隨著(zhù)環(huán)保要求的提高，水泥行業(yè)采用袋式除塵器已經(jīng)越來(lái)越普遍，但對袋式除塵器技術(shù)的認識還存在著(zhù)一些誤區，尤其對減排是不是節能還有疑慮；本文從應用實(shí)例分析，提出在水泥行業(yè)采用低阻、高效袋式除塵器對減排和節能的重要意義，并從技術(shù)角度提供了設計生產(chǎn)低阻高效袋式除塵器的措施。

　　一、序言

　　袋式除塵器在各行各業(yè)的使用越來(lái)越廣泛；隨著(zhù)單一生產(chǎn)線(xiàn)的建設規模越來(lái)越大，大型袋式除塵器的使用越來(lái)越多，已經(jīng)形成了這種趨勢；這一方面是各行業(yè)的環(huán)保要求更高，另一方面得益于袋式除塵器及其濾料、配件本身的技術(shù)進(jìn)步。就水泥行業(yè)而言，五年前還找不到4000噸/日規模的生產(chǎn)線(xiàn)全線(xiàn)采用袋式除塵器的范例；窯尾采用脈沖袋式除塵器的廠(chǎng)家也很少，最大規模的是2500噸/日以下的生產(chǎn)線(xiàn)采用反吹風(fēng)袋式除塵器；最近幾年，水泥行業(yè)4000噸/日、5000噸/日、10000噸/日規模生產(chǎn)線(xiàn)全線(xiàn)采用袋式除塵器的工藝線(xiàn)已經(jīng)很多，包括窯尾；袋式除塵器的處理風(fēng)量也從幾十萬(wàn)m3/h到幾百萬(wàn)m3/h；這就對運行可靠性、運行阻力等提出了更高的要求，也必須引起袋式除塵器設計者、供應商、配件生產(chǎn)廠(chǎng)家高度重視。

　　二、水泥行業(yè)節能減排的形勢

　　我國的能耗形勢是非常嚴峻的，2006年中國的經(jīng)濟增長(cháng)率10.7%(后調整11.1%)，約20.94萬(wàn)億元，約2.68萬(wàn)億美元,約占世界的5.5%；其代價(jià)是：消耗煤炭占世界的38%（23.8億噸、消耗石油占世界的9%、消耗鋼材占世界的34%（4.2億噸）、消耗的水泥占世界46%（12.4億噸）；我們“十一、五”的目標是GDP年均增長(cháng)7.5%；單位國內生產(chǎn)總值能耗下降20%，主要污染物排放總量減少10%；因此節能減排的任務(wù)是非常繁重的，還需要做大量工作。

　　當然，全國各級政府對水泥行業(yè)的節能減排工作都非常重視。2007年全國淘汰落后水泥產(chǎn)能工作取得顯著(zhù)成績(jì)。關(guān)停立窯生產(chǎn)企業(yè)520家，淘汰立窯水泥熟料產(chǎn)量5700萬(wàn)噸，立窯水泥產(chǎn)量首次出現下降，新型干法水泥熟料產(chǎn)量比上年增長(cháng)17%。噸水泥綜合能耗為115千克標煤，比上年下降4%；噸水泥電耗為91千瓦時(shí)，比上年下降1.7%。

　　雖然我國水泥行業(yè)的節能減排工作取得了一定成績(jì)，但大多數企業(yè)的節能降耗指標與國內的標桿企業(yè)和國際先進(jìn)水平仍有一定的差距；同時(shí)，還存在45%的落后水泥生產(chǎn)能力。雖然重新修訂了GB4915排放標準，但水泥行業(yè)每年排放的煙塵和粉塵總量還很大，仍占全國工業(yè)企業(yè)排放總量的首位，水泥行業(yè)的結構調整、節能減排、資源綜合利用等任務(wù)仍然很重；需要做的工作還很多，其中采用高效和低阻的袋式除塵器是節能降耗的很明顯的措施之一。

