塑烧管除尘器在冶金精轧线的应用

易柏军，曾毅夫

(凯天环保科技股份有限公司，长沙 410100)

塑烧管除尘器在冶金精轧线的应用

易柏军，曾毅夫

(凯天环保科技股份有限公司，长沙 410100)

冶金精轧线烟气烟尘含油含水，采用传统的布袋除尘等方式难以治理。塑烧管具有刚性结构、高过滤效率、压降稳定、疏水疏油性、防静电等特性，适合于治理含油含水的烟气。塑烧管除尘器在冶金精轧线的应用取得了良好的效果。

塑烧管;热轧烟气;除尘器

引言

冶金行业轧机生产过程中产生的烟气为多相流体，含有水分、油分、超细铁氧化物等潮湿粘细粉尘，传统的布袋除尘器会因糊袋而不能正常使用。过去多采用湿法除尘，如文式管除尘器或湿式电除尘器。随着国家对烟气排放标准的提高和企业环保意识的增强，由于湿法除尘容易造成二次污染，而且后续的废水处理费用也很高[1]，因此已满足不了当今环保的要求。由此，国内的一些企业将基于美国戈尔技术的塑烧管作为过滤单元设计的除尘器用于精轧除尘系统，经过使用，取得了良好的治理效果，同时也积累了一定的经验，为塑烧管除尘器开辟了新的应用领域。

1 热轧板烟尘特点

钢板在精轧过程中会产生大量的脱落氧化铁粉、冷却水蒸气及润滑油的燃烧灰分，在轧机机架间会产生大量的有害烟尘。烟气的主要成分有FeO、Fe2O3、H2O、油烟等。为了减轻和消除这些有害物质对环境的污染，改善操作条件，在精轧机机架设置排烟除尘系统，使轧机产生的烟气全部经密闭式吸气罩由塑烧管除尘器进行净化处理后达标排放。

烟气参数如下：烟气量28万m3/h；介质为含尘气体（含水汽和油雾）；介质容重约1.2kg/Nm3；吸气罩入口粉尘浓度1g/m3；粉尘成分为氧化铁粉、油、水蒸气；吸气罩入口烟气温度75℃～90℃；吸气罩入口烟气含水量15%～20%（重量百分比）。

2 塑烧管的性能特点

SINBRAN滤管作为塑烧管除尘器的过滤单元，是一种以烧结多孔聚四氟乙烯材料为基体，并在其表面碾压GORE－TEX膜的结合物，同时具备有膜过滤与刚性体过滤的优点。SINBRAN滤管体积小，过滤面积大的坚固刚性过滤体特点允许较高的工作压力，并具备很长的使用寿命。GORE－TEX过滤膜的均匀平滑性导致了特别高的表面过滤效率。微尘几乎完全被阻留在过滤膜表面，不会进入烧结体内部使之阻塞，因而大大降低了压力损失。塑烧管外形如图1所示。

图1 塑烧管（SINBRAN）外形

2.1 粉尘捕集效率高

SINBRAN过滤元件的捕集效率是由其本身特有的结构和覆膜层来实现的，而袋式除尘器的高效率则是建立在黏附粉尘的二次过滤上。一般情况下，塑烧管除尘装置的排气含尘浓度可保持在2mg/m3以下。虽然排放浓度与含尘气体入口浓度及粉尘粒径等有关，但通常对2μm以下超细粉尘的捕集效率可保持在99.9%的超高效率。

2.2 压力损失稳定

由于SINBRAN滤管是通过表面的覆膜层对粉尘进行捕捉的，其光滑的表面使粉尘极难透过与停留，即使有一些极细的粉尘可能会进入空隙，但随即会被设定的脉冲压缩空气流吹走，所以在过滤管母体层中不会发生堵塞现象，只要经过很短的时间，过滤元件的压力损失就趋于稳定并保持不变。

