立窯除塵技術(shù)的現(xiàn)狀與電除塵技術(shù)的發(fā)展

　我國立窯廠有生產(chǎn)許可證的和無生產(chǎn)許可證的已近萬家，年產(chǎn)水泥量占我國年產(chǎn)水泥總量的80％以上。以1998年我國水泥總產(chǎn)量5.3億噸計(jì)算，立窯廠的產(chǎn)量約4.2億噸以上。立窯粉塵的排放量如按立窯產(chǎn)量的4％計(jì)算，則立窯粉塵的年總排放量就高達(dá)1600萬噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，立窯的粉塵排放量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的不足2％。雖然國家經(jīng)貿(mào)委已決定1997年淘汰3500多臺直徑小于2.2米的立窯，2000年淘汰所有年產(chǎn)量小于4.4萬噸的立窯，但是還有相當(dāng)數(shù)量的立窯廠不屬于淘汰之列，這些廠根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求，也要限期治理達(dá)標(biāo)，否則將勒令停產(chǎn)關(guān)閉。面對這一嚴(yán)峻形勢，廠家心急如焚，所以向現(xiàn)有立窯廠提供性能優(yōu)良、高效、價(jià)廉、長期安全運(yùn)行的除塵設(shè)備已迫在眉睫。

立窯除塵技術(shù)的現(xiàn)狀

　　由于立窯煙氣和粉塵的性質(zhì)取決于立窯的操作方法、原料和燃料的性質(zhì)以及工藝條件，且變化范圍大而快速，所以給粉塵治理帶來很大的困難。隨著國家制訂的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，以及城鄉(xiāng)人民環(huán)保意識的增強(qiáng)，所以立窯的除塵不再采用結(jié)構(gòu)簡單、投資省、除塵效率小于50％的沉降室，促使許多科研設(shè)計(jì)單位和環(huán)保產(chǎn)品廠家研制開發(fā)新型高效、價(jià)廉的除塵裝置。這就是近些年來立窯上各種類型的水除塵器如雨后春筍般出現(xiàn)的主要原因。當(dāng)然也與收下的泥漿能送入預(yù)加水成球系統(tǒng)的雙軸攪拌機(jī)解決了二次污染問題有關(guān)。

　　水除塵設(shè)施與袋除塵器和電除塵器相比有結(jié)構(gòu)簡單和投資少的優(yōu)點(diǎn)，但是根據(jù)裝有水除塵設(shè)施廠家的測試結(jié)果，粉塵排放濃度很不穩(wěn)定，難以長期保持排放濃度每標(biāo)準(zhǔn)立方米小于150毫克，要達(dá)到排放濃度每標(biāo)準(zhǔn)立方米小于100毫克難度就更大。此外水除塵的致命弱點(diǎn)就是只能除塵不能消煙。如陜西省銅川地區(qū)的立窯廠都燒含硫量較高的煙煤，有的廠裝有不同形式的水除塵裝置，雖然粉塵排放得到一定的控制，但從煙筒仍排出滾滾黃煙，據(jù)分析排出的黃煙不是氣體，而是燃煤中揮發(fā)分燃燒生成的粒徑小于5微米的煙霧，實(shí)質(zhì)上還是屬于塵的范疇。這些微細(xì)的煙霧，采用噴淋或噴霧水除塵是無能為力的。所以銅川地區(qū)采用水除塵設(shè)施的廠家有改用袋除塵或電除塵的趨勢。

　　既然水除塵難以達(dá)到立窯除塵的預(yù)期效果，必然轉(zhuǎn)而采用技術(shù)成熟的袋除塵或電除塵。以袋除塵器為例，由于本體結(jié)構(gòu)、清灰方式和各閥門的改進(jìn)，濾料、濾袋和清灰控制系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步以及輔助清灰技術(shù)的應(yīng)用，使得立窯采用袋除塵器的技術(shù)日臻成熟和完善。特別是袋除塵器不受粉塵比電阻的限制，也適合立窯的除塵。但是袋除塵器的阻力較大，一般平均在1200帕以上，靠立窯煙筒自然排風(fēng)不太可能，所以需要單獨(dú)配置排風(fēng)機(jī)，如直徑2.8×10米機(jī)立窯，風(fēng)量按每小時(shí)55000立方米考慮，主排風(fēng)機(jī)加上反吹風(fēng)機(jī)所需的功率大約在80千瓦以上，另外濾袋過濾面積大于1800平方米，若采用常用的玻纖濾料按23元／平方米計(jì)算，兩年換一次濾袋，就需要4萬元以上，而且要求立窯的操作制度相對穩(wěn)定，特別是對操作溫度，因?yàn)闇囟冗^高容易燒袋，溫度過低容易糊袋。由于袋除塵器存在上述的缺點(diǎn)，而且一次投資也不低，使之在立窯上廣為推廣受到限制，特別是北方地區(qū)燒煙煤的立窯采用袋除塵器更要慎重。

　　立窯采用電除塵器和袋除塵器一樣也有不少失敗的教訓(xùn)。除受粉塵比電阻的制約，也受立窯操作條件的影響，但總的來說，操作條件不如袋除塵器要求那樣高，而且可利用煙筒的熱壓差自然排風(fēng)。只要有效地解決兩極的超溫變形和腐蝕問題，立窯采用電除塵器是比較可靠的，雖然一次投入較大，但至少可與袋除塵器持平。

