布袋除尘器在SDA半干法烧结烟气脱硫系统中的应用

使用与维护　第３０卷２０１２年第３期（总第１５９期）　・使用与维护・　布袋除尘器在ＳＤＡ半干法烧结烟气脱硫系统中的应用　刘海峰柳森　（鞍钢集团工程技术有限公司　鞍山　１１４０２１）　【摘要】介绍了烧结ＳＤＡ工艺、除尘器选型及除尘器喷吹清灰脉冲阀采用的矩阵控制技术，与以往惯用　方法相比，该技术简单、可靠，且大大节省了ＰＬＣ模块数。　【关键词】　烧结ＳＤＡ半干法脱硫布袋除尘器矩阵控制　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂａｇ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｉｎ　ＳＤＡ　Ｓｅｍｉ－ｄｒｙ　Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　Ｆｌｕｅ　Ｇａｓ　Ｄｅｓｕｉｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＬＩＵ　Ｈａｉ－ｆｅｎｇ，ＬＩＵ　Ｓｅｎ　（Ａｎｓｔｅｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ　１　１４０２１）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｏ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｔｈｅ　ＳＤＡ　ｆｏｒ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｄｅ—ｄｕｓｔｅｒ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｐｕｌｓｅ　ｄｅ－ａｓｈｉｎｇ　ｖａｌｖｅｓ．Ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ，＂ａｎｄ　ｉｔ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ＰＬＣ　ｍｏｄｕｌｅｓ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ＳＤＡ　ｆｏｒ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｓｅｍｉ—ｄｒｙ　ｌｆｕｅ　ｇａｓ　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ｂａｇ　ｉｆｌｔｅｒ，ｍａｔｉｒｘ　ｃｏｎｔｒｏｌ　随着我国钢铁工业的迅猛发展，对大气污染　除尘器系统、增压风机系统和烟道等组成。烧结　的控制凸显重要和紧迫。国家十一五规划发展纲　机机头烟气由主抽风机出口烟道引出，经原烟气　要要求加强大气污染防治，努力推进行业ＳＯ：的综　旁路阀门和入口阀门切换后，分上下两路送ＳＤＡ　合治理。钢铁工业产生ＳＯ　的污染源主要是烧结　脱硫塔，与被雾化的石灰浆液接触，发生物理和化　球团工序，因此，烧结烟气脱硫势在必行。目前，　学反应，气体中的ＳＯ：被吸收净化１２１。　烧结烟气脱硫主要有湿法脱硫技术、半干法脱硫　参与反应的石灰浆液由熟石灰定量加入消化　技术和干法脱硫技术。半干法脱硫技术兼有干法　罐并加水配制而成，石灰浆液经振动筛筛分后流　与湿法的一些特点，该技术可在湿状态下脱硫，在　入浆液罐，配制成合格的石灰浆液，根据原烟气　干状态处理脱硫产物，既具有湿法脱硫反应速度　ｓ０：浓度由浆液泵定量送人置于脱硫塔顶部的浆　快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水废酸排　液顶罐，顶罐内浆液流人脱硫塔顶部雾化器，浆液　出和脱硫后产物易于处理的优点，而且半干法脱　经雾化器雾化成３０～８０　ｍ的雾滴，与脱硫塔内　硫还具有运行简单、占地面积小、投资少等特点。　