布袋除尘技术在燃气干燥中的应用与实践

程鹏军

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

备料车间精矿预干燥系统是1#闪速炉的配套设施，主要负责铜精矿的预干燥处理，达到向熔炼输送混合水分合格精矿的目的。该系统现有2 套生产系列，采用传统的顺流式回转窑、燃煤热风炉生产工艺，单台窑的干燥处理能力为100～120t/h，相配套的烟气处理工艺，采用旋风除尘、低温电除尘处理，实现尾气烟尘排放达到国家标准。2004 年建成了动力波烟气脱硫系统，进一步降低了尾气SO2排放浓度。2015 年10 月至2016 年1 月，车间对预干燥两台热风炉进行了改造，实现了从燃煤到天然气的升级替代。

2 工艺简介

根据近年来备料车间对预干燥脱硫系统及烟囱的检查统计，由脱硫文丘里洗涤器和烟囱沉降下来的精矿粉尘总量持续偏高，如果不经过脱硫系统再次除尘，将使预干燥烟气粉尘浓度大幅上升，这样势必影响整个系统的环保排放指标。同时，铜精矿粉尘在电收尘器内部堆积自燃，频繁造成烟气中SO2浓度异常波动。而为了保障预干燥烟气稳定达标排放，不得不长期开启脱硫系统，这又导致了烟气处理成本的大幅增加。因此，尝试更高效、更节能的除尘技术替代现有烟气处理工艺，实现烟气稳定达标排放势在必行。

3 改造情况

结合车间精矿预干燥的生产工艺现状，应用布袋除尘技术对静电除尘烟气处理工艺进行替代改造。

3.1 替代改造

选择布袋除尘器［1］替代现有的静电除尘器。解决电除尘器内部精矿粉尘着火产生的SO2问题，是整个预干燥除尘系统改造的关键。本项目中，布袋除尘技术的应用方案为，采用除尘效率［2］更高的2 台1600m2布袋替代原50m2和56m2电除尘器，以确保烟气指标稳定排放，工艺流程简洁高效。见图1。

图1 烟气处理工艺流程改造前后对比图

3.2 除尘设计步骤

由2 台干燥窑排出的含尘烟气，先经过旋风除尘器粗收尘后再进入布袋除尘器进一步净化，最后由排风机将净化后的烟气抽吸到现有烟囱排放于大气中。由布袋除尘器捕集下来的精矿经溜管返回到精矿皮带。

3.3 施工内容

保留现有旋风收尘器，新增布袋除尘器、排风机、排烟管路及配套的附属装置；拆除现有静电除尘器、脱硫系统、排风机及配套的附属装置。原混凝土烟囱及部分烟管利旧。

3.4 工艺对接措施

结合现有窑尾一级旋风除尘，再针对2 套系列建设独立的二级布袋除尘设施，具体位置设计在一、二系列12#BC 廊上方。通过布袋除尘器［3］灰斗底部链条刮板机，对收集下来的精矿粉尘，通过下灰管，自然下落到12#BC，随精矿输送排走。其中，需选用耐高温布袋，并采用氮气反吹清灰。同时设置布袋入口混风阀、灰斗积灰检测装置和风机入口浓度检测装置［4］。确保布袋除尘的使用安全。

图2 布袋除尘器构造图

4 实施效果与评价

4.1 优化后的除尘效果

保障了预干燥烟气污染物的稳定达标排放。布袋除尘技术在预干燥系统中的成功应用，保障了预干燥烟气粉尘和SO2两项污染物的稳定达标排放。

缩短了预干燥烟气处理工艺流程，降低了处理成本。项目实施前，预干燥烟气需经旋风除尘、电除尘和脱硫后，再进行外排；项目实施后，预干燥烟气只需经过旋风除尘和布袋除尘处理后，就实现了直排，烟气处理工艺流程得以有效缩短。此外，由于布袋除尘器体积较原静电除尘器体积缩小，无电场、动力波等高耗能设施［5］。同时，不再有烟气脱硫后的尾渣产出进入主系统，烟气处理成本得以大幅降低。

