塑烧板除尘器在精轧机除尘系统中的应用.pdf

塑烧板除尘器在精轧机除尘系统中的应用 张鹏韩志强陈媛 中国京冶工程技术有限公司， 北京 100088 摘要 为满足环境治理的要求以及更好地保证钢板表面质量， 日照轧钢有限公司 1580 带钢厂及新余钢铁有限责任公 司 1580 热轧带钢生产线均采用塑烧板除尘器处理热轧过程中产生的大量的氧化铁粉、 油雾、 水蒸汽烟气。结合精轧 生产线的工艺特点， 选用第三代塑烧板作为清灰滤料， 比较了两种吸尘罩对除尘系统运行效果的影响。 关键词 塑烧板; 精轧机除尘系统; 吸尘罩; 表面过滤 APPLICATION OF SINTER PLATE FILTER IN DEDUSTING SYSTEM OF HOT FINISHING MILL SYSTEM Zhang PengHan ZhiqiangChen Yuan China Jingye Engineering Corporation Limited， Beijing 100088， China AbstractTo capture the dusts such as ferric oxide powder，grease and oil and steam，which were released from the production line of hot finishing mill，and ensure the quality of steel plate surface，two filter systems with sinter plates were built in Rizhaosteel Company and Xinyu Iron ＆ Steel Co． ，Ltd． In this paper，application of sinter plate on the hot finishing mill system was introduced;and according to the process features of hot finishing mill lines two systems have been contrasted to find out the different effect caused by two kinds of dust hoods． Keywordssinter plate; filter system for hot finishing mill; dust hood; surface filtration 1概述 塑烧板除尘技术作为一种国际先进、 成熟、 可靠 的技术， 已经逐渐被各个行业广泛采用。其产品质量 优良、 各项指标达到国际先进水平。塑烧板除尘器， 选用了独特的波浪式塑烧板过滤芯取代传统布袋， 由 于塑烧板是刚性结构， 不会变形， 又无骨架磨损， 所以 使用寿命长， 在有些工况条件下， 它的使用寿命是布 袋的 10 倍以上。由于塑烧板表面经过深度处理， 孔 径细小均匀， 具有疏水性， 不易黏附含水量较高的粉 尘， 所以在处理含水量较高及纤维性粉尘时塑烧板除 尘器是最佳选择。此外， 由于塑烧板的高精度工艺制 造保持了均匀的微米级孔径， 所以还可以处理超细粉 尘和高浓度粉尘， 布袋收尘器的入口浓度一般小于 20 g/m3， 而塑烧板除尘器入口浓可达 500 g/m3。 精轧机在轧制钢板的过程中， 会产生大量的氧化 铁粉， 生产工艺通常采用雾化喷嘴来控制粉尘， 但同 时水蒸汽蒸发时， 以及润滑液里油分燃烧后在轧机架 间又产生大量的有害烟气。烟气的主要成分有 FeO、 Fe2O3、 H2O、 油烟等。因此通常会在精轧机 F4 － F7 机架设置排烟除尘系统， 使轧机产生的烟气全部收入 烟气罩内吸入除尘器进行净化。 日照轧钢有限公司 1580 带钢厂精轧生产线在 F4F7 轧机后安装了一套塑烧板除尘系统， 系统已 于 2008 年 3 月 8 日投入使用， 整个系统处理能力为 320 000 m3/h。 新余钢铁有限责任公司 300 万 t 薄板 工程 1580 热轧带钢生产线在 F4F7 轧机后同样设 置一套塑烧板除尘系统， 该生产线已于 2009 年 2 月 投产， 除尘系统处理能力也为320 000 m3/h。 2工艺参数 日钢 1580 带钢厂精轧机由中国第二重型机械集 团公司提供， 轧机空间间距1 230 mm， 新钢 1580 热轧 带钢生产线精轧机由中国第一重型机械集团公司提 供， 轧机空间间距为2 000 mm。两条生产线其余相 关参数基本相同， 见表 1。 