烟气接触迅速完成吸收ＳＯ　的功能。由于石灰浆　烧结烟气脱硫一般为改造工程，现场环境、投资、　液为极细小的雾滴，增大了脱硫剂与ＳＯ：接触的比　运营都受到。半干法的这些特点使其非常适　表面积，ＳＯ　脱除率可高达９７％。　合这样的改造工程。ＳＤＡ（Ｓｐｒａｙ　Ｄｒｙｉｎｇ　Ａｂｓｏ—　脱硫并且被干燥的粉状颗粒部分沉人塔底排　ｒｐｔｉｏｎ）即旋转喷雾干燥烟气脱硫技术，是丹麦Ｎｉｒｏ　出，雾滴的水分被蒸发，其余颗粒随气流进入布袋　公司开发的一种半干法烟气脱硫技术，经过２Ｏ年　除尘器进一步净化处理。除尘器除下粉尘因含有　的发展，现已成为世界上最为成熟的半干法烟气　未反应的生石灰，一部分回用，采用斗式提升机送　脱硫技术之一…。　至循环灰系统，另一部分定期由罐车外运。　经吸收ＳＯ　并干燥的含粉料烟气出脱硫塔进　１烧结ＳＤＡ工艺　烧结ＳＤＡ２１２艺主要由制浆系统、脱硫塔系统、　栏目编辑：陈振华　一ｌ一　第３０卷２０１２年第３期（总第１５９期）　入布袋除尘器进行气固分离，净烟气经增压风机抽　引由原烟囱排气。除尘系统适应工艺的变化，　增压风机采用进口导叶调　，ＳＤＡ工艺（见图１）。　水　使用与维护　适的布袋除尘器阻力（１５００　２０００Ｐａ），清灰频率　不至于过于频繁而影响设备使用寿命。　（２）滤料要具有合适的耐温、耐腐蚀、耐水解　性、强度等性能，而且价格要适中。　（３）布风要均匀。　噼气　．　（４）灰斗出灰要具有连续性。　根据半干法脱硫烧结烟气的特点对除尘器的　黔　甲　上述要求，选择低压脉冲喷吹长袋除尘器。　２＿３低压脉冲喷吹长袋除尘器的特点　低压脉冲喷吹长袋除尘器是在总结各种袋式　鬻　图１　ＳＤＡ工艺　布袋除尘器人口烟道上留有添加活性炭接　口，以备将来增建活性炭注入装置，可进一步脱除　二恶英、Ｈｇ等有害物。　２除尘器在ＳＤＡ系统中的应用　脱硫塔出口的烟气进入除尘器，烟气中所包　含的粉尘能否被处理掉，以达到粉尘排放指标，除　尘器的选型至关重要。　２．１　半干法脱硫烧结烟气的特点　脱硫塔出口烟气的含尘量大，粉尘浓度在　１０００　２０００ｍ￣ｍ　，且粉尘颗粒黏度大、含湿度大；　烟气温度变化范围大，一般在８５—１５０￣Ｃ。烟气具　有一定的腐蚀性。　２．２除尘器的选择　在烧结烟气脱硫领域，鉴于旋风除尘器很难　满足粉尘排放指标，电除尘器的一次性投资比较　大，占地面积大，运营费用高，且具有二次扬尘的　问题，对于除尘器的选择着眼于布袋除尘器。布　袋除尘器主要由箱体、导流系统、过滤系统、清灰　系统和气源系统等组成。布袋除尘器具有如下特　点：除尘效率高，一般可达９９．９％；适应性强，能够　处理不同类型的颗粒粉尘；操作弹性大，入口气体　含尘浓度对除尘效率影响不大；除尘效率对气体　流速具有一定的稳定性。　半干法脱硫烧结烟气对除尘器的要求：　（１）需增大布袋除尘器的过滤面积，维持较合　一２一　除尘器的基础上发展起来的一种新型、高效袋式　除尘器。它采用离线低压脉冲喷吹清灰技术，防　止了粉尘再附与失控问题，增强了滤袋的清灰效　果，提高了过滤速度，节省清灰能耗和延长滤袋的　寿命。除尘器采用ＰＬＣ自动控制清灰、输灰的全　过程，因此，该除尘器是一种处理风量大、清灰效　果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积　小的大型除尘设备　。其性能特点：　（１）采用低压脉冲喷吹技术清灰效率高、能　耗低。使用淹没式低压脉冲阀，喷吹压力只有　０．２～０．４ＭＰａ，阻力低，启闭快，清灰能力强。由于　清灰效果好，清灰周期长，降低了反吹气体的能　耗。　（２）脉冲阀使用寿命长，可靠性好。由于喷吹　压力低（０．２～０．４ＭＰａ），脉冲阀膜片承受的压力和　启闭时的冲击力较小；同时由于清灰周期较长，脉　冲阀开启次数相应减少，从而延长了脉冲阀的使　用寿命，提高了脉冲阀的使用可靠性。　