摘要：針對(duì)我國(guó)日益嚴(yán)格的粉塵超低排放要求，各水泥企業(yè)積極采取相應(yīng)措施。本文按照水泥熟料生產(chǎn)線粉塵排放的特性，結(jié)合袋收塵器和電收塵器各自的優(yōu)勢(shì)，有針對(duì)性地提出收塵治理的技術(shù)改造措施，最終達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的目的。
0 引言
目前，國(guó)家實(shí)行了打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的戰(zhàn)略要求，既要金山銀山，又要綠水青山成為大家的共識(shí)，這就對(duì)粉塵排放較大的水泥工業(yè)提出了更嚴(yán)格的要求。根據(jù)GB 4915—2013《水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》，水泥企業(yè)自2015年7月1日起執(zhí)行限值為30 mg/Nm3和10 mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。水泥熟料生產(chǎn)線按照原來(lái)排放標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備的排放參數(shù)，滿足不了新國(guó)標(biāo)。企業(yè)要么關(guān)停，要么技術(shù)改造，設(shè)備升級(jí)，達(dá)到排放要求?？上驳氖?，隨著排放要求的日趨嚴(yán)格，我國(guó)粉塵治理技術(shù)也在不斷進(jìn)步。更多的水泥企業(yè)選擇了技術(shù)改造，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，既滿足了排放要求，又使企業(yè)達(dá)到節(jié)能減排、蓬勃發(fā)展的目的。
1 水泥熟料生產(chǎn)線粉塵排放治理點(diǎn)
水泥熟料生產(chǎn)線粉塵排放分為有組織排放和無(wú)組織排放。有組織排放的粉塵點(diǎn)建設(shè)時(shí)期已經(jīng)配備了收塵設(shè)備，無(wú)組織排放大多采取一般的收塵或降塵措施。
1.1 有組織排放點(diǎn)
石灰石破碎及輸送（非礦山）、石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)及輸送、砂巖破碎及輸送、輔料庫(kù)、石灰石庫(kù)及輸送、原料房及廢氣處理、生料均化庫(kù)及生料入窯、煤粉制備、窯頭、熟料儲(chǔ)存及散裝、原料堆場(chǎng)及輸送、石膏破碎及輸送、混合材儲(chǔ)存、配料粉塵排放點(diǎn)；水泥配料、水泥粉磨、水泥儲(chǔ)存、輸送、汽車散裝、水泥包裝及成品庫(kù)等。
治理措施：小揚(yáng)塵點(diǎn)采用袋收塵器，窯頭、窯尾采用靜電收塵器或低壓長(zhǎng)袋收塵器。
1.2 無(wú)組織排放點(diǎn)
原材料、燃料、物資的運(yùn)輸、裝卸、露天堆放，包含石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)及配料庫(kù)；鐵尾礦聯(lián)合堆棚及配料庫(kù)；粉煤灰配料庫(kù)；其他配料庫(kù)；水泥運(yùn)輸?shù)葘?dǎo)致的粉塵排放。
治理措施：有的采用封閉處理或噴水抑塵，有的沒(méi)有封閉處理。
2 脈沖袋收塵器的特點(diǎn)
脈沖袋收塵器從結(jié)構(gòu)上分為氣箱脈沖袋收塵器和噴吹脈沖袋收塵器，見(jiàn)圖1和圖2。
氣箱脈沖袋收塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，負(fù)壓大，原來(lái)建設(shè)的水泥生產(chǎn)線較小的粉塵排放點(diǎn)都使用該收塵器。后來(lái)隨著技術(shù)的提高，噴吹脈沖袋收塵器廣泛應(yīng)用，與氣箱脈沖收塵器比，關(guān)鍵是空間利用和布置更合理，進(jìn)出氣方式更靈活，實(shí)現(xiàn)了側(cè)部或中心進(jìn)氣，因而袋收塵器可以向大型結(jié)構(gòu)、大處理風(fēng)量、低排放效果方向設(shè)計(jì)，因而也有了電收塵器改為大型高效袋收塵器技術(shù)的應(yīng)用。
3 有組織排放點(diǎn)袋收塵器的技改