　　三、低阻高效袋式除塵器對提高產(chǎn)量和降低排放濃度的可能

　　由于傳統袋式除塵器阻力高，維護管理工作量大；多年來(lái)，占新型干法水泥工藝線(xiàn)排放量80%以上的水泥行業(yè)最大的排放點(diǎn)―窯頭、窯尾煙氣除塵基本都是采用電除塵器；隨著(zhù)GB4915-2004排放標準的修訂，以及袋式除塵器本身技術(shù)的進(jìn)步，尤其低阻力濾料和高強度清灰脈沖閥的使用，使得袋式除塵器的阻力有了降低的可能，運行可靠性也進(jìn)一步提高；因此近幾年，脈沖清灰袋式除塵器越來(lái)越多的應用于窯頭、窯尾煙氣除塵；現在越來(lái)越多的4000噸/日以上的水泥生產(chǎn)線(xiàn)全工藝線(xiàn)采用袋式除塵器的已經(jīng)有很多廠(chǎng)家，5000噸/日以上直至10000噸/日的水泥生產(chǎn)線(xiàn)全工藝線(xiàn)采用袋式除塵器的廠(chǎng)家也不少。

　　我們于2005年完成并通過(guò)中國建筑材料工業(yè)協(xié)會(huì )鑒定的“5000t/d以上預分解窯窯尾袋除塵器的研制及應用”項目，首次將脈噴袋式除塵器運用在海德堡珠江水泥有限公司5000噸/日規模的新型干法生產(chǎn)線(xiàn)窯尾除塵；處理風(fēng)量達到97萬(wàn)m3/h以上；排放濃度低于10mg/m3；運行幾年來(lái)，系統阻力始終低于1200Pa；與以往的袋式除塵器相比，運行阻力降低了30%左右，真正達到節能降耗的目的；使用至今還沒(méi)有更換過(guò)濾袋。為了提高袋式除塵器的運行可靠性，我們在該系統中增加了故障診斷和記錄功能，該功能包括破袋撿漏、清灰系統故障、卸灰系統故障和超溫的報警與顯示記錄功能，從而實(shí)現除塵器的智能化運行，該除塵器達到了如下主要技術(shù)性能指標：
　　除塵器處理風(fēng)量：   100萬(wàn)m3/h以上 ；     
　　入口溫度：         ≤250℃；
　　過(guò)濾風(fēng)速：          1.0～1.2m/min；
　　入口濃度：         60g/m3以上；
　　出口濃度：         ＜7.92mg/m3（9.24 mg/Nm3）；
　　濾袋壽命：          ≥4年；              
　　隨主機運轉率：      100%； 
　　 除塵器本體阻力：   <1200Pa；            
　　清灰壓縮空氣壓力：  0.45Mpa；

　　該除塵器在水泥窯尾的成功應用，為國內水泥行業(yè)大型袋式除塵器的設計、制造、安裝、調試和使用提供了成功的經(jīng)驗；為水泥行業(yè)裝備大型化的開(kāi)發(fā)研究提供了成功范例；項目的各項技術(shù)指標，如除塵器的排放濃度、系統阻力等都達到了國內領(lǐng)先水平，完全滿(mǎn)足水泥行業(yè)日益嚴格的環(huán)保要求；除此之外，系統中故障判斷功能和事故記錄功能保證設備長(cháng)期可靠運行；大型袋式除塵器運行阻力可調功能保證了系統在最經(jīng)濟的條件下運行，該功能對于改善主機設備的通風(fēng)，提高主機設備產(chǎn)量，節約能源，起到很好的作用；在系統中增加的在線(xiàn)和離線(xiàn)切換技術(shù)保證了系統在滿(mǎn)足生產(chǎn)的條件下，達到節能和完全避免事故排放的可能性。該除塵器是把原來(lái)的電除塵器改成袋式除塵器的；同時(shí)我們又在遼源金剛水泥有限公司新設計的5000噸/日工藝線(xiàn)的窯尾采用同樣的技術(shù)，取得更好的節能減排效果；該廠(chǎng)由于采用了低阻高效的袋式除塵器，幾年來(lái)，窯的年平均產(chǎn)量達到5600噸/日、排放濃度低于10mg/Nm3；通過(guò)這二個(gè)應用實(shí)例，我們對節能效果做了測算，如表1，這沒(méi)有包括阻力降低，提高產(chǎn)量帶來(lái)的效益和使用溫度的提高降低增濕塔用水量帶來(lái)的效益；通過(guò)這個(gè)測算可以定性的確定，降低袋式除塵器的運行阻力的經(jīng)濟效益也是非常顯著(zhù)的。

