在水泥生产过程中,无论是立窑工艺还是旋窑工艺,均产生大量粉尘,粉尘是水泥厂的污染源,也是环保控制最重要的指标。除尘作为烟气净化的一项重要内容,伊清环保结合多年设计与研究经验,对水泥生产中常用除尘技术进行归纳比较,以便工程方案设计优化。

 一、重力除尘和惯性除尘重力

        烟气流中固体颗粒物的质量浓度有较大差值,利用气流减速所形成重力沉降或气流方向变化时颗粒物产生的惯性力和离心力可将固体颗粒物从气流中分离出来,除尘效率一般为60%左右,常作为初级除尘,常见的装置有以下几种：

        (1)沉降室沉降室是消除烟气中大颗粒物的一种简单设备。它利用颗粒物的重力大于气体对它的浮力原理而将颗粒物沉降分离出来。颗粒沉降速度与其几何形状有较大关系,几何形状与烟气流对它的携带有关。计算沉降室尺寸时,沉降室的断面积决定了烟气速度,其长度又决定了烟气在室内的停留时间。由沉降距离和不同颗粒物的沉降速度可以求出每种颗料沉降时间,与烟气在室内的停留时间相比,得知这个沉降室能将多大颗粒沉降下来。因此,沉降室宜做得宽而矮,但又不能做的太长,以免占地太多,沉降室一般适合去除100微米以上颗粒物。

        (2)挡板在烟气通道中,设计一个或多个挡板,气流冲击挡板时,其中的颗粒物动能消失而降落。为提高分离效果,挡板还可用水膜润湿做成湿式挡板,以吸收酸性气体和其它可溶气体。不过由此产生的污水需处理才能排放,沉渣可送入成球盘成球,变废为宝。

        (3)旋风分离旋风分离是曲型的惯性分离。由于惯性力的作用,颗粒物被抛向旋风筒筒壁,而顺筒壁下落至下灰筒排出。一般适合去除15微米以上颗粒物,而一般烟气中15微米以上颗粒物占总量的85%,因此,它作为前级分离时效果较好。旋风分离器还可以做成湿式的,即在旋风分离器中喷水或在外筒壁上方注水,在筒内壁上形成水膜,以利颗粒物的捕集和收集排出。

二、湿式除尘器

        湿式除尘设备是让固体颗粒与液滴充分接触,气体穿过水层,在强烈的湍流状态下进行传质交换,以达到清洗作用等。湿式除尘器可清除5µm以上颗粒物,效率一般为90%-95%。对SO2等有害气体去除率可达80%。近年来,湿式除尘器在水泥行业得到广泛使用,正逐渐取代以往占主导地位的布袋收尘器。

       目前常见湿式除尘器有二大类：

        (1)湿式洗涤塔除尘器喷雾是一种低能耗的洗气法,沿烟气流的逆向喷雾,可使液滴直接拦截固体颗粒。喷滴的大小与液滴接触颗粒的几率有关,但液滴过细,其拦截力较差,或形成润湿的颗粒的重力不够。较理想的液滴为100微米左右。另一方面,雾状的液滴和烟气中颗粒物在混合空间中由于分子布朗运动也有利于液滴与颗粒物碰撞接触。因此,清除效果在一定范围内与液滴颗粒大小成反比。图1为笔者单位研制的高效烟气洗涤塔简图,塔内设三层喷水,二层填料,填料为轻质多面塑料球,烟气在塔内停留时间大于12s。除尘效率可达99%以上,脱硫率达85%,洗涤塔还起烟气冷却作用。洗涤水沉渣送入成球盘成球媛烧后作为水泥熟料,洗涤水循环使用。

        该装置的核心是伊清缩放喷管,气流先经过收缩区压缩。通过喉部时速度达60-200m/s,此时在喉部喷人的水滴,将被高速气流的动能冲击成水雾,并强烈地紊流入气流中。喷水量约0.2kg/m3烟,烟气带走的液滴通过旋风分离器分离,除尘效率可达95%。