防水之家讯：§1 概述

废气余热利用是水泥企业节能增效的亮点，大型水泥生产线争先投建余热发电锅炉。窑尾增设SP炉之后，窑尾电收尘器出口粉尘排放显著恶化，特别是直接操作情况下，有的联合操作状态也明显超标排放，其原因何在？

众所周知，电收尘器对烟气条件比较敏感。对窑尾电收尘而言，烟气含水率与烟气温度决定了粉尘比电阻的高低和收尘效率。窑尾增设SP炉之后，进入电收尘器的烟气含水率和烟气温度都出现了不利于有效收尘的变化，导致收尘效率大幅降低。
怎样才能做到节能与环保双丰收呢？

一般认为，要满足当前环保标准，选择袋收尘或电袋复合，才能保证排放达标。这种认识至少是片面的。

实践证明：现役电收尘通过MEC技术即机械、电气和烟气条件三位一体优化改造同样能够实现达标排放，而且达标治理的费用和运行成本均低于电改袋。

§2 窑尾电收尘器的烟气性质分析

干法窑尾都配有增湿塔。增湿塔的功效一是降温，二是增湿调质①。降温与增湿所带来的效果，是粉尘比电阻的降低。粉尘比电阻适当的情况下，窑尾电收尘能够获得很高的收尘效率。

窑尾烟气需用来对生料进行烘干。生料磨工作时称联合操作状态，生料磨停止时称直接操作状态。联合操作时，烟气与生料进行热交换，同时吸收生料中的水分，出生料磨的烟气与不经生料磨、直接到达电收尘入口的烟气混合一起进入电收尘器。直接操作时，全部窑尾烟气直接进入电收尘。

SP炉建成投运之后，由于增湿塔事实上失去作用，废气中的含水率很低，预热烟气温度则从320℃以上降到200℃左右。这时，粉尘比电阻极高。生料磨停止工作（直接操作）时，SP炉烟气直接进入电收尘，由烟气温度和含水率决定的粉尘比电阻处极大值，电场工作电压和工作电流明显降低，平均电晕功率下降，电场内出现频繁闪络现象、工作极不稳定，表现出反电晕现象，收尘效果很差。联合操作时，对管磨系统，生料磨废气与不经生料磨的废气混合，烟气温度约142℃、露点约38℃，这一温度和露点也不能满足电收尘高效工作的要求；对立磨系统，绝大部分预热烟气都通过生料磨，磨内还喷入一定量的水，电收尘器入口烟气温度约80℃左右、露点43℃左右，基本满足电收尘器工作要求。但是，由于立磨产量高，约有1/3的时间停磨，一旦停磨，即进入直接操作状态，收尘效率很低、粉尘排放严重超标。窑尾粉尘比电阻随烟气温度和含水率变化关系见图1。

§3 烟气调质方式的选择

试验和实践都表明：电收尘器实现有效收尘的粉尘比电阻范围为104～1011Ω•cm，窑尾废气在联合操作条件下，当露点≥47℃和温度≤130℃时才能满足这一要求；直接操作时，预热烟气经增湿降温达170℃以下收尘效率很高。SP炉废气温度约200℃、烟气露点在35℃以下，粉尘比电阻在1013Ω•cm以上，直接操作时的烟气条件都远离电收尘器的适用工作范围。对管磨系统，联合操作时的烟气条件同样不能满足要求。因此，要实现电收尘器的达标排放，在保证本体完好和供电性能可靠的前提下，应对SP炉烟气进行有效调质，使进入电收尘器的烟气温度和湿度在合理的范围内，使粉尘比电阻降到1011Ω•cm以下。

通过SP炉的烟气，温度从325℃左右降到了200℃左右。由于烟气温度低，同样粒径的雾滴完全蒸发所需时间大大延长。为缩短雾滴蒸发时间、保证调质效果，避免增湿塔湿底，只有使喷嘴喷出的雾滴粒径很小，才能使雾滴在有限的时间内完全蒸发。

回流式喷雾方式可以做到雾滴粒径很小，但要求喷嘴口径非常小、供水压力足够大。喷嘴口径小，喷嘴易出现堵塞现象，加之回流喷雾系统管路复杂，故不适于对雾化要求很高的场合。
双流体喷雾方式利用压缩空气与水混合，水、气从喷嘴喷出后，利用压缩空气的膨胀使水珠变得很细，选择不同的口径可获得不同粒径的雾滴大小。喷嘴口径的大小决定了喷枪的喷水量，喷枪的数量又决定了压缩空气的用量。因此，应根据喷水量的大小和雾化要求合理选择喷嘴规格，既达到雾化目的，又使调质装置的投资造价与运行成本在合适的范围内。

§4 调质参数的确定

调质系统应实现的目标是使烟气中的含水率和烟气温度符合电收尘器最佳工作的要求。根据窑尾废气中粉尘比电阻与温度和湿度的关系，确立烟气调质后，进入电收尘器的烟气湿度≥47℃、烟气温度≤130℃。据此，可计算出各种工艺操作条件下的最大喷水量，再根据增湿塔规格和进入增湿塔的烟气量计算出烟气在增湿塔内的停留时间，即可计算确定允许的最大雾滴直径，进而选取喷嘴规格和数量，最后估算出压缩空气消耗量和系统动力消耗。

§5 调质系统的布置

不同的生产线，其窑尾收尘系统的布置不同。通常的布置方式是高温风机布置在增湿塔、SP炉之后，电收尘器后设排风机，也有的把高温风机置于增湿塔之前的，还有的不设后排风机。早期的干法熟料生产线，生料制备是独立的系统，烘干用热源由专门设置的沸腾炉提供并自配除尘设备。