　　因此，在水泥行業(yè)推廣大型低阻高效袋式除塵器技術(shù)上是可行的，能夠提高主機生產(chǎn)產(chǎn)量，降低排放濃度，達到節能減排目的，具有很好的經(jīng)濟效益。

　　四、提高了廢氣的使用溫度，降低霧化水的使用量也是節能的措施之一

　　在水泥行業(yè)的窯頭、窯尾廢氣中，窯頭篦冷機排出的廢氣具有溫度高、比電阻高等特點(diǎn)，一般在采用電除塵器時(shí)需要噴水增濕冷卻，目的是降低粉塵的比電阻，有利于提高電除塵器的除塵效率，一般把廢氣溫度降到150℃以下，這就需要噴入大量的水；現在采用袋式除塵器，由于玻纖濾料的長(cháng)期使用溫度可在260℃以上，又不必考慮比電阻問(wèn)題，在對廢氣的調質(zhì)過(guò)程中，就簡(jiǎn)化多了，一般只設空氣冷卻器就可以，減少了用水量；窯尾廢氣將電除塵器改為袋式除塵器也一樣，每年節約用水量是很大的，這也是很重要的節能措施之一。

　　五、低阻、高效袋式除塵器的技術(shù)措施

　　1、合理的氣流分布

　　對于水泥行業(yè)使用的小型袋式除塵器來(lái)說(shuō)，氣流分布的要求不是那么高，隨著(zhù)單臺水泥生產(chǎn)線(xiàn)的規模越來(lái)越大，處理風(fēng)量也越來(lái)越大；現在水泥行業(yè)處理100萬(wàn)m3/h以上風(fēng)量的袋式除塵器已經(jīng)很常見(jiàn)了，對于處理如此大風(fēng)量的袋式除塵器來(lái)說(shuō)，氣流的分布就顯得尤為重要；不合理的氣流分布除可能對濾袋等造成破壞外，最大的可能會(huì )造成除塵器運行阻力的“居高不下”，帶來(lái)能耗的增加，因此在水泥行業(yè)大型袋式除塵器設計中，氣流分布應引起足夠的重視。

　　2、高性能、低阻力過(guò)濾材料的選用

　　水泥工業(yè)中應用的大量袋式除塵器，正確選擇與使用過(guò)濾材料，仍然是核心技術(shù)，對除塵器的性能和運行費用,包括濾袋消耗和運行電耗起著(zhù)決定性的作用。

　　水泥工業(yè)排放的含塵氣體，根據工藝過(guò)程不同，具有不同的特性，如：

（1）、高溫，如窯頭、窯尾排出的含塵氣體，溫度高達350以上，須先經(jīng)過(guò)調質(zhì)，冷卻后再進(jìn)行處理；

（2）、高濕，如機立窯，烘干機，不僅溫度波動(dòng)，其濕含量也高達20%以上；

（3）、高濃度，與立式磨、擠壓磨、高效選粉機配套的袋式除塵器，其處理的含塵氣體的粉塵濃度可達700--1600g/m3，它即是生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)設備，也是粉塵排放控制的環(huán)保設備；

（4）、防燃、防爆，如煤磨排出的含有煤粉的含塵氣體。

　　總之，有常溫、也有高溫、高濕、高濃度、具燃、爆特性的粉塵，還有溫度波動(dòng)幅度較大，如篦冷機余風(fēng)除塵，既要防止糊袋，也要防止燒袋；因而，選用過(guò)濾材料不是唯一的，要針對不同的條件，選擇不同的過(guò)濾材料，并采取相應的技術(shù)保護措施。