因此两生产线的除尘系统采用了基本一致的工 艺参 数，同 样 是 塑 烧 板 除 尘 系 统，风 量 同 为 68 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 表 1热轧精轧机生产线工艺参数 轧机 数量 / 台 带宽 / mm 除尘 点数 / 个 轧制 速度 / m s － 1 烟气 温度 / ℃ 系统风量 / 万 m3h － 1 除尘器 过滤面 积 /m2 烟气入口 含尘浓度 / g m － 3 烟气出口 含尘浓度 / mg m － 3 71 5804＜ 20＜ 80325 6001＜ 10 320 000 m3/h， 同样设置了 4 个除尘点， 具有很高的 可比性。除尘系统主要配套设备参数见表 2。 表 2除尘系统主要配套设备参数 设备 名称 设备型号技术参数 设备 数量 主引风机Y4 － 73№23F风量 320 000 m3/h 全压 6 000 Pa 工作温度 80 ℃ 1 台 电动机YKK560 － 6N 800 kW /10 kV1 台 消声器TJX － 16C流量 320 000 m3/h1 台 3塑烧板除尘器 3. 1选择滤料 两套 除 尘 系 统 所 采 用 的 塑 烧 板 是 由 德 国 HEDING 公司制造的第三代 DELTA2 塑烧板， 采用专 利聚乙烯及多种高分子材料烧结制成， 相比前两代产 品， 针对热轧工艺的特点， DELTA2 塑烧板表面经过 PTFE 涂层处理， 更光滑更致密， 见图 1。早期的塑烧 板产品， 表面没有经过涂层处理， 经过一段时间的过 滤后， 粒径较小的粉尘颗粒会随着气流进入到塑烧板 内部， 阻塞滤料内部的气流通道， 见图 2。被粉尘渗 透的塑烧板由于不可再生， 最终结果会导致滤料的性 能下 降， 减 少 使 用 寿 命。在 一 般 情 况 下， 第 三 代 DELTA2 塑烧板可以使排气含尘浓度控制在5 mg/m3 以下， 在高浓度除尘系统中， 除尘效率达 99. 999 。 图 1表面经过涂层处理的滤料 图 2表面没有经过涂层处理的滤料 3. 2压缩空气 由于塑烧板只在外滤表面进行了涂层处理， 而在 内表面则没有涂层。为了保证压缩空气在反向清灰 时没有粉尘对塑烧板进行渗透， 以及防止含湿空气在 塑烧板内部结露， 除尘器喷吹用压缩空气的质量要按 照 ISO 85731 的标准要求进行， 见表 3。 表 3除尘器清灰用压缩空气等级参数 项目标准限值 颗粒物Class 3粒径 ＜ 5 μm， 浓度 ＜ 5 mg/m3 水分Class 4压缩空气最高露点 3 ℃ 油分Class 3油分残留量 ＜ 1． 0 mg/m3 为保证压缩空气质量， 通常会在管路总管位置安 装高效油水分离器及高效过滤器。 4除尘工艺流程 精轧机组除尘系统主要由轧机间除尘罩， 风量手 动调节阀门， 除尘管道， 塑烧板除尘器， 粉尘输送装置 螺旋输送机、 手动插板阀、 星形卸灰阀 ， 除尘风机 机组， 消声器及钢烟囱组成， 工艺流程见图 3。 5影响除尘效果的因素 5. 1吸尘罩对除尘灰的影响 日钢与新钢的两套精轧生产线除尘系统最主要 的不同之处， 是对产尘点采用了不同形式的吸尘罩。 新钢 1580 热轧带钢生产线除尘系统的吸尘罩为 精轧机的配套设备， 在 4 号至 7 号轧机机尾部共设 4 个除尘点， 除尘管道沿轧机本体下探至扎线附近， 吸 尘罩口很小， 罩口尺寸为 500 mm 485 mm， 罩边流 速为 80 m/s， 见图 4。 78 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 图 3精轧机除尘系统流程 图 4新钢精轧机除尘罩位置及形式 精轧扎线在生产的过程中由于生产工艺及设备 运行的要求会喷大量的水， 在扎线附近会产生大量的 水汽， 而设备自带的除尘罩， 罩口与扎线的距离很近， 而且由于罩口流速过高， 因此导致除尘系统抽入的烟 气中， 水的成分要多于粉尘， 从除尘器灰斗卸灰口卸 下的除尘灰不是固体状而是泥浆状， 无法收集利用。 日钢 1580 带钢厂精轧机组除尘系统属于改造项 目， 原生产线并没有设除尘系统， 设备也没有带除尘 罩， 新设的除尘罩采用将两台轧机之间全封闭的形 式， 罩体在顶侧及轧机操作侧设活动门， 方便厂房吊 车将扎线上的废钢吊出， 见图 5。由于罩内的空间很 大， 气流的流速较低， 生产线喷出的大量水汽基本不 会随气流进入除尘管道， 而且从轧机上部外溢的烟气 也都被吸尘罩捕集到， 从除尘器卸灰口卸下的除尘灰 为可堆积的潮湿固态状， 没有二次扬尘出现。 5. 2对除尘器的影响 塑烧板的过滤机理属于外滤式， 滤料表面具有疏 水性， 相比布袋式除尘器具有一定的防水防油的特 点。但如果水汽过大， 大量的粉尘会牢牢黏附在滤料 表面， 如果不能用脉冲清灰装置进行有效清理， 就需 要将塑烧板拆下， 将表面的油泥清洗干净。