2.3 清灰效果良好

滤材本身固有的刚性与其光滑的表面，使粉体几乎无法与其他物质发生物理化学反应和附着现象。滤管的刚性结构也使得脉冲反吹气流从空隙喷出时滤管无变形。脉冲气流直接由内向外穿过滤管作用在粉体层上，所以滤管表层被气流托附的粉尘在瞬间即可被除去。脉冲反吹气流的作用力不会因滤管被缓冲吸收而减弱。

2.4 强耐湿性

由于制成滤管的材料及覆膜层具有完全的疏水性，水喷洒在上面将会看到凝聚水珠汇集成水滴淌下的现象。故纤维织物滤袋因吸湿形成水膜而引起阻力急剧上升的现象在SINBRAN滤管除尘器上不会发生，这对于处理冷凝结露的高温油烟粉尘和吸湿性很强的粉尘将有很好的效果。

2.5 具有良好的抗静电性能

在塑烧管外表面喷涂导电性良好的物质，经过整体成型与烧结工艺，塑烧管过滤单元具有良好的导电性能。同时在除尘设备的安装与施工过程中确保每个部位均为等电位连接及接地，以便确保除尘系统的安全性与可靠性，这对于易燃易爆的粉尘治理非常重要。

2.6 使用寿命长

SINBRAN滤管的刚性结构消除了纤维织物滤袋因骨架磨损引起的寿命问题。其寿命长的另一个重要表现还在于其不需要经常的维护与保养，滤管的无故障运行时间较长。良好的清灰特性将保持其稳定的阻力，使SINBRAN滤管除尘器可长期有效地工作。事实上，如果不是温度或一些特殊气体未被控制好，SINBRAN滤管除尘器的工作寿命将会相当长。

3 塑烧管除尘器的应用

3.1 塑烧管除尘系统工艺流程

除尘系统工艺流程：由吸气罩捕集到的含尘气体经管道进入除尘器内，通过塑烧管过滤单元进行尘气分离。净化后的气体通过风机经烟囱排入大气。附着于塑烧管表面的粉尘通过电磁阀引导压缩空气反吹后落入灰斗内，然后通过螺旋输送机，回转卸灰阀排出，由用户统一回收处理。精轧除尘系统共有4个除尘点，每点设计风量为70,000m3/h，总计280,000m3/h。

除尘器、风机、消声器等露天布置。除尘系统在电气控制室中进行监测、显示、控制和操作，并在现场设置机旁操作箱，以便调试维修。塑烧管除尘系统如图2所示，塑烧管除尘器如图3所示。

图2 塑烧管除尘系统

图3 塑烧管除尘器

3.2 塑烧管除尘器工作原理[2]

含尘气流经风道进入中部箱体，当含尘气体由塑烧管的外表面通过塑烧管时，粉尘被阻留在塑烧管外表面的PTFE涂层上，洁净气流透过塑烧管外表面经其内腔进入净气箱，并经排风管道排出。附着在塑烧管外表面的粉尘经压缩空气反吹，在气流及重力作用下落入灰斗。 塑烧管除尘器的工作原理与普通袋式除尘器基本相同，其区别在于塑烧管的过滤机理属于表面过滤，主要是筛分效应，塑烧管除尘器的阻力波动范围比袋式除尘器小，使用塑烧管除尘器的除尘系统运行比较稳定。

3.3 除尘器流场优化设计

塑烧管除尘器结构设计非常重要，气流分配不合理会导致运行阻力上升，清灰效果差。尤其对于较细、较黏、较轻的粉尘，流场设计是至关重要的。根据除尘器的相关设计经验，同时根据项目实际情况，对进气口的气流分配进行优化设计，采用多级短程进风方式，通过变径管使气流均匀进入每个箱体，并且在每个箱体进风口设有风量调节阀，可对每个箱体风量进行调节，在每个箱体内设有导流板，使气流进入箱体后均匀通过过滤单元，同时大颗粒粉尘在导流板作用下落入灰斗，减轻后续过滤单元的负荷。