（３）设备运行阻力小，喷吹效果好。除尘器采　用分室脉冲反吹离线清灰方式，避免了粉尘被反　复吸附的现象，提高了脉冲喷吹清灰的效果，降低　了布袋阻力。　（４）滤袋装拆方便，固定可靠。采用上部抽装　方式，换袋时，从除尘器净气室抽出滤袋骨架，将　脏袋投入灰斗，由灰斗人孔取出，改善了换袋环　境。滤袋靠袋口的弹性涨圈固定在花板孔上，固　定牢固，密封性好。　（５）风道采用集合管布置，结构紧凑。　（６）自动化程度高。　３对除尘器喷吹脉冲阀的控制　３．１喷吹的作用　使用与维护　清灰技术是脉冲袋式除尘器的核心和关键技　术，直接关系着除尘器能否长期稳定可靠运行。　含有粉尘的烟气进入除尘器后碰到按一定顺序排　列的布袋圆柱形外表面，烟气中的颗粒不断地被　吸附在布袋上并形成粉尘饼；气体则穿过布袋，进　人除尘器的上部的净气室，汇集到出风烟道排　出。随着除尘器的运行，布袋表面的粉尘饼越来　越厚，气体通过布袋的阻力越来越大，除尘效果减　弱，引起布袋内外的压差增大。为了维持较合适　的布袋除尘器阻力（１５００～２０００Ｐａ），清灰系统开　始工作，脉冲阀按照一定的规律打开和关闭，将压　缩空气或氮气喷人布袋内侧，使粉尘饼脱离布袋　表面，保证除尘器的除尘效果。　３．２喷吹的方式　根据实际需要，须设定压差、定时和手动三种　控制方式。正常情况下，系统工作在压差模式，一　旦布袋的内外压差达到设定值，清灰系统开始工　作。如果压差计出现故障，不能准确地反映布袋　的内外压差，这时可使用定时模式或手动模式。　但这两种模式要求操作员要有一定的经验来设定　喷吹的时间间隔。另外，手动模式在系统调试时　也是十分方便的。　３＿３脉冲阀的控制　布袋除尘器脉冲阀的控制是用ＰＬＣ来实现　的。每个脉冲阀对应一个数字量输出模块的ＵＯ　点　。以图２所示除尘器的脉冲阀为例，共有５４４　个脉冲阀，则需要５４４个Ｉ／０点，按照一个数字量模　块３２点计算，需要１７个模块，也就是说至少需要　两个机架。　经过研究发现，布袋除尘器的脉冲阀排列是　十分有规律的（见图２）。脉冲阀排列可分为４列，　每列可分为８组，每组１７个脉冲阀。这非常符合　矩阵控制思想。设任一列数为ｉ，任一组数为ｉ，每　组任意一个脉冲阀为ｋ，则任意一个脉冲阀可表示　为　，其中ｉ＝１，２，３，４；　＝１，２，…，８；ｋ＝ｌ，２，…，１７。　举例说明，如果需要第１列第２组第９个脉冲阀动　作，则　＝１，这样即可实现。采用矩阵控制后，共　需要Ｉ／０点数为总列数、总组数及每组总脉冲阀数　之和，即需要２９个Ｉ／０点，也就是说一个３２点的数　第３０卷２０１２年第３期（总第１５９期）　字量输出模块足矣。与传统办法相比，可节省ｌ６　个数字量模块。对于烧结烟气脱硫工程而言，可　节省ＰＬＣ的２０％以上投资，且可使程序更加简　化。这种针对脉冲喷吹布袋除尘器的脉冲阀的矩　阵控制，已经在鞍钢鲅鱼圈Ｉ系列烧结烟气脱硫工　程上得到应用，效果良好。　图２除尘器顶部脉冲阀　４结论　半干法脱硫是一种适合烧结烟气脱硫的方　式，具有一次性投资合理、符合烧结烟气脱硫这样　的改造工程对占地面积的要求、脱硫效率高、运营　费用低等优点。低压脉冲喷吹长袋式除尘器除尘　效率高达９９．９％，占地面积小，符合烧结烟气脱硫　对除尘器的要求。脉冲喷吹布袋除尘器的脉冲阀　矩阵控制技术具有很强的推广价值，节约投资，且　简单可靠。　参考文献　…１彭圆圆，宋健斐，魏耀东，宋存义．钢铁厂烧结烟气脱　硫技术的研究进展卟冶金能源，２００８，２７（３）：５５—５８．　［２】党玉华，齐渊洪，王海风．烧结烟气脱硫技术Ⅱ】．钢铁　研究学报，２０１０，２２（５）：１—６．　【３】梅瑛，李瑞琴．长袋低压脉冲袋式除尘器的应用卟　机械工程与自动化，２００６，１３４（１）：１４０—１４３．　［４】张晓刚，王亮，周超，时铭显．ＰＬＣ在钢厂烧结烟气脱　硫系统设计中的应用Ⅱ】．太原理工大学学报，２００７，３８（３）：　２５６－２５８．　（２０１１－－１２－－２７收稿）　一３一