水泥熟料生產(chǎn)線配置的袋收塵器，大多處理風(fēng)量為3 000~100 000 m3/h，收塵器大多布置在小的揚(yáng)塵點(diǎn)，如庫(kù)頂、庫(kù)側(cè)、烘干、破碎、煤磨、水泥磨、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、包裝等。原來(lái)配置多為氣箱脈沖袋收塵器，也有少部分噴吹脈沖袋收塵器。
袋收塵器超低排放技改主要從四個(gè)方面進(jìn)行。
3.1 將氣箱脈沖袋收塵器改為噴吹脈沖袋收塵器
該項(xiàng)技改利用原氣箱脈沖袋收塵器，不改變基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)、輸灰管道，將原收塵器內(nèi)部濾袋袋籠抽出，割除凈氣室花板和提升裝置，新增凈氣室和花板、噴吹管、脈沖閥和氣罐組件、控制儀等，適當(dāng)改動(dòng)進(jìn)出氣管道，加高或不加高袋室，加長(zhǎng)或不加長(zhǎng)濾袋袋籠，增加濾袋袋籠數(shù)量，達(dá)到增效目的。改造后的實(shí)景見(jiàn)圖3。以PPC64-4氣箱脈沖袋收塵器為例，技改前后參數(shù)比較見(jiàn)表1。
3.2 氣箱脈沖袋收塵器升級(jí)改造
該項(xiàng)技改利用原氣箱脈沖袋收塵器，不改變基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)、輸灰管道，將原收塵器內(nèi)部濾袋袋籠抽出，根據(jù)需要加高袋室，新增凈氣室和花板，適當(dāng)改動(dòng)出氣管道，加長(zhǎng)濾袋袋籠，達(dá)到增效目的，見(jiàn)圖4。以PPC64-4氣箱脈沖袋收塵器為例，技改前后參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。
3.3 氣箱脈沖袋收塵器濾袋材質(zhì)更換
該項(xiàng)技改利用原氣箱脈沖袋收塵器，不改變基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)、輸灰管道，根據(jù)需要，將原配置的濾袋更換為目前技術(shù)先進(jìn)的濾袋，如將原滌綸針刺氈材質(zhì)更換為玻纖覆膜濾袋，或水刺PTFE濾袋等，提高過(guò)濾效率。
3.4 加強(qiáng)各小揚(yáng)塵點(diǎn)管理
由于小的粉塵排放點(diǎn)較多，精細(xì)化管理很重要。建議按以下方面進(jìn)行：
（1）原來(lái)沒(méi)有配置收塵器的進(jìn)行收塵器配置。
（2）對(duì)配置的收塵器進(jìn)行技改。
（3）加強(qiáng)管理，專人負(fù)責(zé)，加強(qiáng)巡檢，保證設(shè)備完好運(yùn)行。
（4）合理布置集塵罩、集塵管道，密封各粉塵排放點(diǎn)，達(dá)到不漏風(fēng)、不揚(yáng)塵。
4 有組織排放點(diǎn)電收塵器的技改
4.1 影響電收塵器的收塵效果因素
談到靜電收塵器技改，必須了解影響電收塵器的收塵效果因素，對(duì)于這些因素的論述專業(yè)理論很全面，下面只做簡(jiǎn)要說(shuō)明。一般情況下，影響電收塵器收塵效果的主要因素如下：
（1）煙氣的溫度。煙氣溫度過(guò)高，電暈始發(fā)電壓、起暈時(shí)電暈極表面的電場(chǎng)溫度、火花放電電壓等均降低，影響除塵效率；溫度過(guò)低，容易造成絕緣部件因結(jié)露而爬電，金屬件被腐蝕。
（2）煙氣的流速。粉塵在電場(chǎng)中荷電后沉積到收塵極上需要有一定的時(shí)間，如果煙氣風(fēng)速過(guò)高，荷電粉塵來(lái)不及沉降就被氣流帶出，同時(shí)，也容易使已沉積在收塵板上的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，特別是振打落灰時(shí)更容易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。
（3）極間距。極間距的變化會(huì)影響電暈線臨近區(qū)所產(chǎn)生離子電流的分布，增大表面積上的電位差，將導(dǎo)致電暈外區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度降低，影響除塵效率。
（4）氣流分布不勻。出現(xiàn)氣流分布不勻時(shí)，會(huì)導(dǎo)致收塵效率高低不同，氣流速度低的地方增加的粉塵收集量小于氣流速度高的地方減少的粉塵收集量，而總收塵效率降低。并且氣流速度高的地方會(huì)出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象，將已沉積在收塵板上的粉塵再次大量揚(yáng)起。