　　針對不同的使用條件，對過(guò)濾材料的要求應當包括下面幾個(gè)技術(shù)經(jīng)濟性能：

　　適用于不同的溫度要求；如常溫、中溫、高溫；
　　剝離性好，易清灰，透氣性好，阻力低；
　　過(guò)濾效率高，在某些高濃度場(chǎng)合，效率可達99.99%；
　　強度高，能承受高強度清灰，使用壽命長(cháng)。

（5）、低阻過(guò)濾材料的選用原則

　　現在生產(chǎn)、經(jīng)銷(xiāo)各類(lèi)過(guò)濾材料的廠(chǎng)家很多，魚(yú)目混珠屢見(jiàn)不鮮；一些除塵器使用不好，阻力高、效率低、壽命短、與此有很大關(guān)系。所以選擇某種濾料，一定要了解生產(chǎn)廠(chǎng)家的生產(chǎn)工藝是否完備，技術(shù)來(lái)源是否可靠，產(chǎn)品質(zhì)量與檢測手段是否有保證，縫制工藝是否合理，售后服務(wù)承諾是否兌現，總之要選擇正宗的，質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。

　　選擇某一種濾料，一定要看使用條件，除了常規的含塵濃度，粉塵細度，煙氣溫度，水分，排放要求，濾料的強度特性等之外；還需考慮諸如抗酸、抗堿、抗氧化、抗水解等化學(xué)穩定性。目前還沒(méi)有一種萬(wàn)能的價(jià)廉物美的“廣普濾料”,一定要考慮濾料本身的特性。

　　過(guò)濾風(fēng)速是決定除塵器性能的一個(gè)很重要的參數，它的大小取值與濾料的使用效果與壽命直接相關(guān)。至今還沒(méi)有一個(gè)公式來(lái)描述它與諸因素之間的關(guān)系，但它與粉塵、煙氣的特性有關(guān)，與清灰方式有關(guān)，與濾料的材質(zhì)、織物結構有關(guān)，與投資大小以及運行的經(jīng)濟性有關(guān)，因而需慎重選擇，所以不必一定苛求高過(guò)濾風(fēng)速；一定要參照許多成功的經(jīng)驗與失敗的教訓來(lái)選用。

　　選擇過(guò)濾材料，除了技術(shù)特性外，還要綜合評價(jià)其經(jīng)濟性，不能簡(jiǎn)單地講“便宜”與“貴”；在技術(shù)可靠，滿(mǎn)足使用要求的前提下，再考慮價(jià)格問(wèn)題；濾料的價(jià)格，既要考慮初投資，也要考慮運行的經(jīng)濟性。如一些濾料廠(chǎng)推出的低阻濾料與普通濾料相比，價(jià)格提高了好幾倍，但在同等使用條件下，運行阻力可降低一半，節省了運行的電耗；同時(shí)由于阻力降低，工藝過(guò)程通風(fēng)改善，可以提高主機產(chǎn)量，經(jīng)濟效果很可觀(guān)。所以在舊除塵器的改造中，為改善通風(fēng)，提高產(chǎn)量，優(yōu)選方案是將原有的普通濾料改為低阻高強，不用增加過(guò)濾面積，不擴大設備，不用動(dòng)土建，也可以取得立竿見(jiàn)影的效果。

3、高強度的清灰措施 

　　袋式除塵器的清灰是保證袋式除塵器可靠運行的重要保證，也是保證除塵器能夠在較低的阻力運行的重要措施；清灰的方式有很多種，采用什么清灰方式取決于袋式除塵器的設計、濾料的材質(zhì)、粉塵的特性等因素；一般說(shuō)來(lái)，對于袋式除塵器來(lái)說(shuō)，清灰強度與清灰的效果有著(zhù)重要的聯(lián)系，高強度的清灰能夠提高清灰效果，降低過(guò)濾材料的運行阻力；對于同一種濾料來(lái)說(shuō)，降低濾料運行阻力的方法就是提高清灰強度。

