆粒物導(dǎo)致了PM2.5的形成。為此國家下定決心大力治理環(huán)境污染。根據(jù)《國家環(huán)境保護(hù)“十三五”規(guī)劃基本思路》，初步考慮在電力、鋼鐵、水泥等重點(diǎn)行業(yè)開展煙粉塵總量控制，實(shí)施基于新排放標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)治污減排管理，把問題突出、影響范圍廣的煙粉塵排放量降下去。

  因生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的粉塵，水泥行業(yè)被列入高污染行業(yè)。水泥行業(yè)在除塵抗霾的綠色發(fā)展道路上，勢必要直面來自粉塵污染治理方面的挑戰(zhàn) --  《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 規(guī)定，水泥窯粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)將由原來的50mg/Nm³(水泥窯等熱力設(shè)備)及30mg/Nm³(水泥磨等通風(fēng)設(shè)備)下降為30mg/Nm³和20mg/Nm³。作為水泥廠袋式除塵器的核心部件，濾料直接決定了除塵器的應(yīng)用狀況。

  基于ePTFE（膨體聚四氟乙烯）的覆膜濾料替代解決方案

  玻纖機(jī)織布濾料作為最常見的用于處理窯頭及窯尾廢氣的濾料之一，有著耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、抗拉性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但抗折性差是其不可忽略的缺陷，需要通過對其進(jìn)行表面覆膜以提高其過濾性能。

  為解決玻纖機(jī)織布濾料的缺陷，美國戈?duì)枺℅ORE）公司發(fā)明了玻纖覆膜濾料，并對玻纖濾料進(jìn)行了良好的后處理，不但大大改善了玻纖的抗折性能，也極大地提高了玻纖機(jī)織布的過濾性能。

  覆膜濾料，即在濾料表面覆上一層PTFE（聚四氟乙烯） 或ePTFE（膨體聚四氟乙烯） 薄膜。該薄膜是一種利用聚四氟乙烯材料，經(jīng)科學(xué)拉制形成的極薄的致密多微孔薄膜。將其壓覆在濾料表面作為迎塵面，充分保證了透氣性、過濾性和除塵器的低壓差運(yùn)行。加之薄膜表面非常光滑，粉塵很容易被清除，減少了清灰頻率，大大節(jié)省了壓縮空氣的能耗。

  覆膜濾料對薄膜的技術(shù)質(zhì)量要求很高，其中薄膜的微孔直徑、孔隙率和微孔分布均勻性是非常重要的指標(biāo)，其質(zhì)量直接影響覆膜濾料的過濾性能。同時(shí)，薄膜與濾料的覆壓技術(shù)也很重要，差的覆壓技術(shù)不但影響透氣性，在使用中還會造成薄膜與濾料的分離或損壞，影響使用壽命，當(dāng)然被覆的濾料本身質(zhì)量也是重要因素，因而并不是所有的覆膜濾料都一定是好濾料。

  美國戈?duì)柟镜母材V料在業(yè)內(nèi)擁有良好的口碑以及廣泛的成功應(yīng)用案例，其使用的薄膜兼顧高透氣性及耐磨損雙重性能，不但在窯尾廢氣處理中應(yīng)用成功，在國外，因其具有卓越的耐磨性，在窯頭廢氣處理的成功案例也比比皆是。

  玻纖覆膜濾料在實(shí)際案例中的應(yīng)用

  作為全國“千家”重點(diǎn)節(jié)能企業(yè)之一，擁有兩條2500 t/d熟料生產(chǎn)線，三條5000 t/d熟料生產(chǎn)線的河北鹿泉金隅鼎鑫水泥股份有限公司曾先后引進(jìn)各類先進(jìn)技術(shù)，在使用袋除塵器處理窯頭和窯尾廢氣，以及窯頭和窯尾電收塵器改袋收塵器等大型技改項(xiàng)目中取得了矚目的節(jié)能減排效果。

  今年年初，國家發(fā)改委主任徐紹史帶隊(duì)到河北金隅鼎鑫水泥有限公司現(xiàn)場視察時(shí)了解到金隅鼎鑫二分公司 5條新型干法水泥熟料生產(chǎn)線在省內(nèi)水泥行業(yè)率先配備建設(shè)了SNCR脫硝項(xiàng)目。其粉塵治理采用美國戈?duì)枮V袋，主排放口粉塵排放濃度最低達(dá)到5mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)了粉塵的近零排放、SO2的零排放和NOx的超低排放。