（5）漏風(fēng)。漏風(fēng)處使通過(guò)電收塵器的風(fēng)速增大，煙氣溫度降低，這會(huì)使煙氣露點(diǎn)發(fā)生變化，使收塵性能下降，如果從灰斗或排灰裝置漏入空氣，將會(huì)造成收下的粉塵產(chǎn)生再飛揚(yáng)，使收塵效率降低。
（6）粉塵比電阻高。細(xì)小粉塵及粉塵比電阻高導(dǎo)致粉塵荷電性能降低，難以捕捉，造成粉塵逃逸，影響收塵效果。
4.2 使用電收塵器的粉塵排放點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
水泥熟料生產(chǎn)線使用電收塵器主要是在回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯尾粉塵排放點(diǎn)。因?yàn)殡娛諌m器運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行阻力小、單機(jī)處理風(fēng)量大、收塵適應(yīng)性強(qiáng)，所以應(yīng)用范圍廣。
4.3 電收塵器技改重點(diǎn)
4.3.1 電收塵器新技術(shù)介紹
近年來(lái)，由于靜電收塵器技術(shù)的提高，促進(jìn)了電收塵技術(shù)的適應(yīng)性和廣泛應(yīng)用。這方面已有很多專業(yè)論述，本文不再贅述，在此僅將各先進(jìn)技術(shù)共用的技改實(shí)踐做一總結(jié)。
電收塵器新技術(shù)應(yīng)用的技改內(nèi)容包括：高頻電源應(yīng)用，煙道噴水、氣、高分子團(tuán)聚物質(zhì)調(diào)質(zhì)技術(shù)應(yīng)用，濕式電收塵器的輔助收塵，振打系統(tǒng)自動(dòng)化改造，陰極線新技術(shù)改進(jìn)等。這些新技術(shù)改造應(yīng)用，都在一定范圍上提高了收塵效率，很難說(shuō)清每一種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
4.3.2 電收塵器改造為電收塵器復(fù)合技術(shù)
電改電收塵器技術(shù)，是在原有電收塵器技術(shù)上，通過(guò)新技術(shù)應(yīng)用和通過(guò)增加電場(chǎng)增加收塵面積這兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行的技改工作，也有將兩項(xiàng)一起結(jié)合的技改，我們稱之為電改電收塵器復(fù)合技術(shù)。
該改造的范圍包括：
（1）將原電收塵器進(jìn)氣煙道增加自動(dòng)噴水、氣、霧、高分子溶液裝置，對(duì)粉塵性質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，降低比電阻。
（2）將原電收塵器的控制電源更換為新型高頻電源控制。高壓控制技術(shù)是靜電收塵器關(guān)鍵配套裝備之一，在高壓控制的配套上，業(yè)內(nèi)專家和專業(yè)生產(chǎn)廠一直沒(méi)有停止研發(fā)的步伐。從最初的高壓可控硅整流控制，發(fā)展到恒流源控制都達(dá)到了效用。目前高頻電源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用使靜電收塵器收塵效率大為提高，高頻電源在靜電除塵器方面所獲得的經(jīng)驗(yàn)，在集成整流器中得到了集中體現(xiàn)。通過(guò)結(jié)合高頻、固體電源裝置和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，改善了不同應(yīng)用領(lǐng)域的收塵效率。同常規(guī)的變壓器/整流器+機(jī)柜相比較，該技術(shù)還顯著地降低了安裝和調(diào)試費(fèi)用。其主要特點(diǎn)如下：①提高高頻電源的輸出電壓，增加電場(chǎng)內(nèi)粉塵的荷電能力，也減小了荷電粉塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間，從而可提高除塵效率；②能有效提高靜電除塵器的有效電流，對(duì)于粉塵濃度大或低比電阻的灰塵煙氣，能顯著降低排放；③可在脈沖峰值電壓基本不變的條件下，通過(guò)改變脈沖重復(fù)頻率，在很大范圍內(nèi)選擇電暈平均電流，因此，對(duì)粉塵性質(zhì)的變化具有良好的適應(yīng)性，有利于克服反電暈現(xiàn)象；④高頻電源具有靈活的控制方式。