3.4 脉冲喷吹系统设计

塑烧管除尘器采用脉冲喷吹系统进行清灰，同时为节省投资，在经过计算确保清灰效果的前提下，使用一个电磁阀控制两排滤管喷吹。运行实践证明，这种设计是合情合理的。压缩空气系统设有储气罐、油水分离器、粗过滤器和精过滤器四级过滤，确保了喷吹系统工作的可靠性与稳定性。

3.5 除尘器结构设计

塑烧管除尘器由箱体、框架、脉冲喷吹系统、排灰装置等组成，其结构特点是以塑烧管为过滤元件，箱体较小，结构紧凑，灰斗设计成船形，防止湿黏灰尘在灰斗中搭桥影响灰尘排放。塑烧管除尘器净气箱体如图4所示，塑烧管除尘器中箱体和灰斗如图5所示。

图4 塑烧管除尘器净气箱体

图5 塑烧管除尘器中箱体和灰斗

3.6 除尘器防结露措施

由于塑烧管除尘器为室外安装，考虑到冬季气温影响，对除尘器中箱体和灰斗设有保温措施，同时灰斗还设有蒸气加热装置，防止低温时粉尘结露而影响除尘器排灰。

3.7 除尘器控制系统

除尘器控制系统包含PLC控制柜、低压配电柜（含控制）、机旁操作箱、检修电源箱、接线端子箱等。除尘器的PLC柜和控制柜预留足够的输入和输出接口，并具有计算机远程传输显示功能。粗轧和精轧2个PLC和远程控制计算机（工业控制PC机）自成一网络，由该计算机对粗轧、精轧除尘系统进行监视，有故障报警等功能。

3.8 除尘器性能技术参数

塑烧管除尘器性能技术参数见下表。

塑烧管除尘器性能技术参数表

4 使用效果

（1）该塑烧管除尘器自2009年投入运行以来，工作稳定可靠。塑烧管除尘器省去了常规湿式除尘器的运行维护费用，每年可节省费用50万～60万元，且不存在二次污染，净化了操作环境。

（2）由于塑烧管除尘器的高净化效率，经处理后的排放烟尘浓度在2mg/m3以下，低于国家排放标准要求。

（3）除尘器流场经过了优化设计，考虑了风量调节阀和导流板，使得除尘器运行阻力控制在1600Pa以下。

5 结论

（1）湖南华菱涟源钢铁有限公司精轧线塑烧管除尘系统设计、制作、安装、调试完全满足使用要求，粉尘排放浓度完全符合国家排放标准。

（2）采用了风量调节和均流措施，对除尘器结构进行了优化设计，塑烧管除尘器运行阻力低，节省了运行费用，同时也提高了塑烧管的使用寿命。

（3）塑烧管除尘系统既改善了大气环境，又实现了清洁生产，节省了运行维护费用，体现了良好的经济效益与社会效益，值得推广应用。

[1]王晓. 塑烧板除尘器在热轧带钢生产工况的应用[J].工业安全与环保，2009，35（4）:19.

[2]姜凤有. 除尘设备—设计、制作、安装与管理[M].北京：冶金工业出版社，2007.

Application of Sinter-pine Precipitator in Metallurgical Hot Rolling Mill

YI Bo-jun, ZENG Yi-fu
(Kaitian Environmental Protection Technology Co., Ltd, Changsha 410100, China)

Metallurgical hot rolling mill fume contains oil and water, and it is hard to be treated with the traditional bag dust collecting way. The Sinter-pine has the characteristics： rigid structure, high efficiency in filtering, stable voltage drop, dredging water and static-free, and it is very suitable for treating the fume containing oil and water. Sinter-pine precipitator has performed well in metallurgical hot rolling mill.

sinter-pine; hot steel rolling fume; precipitator

X701.2

A

1006-5377（2011）06-0034-0004

湖南省社会科技发展支撑计划项目（2009SK2004）。