  2008年10月公司率先將一分廠1號熟料生產(chǎn)線窯尾電除塵器改造為袋除塵器，后順利投入使用，經(jīng)河北省環(huán)境保護(hù)廳監(jiān)測其排放濃度穩(wěn)定在10mg/Nm³以內(nèi)，同時(shí)窯尾煙氣在線監(jiān)測儀器半年的檢測數(shù)據(jù)顯示收塵效果良好，粉塵排放穩(wěn)定。隨后公司又先后將一分廠和二分廠的全部窯尾、窯頭電除塵器進(jìn)行了同樣的改造。截至2010年5月，公司完成了對3臺窯尾和3臺窯頭電除塵器的改造。 目前經(jīng)改造的10臺除塵器均采用了袋除塵器，并全部使用戈?duì)柕牟＠w覆膜濾料。

  盡管公司首次在窯頭廢氣處理中使用玻纖覆膜濾料，但是截至目前未發(fā)生一條濾袋破損現(xiàn)象，使用效果良好，充分彰顯了窯頭除塵器使用玻纖覆膜濾袋在多方面的優(yōu)勢：首先，粗顆粒粉塵被有效收集，未發(fā)生磨損；其次，避免了熟料粉塵易板結(jié)的問題；再次，耐溫性更強(qiáng)。從實(shí)際使用的效果來看，使用7年的玻纖覆膜不但排放依然在10mg/Nm³以內(nèi)，而且壓差也始終低于800Pa。

  運(yùn)行中的節(jié)能減排分析

  覆膜濾料以其高效的粉塵攔截能力，為接近零排放的目標(biāo)提供了可能。公司的窯頭窯尾10臺袋除塵器平均使用壽命逾7年，自投運(yùn)以來始終保持濾料零破損。設(shè)備應(yīng)用后，粉塵排放遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，工廠周圍的空氣潔凈度得到顯著提升，當(dāng)?shù)囟墐?yōu)良天氣創(chuàng)造了歷史新高，為公司員工及當(dāng)?shù)鼐用翊蛟炝肆己玫墓ぷ鳈C(jī)居住環(huán)境。

  能耗對于水泥生產(chǎn)企業(yè)來說至關(guān)重要，袋除塵器的能耗主要是引風(fēng)機(jī)及用于清灰的壓縮空氣能耗。自投運(yùn)以來，三分廠窯頭窯尾布袋的壓差都一直低于600Pa并始終保持平穩(wěn)的狀態(tài)。壓差對比顯示，普通非覆膜濾料通常會比覆膜濾料在同等條件下壓差高500 Pa以上。

  經(jīng)計(jì)算，結(jié)合實(shí)際排風(fēng)機(jī)的電耗，公司五條熟料生產(chǎn)線的窯頭和窯尾袋除塵器僅風(fēng)機(jī)的能耗每年可節(jié)約逾400萬元。

  另一方面，當(dāng)前用于清灰的壓縮空氣壓力僅為0.25 MPa，清灰周期較長，就壓縮空氣的費(fèi)用而言，10個(gè)除塵器每年節(jié)省近80萬元，同時(shí)減少了清灰時(shí)壓縮空氣對濾料的損傷，延長了濾袋的使用壽命。

  結(jié)束語

  針對霧霾帶來的惡劣影響，今年初北京市啟動了大氣污染應(yīng)急減排措施，據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有103家重點(diǎn)排污企業(yè)被停產(chǎn)。如不主動采用先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)減排降耗，水泥企業(yè)今后的發(fā)展將面臨巨大挑戰(zhàn)。

  水泥廠使用普通的非覆膜濾袋，纖維孔隙大，細(xì)顆粒物PM2.5穿透現(xiàn)象嚴(yán)重，難以達(dá)到理想的排放值；而薄膜濾料孔隙致密，過濾精度高，薄膜代替粉餅，排放低，壓差更低，真正幫助水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會及生態(tài)效益的統(tǒng)一。

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