（3）濕式電收塵器輔助收塵。在收塵器與煙囪之間，如果有空間，增加濕式電收塵器，能夠?qū)崿F(xiàn)5 mg/Nm3的超低排放限值。
（4）在原有收塵器基礎(chǔ)上，增加電場(chǎng)或加高電場(chǎng)達(dá)到增加收塵面積（見(jiàn)圖5）的目的。該技改主要受場(chǎng)地制約。如果收塵器的進(jìn)口和出口有空間，該技改最為有效，并且投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。利用原收塵器增加電場(chǎng)的主要工序有：拆除原進(jìn)氣口或出氣口，安裝增加的電場(chǎng)，安裝進(jìn)氣口或出氣口。管道對(duì)接，風(fēng)機(jī)不用改造。該項(xiàng)技改，一般能夠?qū)⒃?0~50 mg/Nm3的排放濃度，降低到20~30 mg/Nm3。
5 電收塵器改為袋收塵器技術(shù)
袋收塵器一般指小型袋收塵器，而把大型袋收塵器統(tǒng)稱為高效低壓長(zhǎng)袋收塵器。袋收塵器技術(shù)的提高，為電收塵器改造為袋收塵器提供了可靠的技術(shù)保障。特別是低壓長(zhǎng)袋技術(shù)、噴吹技術(shù)、進(jìn)氣技術(shù)、濾袋技術(shù)、控制技術(shù)的進(jìn)步，使得大型袋收塵器發(fā)展很快，應(yīng)用更廣泛。水泥熟料生產(chǎn)線窯頭和窯尾改造為袋收塵器技術(shù)日益完善。一般將電改袋技術(shù)分為兩類：電改袋和電改電袋復(fù)合，實(shí)際應(yīng)用都很成功，促進(jìn)了超低排放要求的施行。
5.1 大型低壓長(zhǎng)袋收塵器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）側(cè)向或中心進(jìn)氣加氣流分布系統(tǒng)可使濾袋長(zhǎng)度增加到6~8 m，直徑縮小到130~160 mm。
（2）側(cè)向或中心進(jìn)氣的氣流分布系統(tǒng)可使濾袋布置得更密，充分利用空間，可減少清灰時(shí)的二次揚(yáng)塵，濾袋的過(guò)濾速度和粉塵負(fù)荷更均勻。
（3）進(jìn)氣閥門采用蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)，啟閉方便靈活（選擇使用）。
（4）出氣閥門采用氣動(dòng)百葉閥，有更大的流通面積和更小的機(jī)械阻力（選擇使用）。
（5）頂部整體檢修門，漏風(fēng)率更低。
（6）處理風(fēng)量大，占地面積小，適應(yīng)性強(qiáng)。
基于以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，袋收塵器向大型、處理風(fēng)量大、占用空間小、高效低壓方向發(fā)展，達(dá)到了收塵效果好、適應(yīng)性強(qiáng)的目的，奠定了大型袋收塵器取代或復(fù)合運(yùn)用電收塵器的地位。
5.2 電收塵器技改為袋收塵器主要工作
（1）參數(shù)收集和設(shè)計(jì)階段。主要收集原電收塵器基礎(chǔ)圖、規(guī)格參數(shù)、通道數(shù)、電場(chǎng)高度、進(jìn)出氣口結(jié)構(gòu)等，校核基礎(chǔ)剛度。由于改造后袋收塵器系統(tǒng)阻力增加1 500 Pa，還需要校核殼體剛度、進(jìn)出氣口剛度、風(fēng)機(jī)功率等。
（2）改造設(shè)計(jì)階段。主要考慮進(jìn)出風(fēng)口結(jié)構(gòu)布置、氣流均布裝置、噴吹和濾袋袋籠數(shù)量布置、凈氣煙道風(fēng)阻等。校核過(guò)濾風(fēng)速，一般設(shè)計(jì)不允許超過(guò)1.0 m/min，脈沖閥噴吹濾袋數(shù)量不允許超過(guò)22個(gè)等關(guān)鍵參數(shù)控制。
（3）設(shè)備制造階段。關(guān)鍵控制花板和凈氣室平面度、垂直度、剛度，拼裝為一個(gè)整體單元。濾袋材質(zhì)選擇把關(guān)，袋籠材質(zhì)剛度把關(guān)。
（4）改造施工階段。首先拆除電收塵器的頂板、內(nèi)部件等需要拆除部件，對(duì)收塵器殼體進(jìn)行加固處理，改造進(jìn)出氣口，布置進(jìn)氣出氣煙道，安裝氣流均布裝置、頂圈梁、進(jìn)氣煙道、凈氣室、氣路噴吹系統(tǒng)、濾袋袋籠和外保溫等。