立窯電除塵器技術(shù)的進(jìn)展

　　80年代初期，青島水泥廠首開我國在機(jī)立窯采用臥式電除塵器之先河。由于立窯煙氣濕含量大，露點(diǎn)達(dá)50℃以上，煙氣含塵濃度不高，一般小于每標(biāo)準(zhǔn)立方米10克，且粉塵顆粒較粗，一般粒徑大于50微米，占50％以上，很適合采用電收塵器，所以該廠安裝SHWB型電收塵器，投入運(yùn)行后，收塵效率較高，但由于工況條件不穩(wěn)定，特別是電場結(jié)露，兩極腐蝕嚴(yán)重，極板腐蝕不到兩年幾乎全部腐蝕掉，更換一次日常費(fèi)用很高，最終被拆除而改用沉降室。隨后濟(jì)南、韶關(guān)等水泥廠也采用過這種臥式電收塵器，其最終命運(yùn)與青島廠相似。

　　極板腐蝕的原因，一般都認(rèn)為是由于立窯燃煤中含有硫分，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫，遇水生成硫酸而帶來的酸腐蝕。實(shí)際上燃煤中的硫分大部分被熟料所吸收，只有少量的硫生成二氧化硫，而立窯煙氣中僅一小部分轉(zhuǎn)化為三氧化硫，轉(zhuǎn)化率為0.5％～3.0％。因?yàn)槎趸蜣D(zhuǎn)化為三氧化硫主要受燃燒溫度和煙氣中含氧量的影響。由此可以認(rèn)為立窯電收塵器產(chǎn)生腐蝕的原因不是硫酸而是水腐蝕。后來立窯燃燒添加礦化劑螢石（CaF）后，由于螢石燃燒會生成氟化氫，因此會加劇電收塵器的腐蝕。

　　不論是水還是氫氟酸產(chǎn)生的腐蝕都應(yīng)采用防護(hù)措施，否則腐蝕就成為立窯采用電除塵器的攔路虎。在80年代，蘭州油漆研究所試圖研制出一種能涂在極板上既防腐又導(dǎo)電的油漆，在實(shí)驗(yàn)室已取得一定成效，但在琉璃河水泥廠進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)未獲成功。80年代末合肥水泥工業(yè)研究院在研制的低阻波紋極板上涂導(dǎo)電涂層，但極板受熱后不久便出現(xiàn)卷曲、脫落。90年代初天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院研制的立窯電除塵器，極板材料采用08AL，用在北京燕山水泥廠，未取得明顯效果，因?yàn)?8AL鋼板并不具備防腐蝕的性能。鑒于天津水泥廠在烘干機(jī)電除塵器上采用鋁合金極板，多年未見腐蝕現(xiàn)象，天津院將此成果用于立窯電除塵器上，未獲得第一手資料。在廣州槎頭水泥廠立窯電除塵上將常用的A3鋼極板、08AL鋼板和鋁合金成材等9種不同材料掛在電場內(nèi)進(jìn)行抗腐蝕試驗(yàn)。3個(gè)月后取出檢查，發(fā)現(xiàn)鋁合金材質(zhì)抗腐蝕能力最佳，擦去表面的集灰，仍顯露原有的光澤。所以決定在該廠電除塵器的改造中采用鋁合金極板，但是不久鋁合金極板被高溫?zé)?，甚是可惜。由此給從事立窯電除塵器的設(shè)計(jì)研究人員以啟發(fā)，在解決立窯電除塵器防腐蝕的同時(shí)，還要考慮極板防超高溫被燒毀的問題。

　　針對上述問題，合肥院和天津院近幾年來進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)工作，立窯電除塵技術(shù)有所突破，如合肥院研究的JYC型極約化電場電除塵器在1998年通過技術(shù)鑒定后，先后用于拉薩和陜西歧星水泥廠，都取得良好的預(yù)期效果。天津院研制的新型CDYL立窯電除塵器，先后用在蘇州陽澄和天津水泥廠的立窯上，不僅粉塵排放達(dá)標(biāo)，同時(shí)也解決了立窯燒煙煤冒黃煙的問題，解除了人們認(rèn)為電除塵器只能除塵而不能消煙的疑慮。而且這兩家開發(fā)的產(chǎn)品，使立窯電除塵器現(xiàn)存在腐蝕、超溫、結(jié)露、爆炸等問題基本得到解決。

　　在研究立窯干法電除塵器的同時(shí)，不少科研單位和制造廠家也在進(jìn)行水、電一體化濕法電除塵器的實(shí)踐，因?yàn)闈穹姵龎m器不受比電阻的制約，除塵效率高，同時(shí)也可避免立窯電除塵器超溫?zé)龤Ш偷蜏亟Y(jié)露的難題，有的雜志上登有類似這種成功產(chǎn)品的廣告，但是據(jù)悉許多試驗(yàn)以失敗告終。如果將化工部門濕法電除塵器的成熟經(jīng)驗(yàn)移植過來，并結(jié)合立窯生產(chǎn)的實(shí)際情況，研制出適合立窯的濕法電除塵器是完全能成功的。因濕法電除塵器用水量較大，如噴嘴的選用、水量的調(diào)節(jié)、污水的處理、清水的循環(huán)使用，特別是如何降低用水量，都要逐步妥善解決。只要有關(guān)單位通力協(xié)作，鍥而不舍，立窯濕法電除塵的成功將指日可待。