SP炉建成投运之后，SP炉与增湿塔呈并联关系。一般情况下，SP炉运行时，增湿塔无烟气通过，但也有将部分预热烟气从增湿塔分流的做法。

联合操作时的烟气分配：对管磨系统，生料磨工作时，经生料磨的烟气占总烟气量的40%左右；对立磨系统，生料磨工作时，全部烟气都经过生料磨，有时还从电收尘器出口返回部分净化烟气以补充立磨用风量的不足。

SP炉窑尾烟气流向见图2～图4。


对独立生料系统的窑尾电收尘（如图3），烟气调质系统的布置比较简单：只需将SP炉烟气引到增湿塔顶，采用双流体喷雾方式使烟气温度降低到合适的范围即可，既能满足电收尘工作要求、又使烟气中的粉尘浓度在增湿塔内有较大幅度的降低，同时减轻了高温风机的磨损。

对联合操作系统的窑尾收尘系统（如图1、图2），考虑到SP炉废气要对生料进行烘干，调质系统既要满足生料磨工作时的调质要求，又要满足生料磨不工作时的调质要求。为满足SP炉运行时烟气调质的要求，在电收尘器之前新建一较小规格增湿塔（注意：只有选取适当的喷雾方式，才能使增湿塔规格较小）。要求后置增湿塔能够在入口温度较低的情况下达到较好的雾化效果。

对某些立磨系统，由于立磨工作时的烟气条件能够满足电收尘工作要求，只需对停磨时、直接操作条件下的烟气进行调质，则可省去后置增湿塔，而将SP炉烟气引回原增湿塔进行处理，这样做，不单可减少改造投资，由于原增湿塔容积较大，采用双流体喷雾后，雾化更充分（如仍使用原喷雾系统，雾化效果并不能满足要求）。

根据现场实际情况，窑尾烟气调质工艺流程还可以有其它布置方案，在此不一一枚举。

§6 烟气调质系统的优化设计

优化设计应实现的目标：

调质后，烟气条件充分适应电收尘工作

调质系统投资造价省

运行成本低

维护工作量少

进入电收尘器的烟气温度和含水率要符合电收尘工作要求，应准确计算需要调质的烟气量及对应工况条件下所需喷水量的大小。

降低造价的关键是尽量减少非标件的重量。需增设后置增湿塔的调质系统，应使增湿塔的规格较小。在采用双流体喷雾方式的前提下，合理选取喷嘴规格以确定最大雾滴大小，依据最大雾滴完全蒸发所需时间决定增湿塔规格大小。对只改变烟气流向的调质系统，非标件重量取决于烟道布置和烟道直径，烟道支架的设计对非标件重量也有较大影响。

调质系统的运行费用主要取决于压缩空气用量，又与供水量的控制方式有关。减少压缩空气用量又取决于喷枪投入的数量，而雾化效果却与气水比相关。因此，合理选择不同工况下喷枪投入数量是雾化效果与耗气量权衡的结果。另外，采用变频调速控制供水量可在喷水量较小时消耗的水泵功率最低，不单能省去大量阀门，也使系统变得简化和集成。

运行可靠性取决于系统零配件的选取。气路和水路元件、控制元件都应选择国内外优质产品。控制程序除应满足工艺转换时能够自动调节喷水量，还应对工艺出现异常和系统故障状态能够自动检测并自动切换到安全模式。

§7 烟气调质系统的调试及运行

由于具体工况条件下的烟气量、烟气分配、烟气温度和生料水分含量的不确定且存在波动，调质系统安装后经过空载调试之后，应进行负载调试，以进行工作模式、关联信号与喷枪控制以及目标温度等的设定。

调质系统初始投入运行，需进行有关参数的预设置，主要是按照设计思路进行设置。但在设置投运之前，应对实际工艺操作制度及烟气参数进行范围确认，以防出现误控、造成事故。预设完成并投运之后，应认真观察调质控制面板上的工作参数和相关工艺设备的状态，一旦发现问题，应及时采取安全措施。通过一段时间的观察与验算，即可调整设置参数或修改控制程序，以与实际工况相吻合，同时减少对相关设备的影响，从而满足电收尘器最佳工作要求。

应当注意的是：后置增湿塔的调质系统在投运之初，生料系统开始工作时，系统压力平衡点会发生变化，通过对循环风机及高温风机工作参数的调整，不难找到新的平衡点。

§8 窑尾电收尘器的达标排放

SP炉窑尾电除尘器的达标排放却成为水泥企业染污治理的一个难点。实践表明：通过对供电条件、烟气条件和本体条件的优化改造，即能够提高电除尘器的除尘效率、实现达标排放。在此，对窑尾SP炉烟气进行合理调质无疑是提高电收尘收尘效率的必要前提，与此同时，本体状态完好是保证收尘效率的基础，供电质量满足要求是发挥本体潜力不可或缺的保障。通过机械、电气和烟气条件三位一体优化改造，大多数SP炉窑尾电除尘器都能够满足现行环保标准，这就是电除尘MEC达标技术。

§9 结论

电收尘器对烟气性质比较敏感， SP炉的投运使进入电收尘器的烟气性质发生了不利于电场工作的变化。伴随SP炉的建设，应同时考虑窑尾电收尘器的烟气条件，对烟气进行合理调质。超标排放的SP炉窑尾电除尘器，可通过MEC技术的实施实现达标排放，其改造的费用和运行成本均低于电改袋或电袋复合改造。

参考文献：
①电收尘器（理论 设计 使用），刘后启等，中国建筑工业出版社，1987年10月第一版　

防水之家是专注防水,泥水,防水材料,防水涂料的新闻资讯和防水,防水材料,防水涂料等各十大品牌的装修效果图和网上购物商城,敬请登陆防水之家：http://fangshui.jc68.com/