减少了设备维护总量，改善了员工检修作业环境。电除尘器包含高压发生器、电场、阴阳极振打、热风风机，以及多条接力式排灰刮板机等设备设施。而石灰石-石膏法脱硫系统则包含文丘里、动力波、浓密机、过滤机，以及多套泵阀等设备设施。原静电除尘+脱硫的烟气处理工艺，加起来总设备达到120 余台套，占地广、配套多。而布袋除尘器仅仅包含布袋、喷吹及排灰装置，占地面积小、配套设施少。项目的实施，有效减少了设备维护总量。此外，由于原烟气处理工艺，要定期检修电场和脱硫罐体，作业环境恶劣，人工劳动强度大。随着布袋除尘技术在预干燥系统的成功应用，无需进入除尘器内部，也无需大量清灰作业，有效改善了员工检修作业环境，减少了员工清理作业工作量。

4.2 综合评述（与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较）

打破了传统设计思路，将布袋除尘技术首次应用在以燃气为原料，采用直接干燥法预干燥铜精矿的烟气处理工艺线上。一是克服了烟气夹带火星、高温和高水汽应用环境，解决了阻碍布袋除尘技术应用的关键性难题；二是缩短了预干燥烟气处理工艺流程。

配合设计了两处应急阀组，保障烟气高温状态下的布袋安全［6］。一是设计窑尾应急阀。可通过人工判断，选择性开启进行混风降温；二是设计布袋入口混风阀。当入口烟气温度高于设定温度值时，自动开启进行混风降温。通过采取在烟气线路上设置两个温度干预点的措施，保障了布袋入口烟气温度可控。

4.3 创新改进措施

创新提出了在布袋出口设计蝶阀，在系列停车时进行关闭保温，并采用了氮气反吹，提高了布袋防潮水平，有效防止布袋粘矿受潮板结。应用防布袋破损的烟气粉尘浓度检测设施，以及防灰斗积灰着火的温度检测设施。能有效辅助操作人员进行布袋工况判断。

4.4 项目应用及推广情况

项目经过一年多来的使用，布袋除尘器运行安全，排放指标稳定可靠。另外，车间还先后对星型阀检查口、灰斗检查人孔门进行了快速拆装改造，并对顶部护栏进行了完善。

为了保障布袋除尘技术在预干燥系统中的安全运行，车间采用当班班组每班巡检、维护白班班组每周开盖检查和工段级管理人员每周督查三个层级的管理模式，实现了对布袋除尘器日常管理维护的全覆盖。一年多来，布袋及附属设施运行稳定，排放指标控制良好，较好地满足了预干燥系统生产的需求［7］。此外，预干燥两套系列间物料输送实现了互通，使得单套系列长周期生产作业模式成为可能，助力了项目的良好运行。

综上所述，经过验证使用，本项目应用情况良好，能充分满足备料车间预干燥工艺生产需要，达到了项目预期目标。在类似工况和生产工艺中，具有较强的应用和推广价值。

5 效益情况

预干燥系统在已进行了天然气改造的条件下，由于烟气经电除尘器处理后无法确保外排烟气稳定达标，导致脱硫系统仍需保持运行，影响了烟气处理成本。为此车间在预干燥工序成功应用布袋除尘技术，具体包括：新建1600m2布袋除尘器2 台，拆除原50m2和56m2电除尘器2 台及石灰石-石膏法脱硫系统1 套。

项目实施以来，高效节能的布袋除尘技术替代现有烟气处理工艺。按要求完成预干燥烟气SO2浓度、粉尘浓度达标排放的目标，贵冶预干燥烟气处理成本实现稳定下降。

图3 改工艺优化前后年运行成本费用对比表

表1 改工艺优化前后年运行成本费用对比表 万元

6 结束语

预在我国，随着对环境保护越来越重视，加上燃气热风炉在冶炼企业中的大力推广应用，国家已经对烟尘的排放提出了更加严格的要求［8］，需要指出的是，布袋除尘器实现更严格的颗粒物排放标准并不需要提高造价和运行费用，只要严格按照有关标准和规范设计、制造、安装和运行，都能获得好的效果，采用布袋除尘是必然选择。