如果滤料 表面的油泥长时间没有得到有效清理， 会附着越来越 图 5日钢精轧机除尘罩位置及形式 牢固， 甚至会渗入到塑烧板的内部， 这时就需要采用 特殊的装置， 将水或空气以一定压力反向挤出， 排出 已经渗入的油泥， 这样不仅操作繁琐， 也一定程度上 损伤了塑烧板的外表面过滤涂层， 缩短了塑烧板的使 用寿命。由此可见过多的水汽对塑烧板除尘系统的 损害还是比较大的。 新钢 1580 热轧精轧机除尘系统， 由于系统吸入 了大量的水汽， 过多的水将粉尘黏附在塑烧板的过滤 表面， 使得除尘器的进出口压差越来越高， 影响了系 统的除尘效果， 从实际操作看， 系统在不到一年的时 间内除尘器压差已经上升到2 000 Pa以上， 并且已经 对部分塑烧板滤料进行了清洗， 但仍然没有从根本上 解决除尘器阻损高的问题。 日钢 1580 热轧精轧机除尘系统， 由于采用了整体 封闭式的除尘罩， 罩内流速较低， 喷溅的水流和大体积 的水滴基本不会上升到除尘管道入口的高度， 因此系 统吸入的水汽很少， 除尘器清灰效果很稳定， 系统运行 两年多， 除尘器压差基本保持在1 000 Pa左右。 由此可以看出， 虽然塑烧板具有一定的防水防油 特性， 但过滤烟气中的水分含量还是不能过高。 6精轧生产线废气监测结果及结论 以日钢 1580 热轧精轧机除尘系统为例， 分两天 次对塑烧板除尘系统的除尘器进出口颗粒物进行了 88 环境工程 2011 年 8 月第 29 卷第 4 期 监测， 监测数据见表 4、 表 5。由表中结果可知， 精轧 生产线烟 粉 排放总量约 8． 78 t/a。 表 4除尘器进口颗粒物监测结果 日期点位频次 烟气量 / m3h － 1 质量浓度 / mg m － 3 排放速率 / kg h － 1 2008 － 05 － 09 除尘器进口1256 14865． 2 16． 70 2253 63058． 414． 81 3253 57559． 615． 11 2008 － 05 － 10 除尘器进口1254 63563． 5 16． 17 2254 86161． 715． 72 3254 71664． 316． 38 表 5除尘器出口颗粒物监测结果 日期点位频次 烟气量 / m3h － 1 质量浓度 / mg m － 3 排放速率 / kg h － 1 2008 － 05 － 09 除尘器出口1278 5834． 8 1． 34 2270 6744． 61． 25 3273 6294． 51． 23 2008 － 5 － 10 除尘器出口1267 5314． 3 1． 15 2271 3164． 11． 11 3270 0084． 41． 19 通过对比两套塑烧板除尘系统的实际运行情况， 可以得出以下结论 1 结合精轧机生产线的工艺特点， 采用全封闭 形式的除尘罩， 罩内空间大， 罩口流速低， 既可以防止 吸入过多的水分， 还可以捕集从轧机其他部位外溢的 烟气， 最大程度地保证了岗位工作环境和塑烧板除尘 系统稳定运行。 2 烟气中水分的含量对除尘系统的稳定运行至 关重要， 为了防止在冬季时除尘器内烟气因温度降低 而冷凝出过多的水， 可以对除尘器的下箱体及灰斗部 分进行伴热及保温处理， 文中的两套除尘系统均采用 蒸汽伴热的方式对除尘器进行保温， 效果很好。 参考文献 ［ 1］冶金工业部建设协调司， 中国冶金建设协会． 钢铁企业采暖通风 设计手册［M］． 北京冶金工业出版社， 1996． ［ 2］张殿印， 王纯． 除尘器手册［M］． 北京 化学工业出版社， 2005． 作者通信处张鹏100088北京市海淀区西土城路 33 号中国京 冶工程技术有限公司环保分公司 电话 010 82227673 E- maillopoco yeah． net 2010 － 12 － 15 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 81 页 图 9改造后预计除尘分级效率曲线 结合本工程工况的烟尘粒径分布， 分析可知旋流 喷雾除尘的捕集效率在 98. 5 ， 联合采用自激式除 尘器后， 预计捕集效率 ＞ 99 ， 烟尘排放浓度在 50 mg/m3以下。可达到国家规定的污染物排放标准。 5结论 结合实际工程工况， 通过理论分析和数值模拟的 论证表明 1 旋流喷雾除尘与自激式湿法除尘联合方案对 间歇工作、 风量、 排放浓度变化、 温湿度变化均具有良 好的适应能力， 是高湿环境下去除微细颗粒物的可行 方案。 2 国内某钢铁厂 BSSF 滚筒法钢渣水淬工艺尾 气排放要满足国家规定的排放标准， 应用旋流喷雾除 尘与自激式除尘器的联合方案， 管道截面平均风速为 5 m/s时，须 采 用 气 雾 两 相 喷 枪、要 求 液 气 比 为 0. 7 L/m3、 管道截面与入口面积比在 4 左右。 参考文献 ［ 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