（5）需要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，增加風(fēng)壓1 500~2 000 Pa。
（6）配套壓縮空氣系統(tǒng)安裝和調(diào)試，配套控制系統(tǒng)安裝和調(diào)試。
（7）配套冷風(fēng)閥系統(tǒng)安裝調(diào)試，配套降溫系統(tǒng)安裝調(diào)試。
目前，5 000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線的電改袋項(xiàng)目，粉塵排放濃度均可從原30~50 mg/Nm3降到10~20 mg/Nm3。超低排放效果明顯，電收塵器改為袋收塵器現(xiàn)場(chǎng)情況見(jiàn)圖6，相關(guān)詳細(xì)技改內(nèi)容，不一一論述。
5.3 電收塵器改為電袋復(fù)合收塵器技術(shù)
電袋復(fù)合收塵器對(duì)高粉塵比電阻、高粉塵濃度、工況運(yùn)行復(fù)雜的煙氣粉塵處理更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。作為前級(jí)收塵的電收塵器部分捕集了煙氣中將近80%的粉塵量，從而降低了濾袋捕集粉塵的負(fù)荷，因此也降低了袋收塵部分的阻力上升速率。同時(shí)，荷電后的粉塵變得更為疏松，因此，在相同的粉塵負(fù)荷下，帶有荷電的粉塵餅層阻力會(huì)更小，可延長(zhǎng)濾袋的清灰周期，節(jié)省清灰能耗，延長(zhǎng)濾袋使用壽命，降低日常維修費(fèi)用，它比常規(guī)長(zhǎng)袋低壓脈沖袋收塵器更節(jié)省濾袋投資，而且運(yùn)行穩(wěn)定。綜合投資和運(yùn)行成本低于純粹的電收塵器或袋收塵器。
6 無(wú)組織排放點(diǎn)超低排放技改
原料、材料、料庫(kù)、道路、運(yùn)輸?shù)纫蛩卦斐傻臒o(wú)組織粉塵排放，在以前并沒(méi)有引起大的重視，隨著超低排放要求的提出，水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始重視，并采取了有效控制技改措施。對(duì)于料場(chǎng)可采用遮蓋、封閉措施；對(duì)于易產(chǎn)生粉塵工序點(diǎn)，除配置袋收塵器外，可進(jìn)行噴霧降塵；對(duì)于道路粉塵，可采取水洗和噴霧抑塵措施，這些都能達(dá)到滿意的效果。噴霧抑塵治理效果見(jiàn)圖7。
7 結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)于水泥熟料生產(chǎn)線粉塵超低排放技改實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)，各技術(shù)都有專業(yè)廠家研究、設(shè)計(jì)、把關(guān)、實(shí)施，很難討論清楚哪一項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于電收塵器改造，我們盡可能將先進(jìn)的降低比電阻技術(shù)、高頻電源控制技術(shù)、增容（增加電場(chǎng)）技術(shù)、濕電技術(shù)、設(shè)備配置完好管理技術(shù)等復(fù)合利用，重點(diǎn)技改實(shí)施了電改電收塵器技術(shù)、電改袋收塵器技術(shù)，收到了好的超低排放效果。對(duì)于袋收塵器改造，技改重點(diǎn)放在了過(guò)濾風(fēng)速合理選擇、高品質(zhì)濾袋應(yīng)用、噴吹清灰技術(shù)控制以及擴(kuò)容（加高袋室加長(zhǎng)濾袋）技術(shù)。
超低排放是今后國(guó)家持續(xù)執(zhí)行的國(guó)策之一。面對(duì)復(fù)雜的粉塵排放因素，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，任重道遠(yuǎn)，還需要在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在新技術(shù)跟蹤、嚴(yán)格重視、管理細(xì)化、資金投入、節(jié)能減排方面進(jìn)一步開(kāi)拓，期望早日實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)藍(lán)天白云，為造福人類奉獻(xiàn)一份力量。