　　如何提高袋式除塵器的清灰強度，不同的清灰方式有著(zhù)不同的技術(shù)措施；大型袋式除塵器采用最多的是在線(xiàn)脈沖噴吹清灰方式，在氣源壓力一定，供氣量能夠保證的情況下，脈沖閥一次噴吹的壓縮空氣量對于清灰的效果就至關(guān)重要了；高品質(zhì)的脈沖閥和控制方式就能夠在最短的時(shí)間噴出足夠的壓縮氣量就能達到高強度的清灰效果。

4、智能化的清、卸灰控制

　　袋式除塵器的運行阻力與被除塵工藝的工況條件密切相關(guān)，運行過(guò)程中也常常隨著(zhù)工況條件的變化而變化；如入口粉塵濃度、處理風(fēng)量的波動(dòng)必然引起袋式除塵器阻力的波動(dòng)；如何保證袋式除塵器在設定的阻力范圍內運行，是袋式除塵器的設計者們多年來(lái)一直追求的。目前能夠做到的也就是，用袋式除塵器的清、卸灰制度來(lái)保證和穩定袋式除塵器的運行阻力；如袋式除塵器的運行阻力高了，就用增加清灰的頻率來(lái)解決；大型袋式除塵器還可以用增加噴出濾袋的數量來(lái)解決；當然這些技術(shù)措施的實(shí)現都必須由阻力測試部分和控制系統來(lái)完成，在袋式除塵系統中加入智能化的技術(shù)措施就很容易做到，也就是在原來(lái)袋式除塵器清、卸灰程序中增加了阻力識別和調整方法的功能，我們大型袋式除塵器設計中采用了這些技術(shù)措施，經(jīng)過(guò)幾年的運行，取得了比較滿(mǎn)意的效果。

　　5、優(yōu)化的除塵器本體設計

　　隨著(zhù)我國產(chǎn)業(yè)政策的調整,水泥生產(chǎn)規模日趨大型化；全國已經(jīng)投運和在建的日產(chǎn)5000噸以上規模的生產(chǎn)線(xiàn)有數百條，這種規模甚至更大規模的水泥生產(chǎn)線(xiàn)還在不斷的增加；日產(chǎn)10000噸的生產(chǎn)線(xiàn)也有數條投產(chǎn)和在建；大規模水泥生產(chǎn)線(xiàn)的窯尾、窯頭廢氣除塵是全廠(chǎng)減排的關(guān)鍵所在，隨著(zhù)這些大型袋式除塵器的運行，降低這些除塵器的運行阻力，是達到節能的重要措施之一。這些廢氣具有如下特點(diǎn)：

（1）、風(fēng)量大；日產(chǎn)5000噸熟料的生產(chǎn)線(xiàn)，窯尾排放風(fēng)量近100萬(wàn)m3/h；日產(chǎn)10000噸熟料的生產(chǎn)線(xiàn)，窯尾排放風(fēng)量近200萬(wàn)m3/h，加上窯頭篦冷機余風(fēng)除塵；占全廠(chǎng)需要除塵風(fēng)量的80%以上；

（2）、廢氣溫度高；入除塵器的廢氣溫度達到200℃左右；

（3）、氣體成分復雜；有NO、SO2、水分等，有較強的腐蝕性；

（4）、設備運轉率要求高；除塵器隨窯運轉率必須達到100%，并不得設旁通系統。

　　六、窯頭、窯尾采用大型袋式除塵器的技術(shù)優(yōu)勢

　　我國大型水泥廠(chǎng)的窯頭、窯尾除塵過(guò)去一直采用電除塵器。由于電除塵器對比電阻的敏感性及其除塵機理決定，其排放濃度較高，一般都在100mg/Nm3以上。隨著(zhù)我國環(huán)保要求的提高，新修訂的環(huán)保標準《GB4915-2004水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》要求熱力設備粉塵排放濃度達到50mg/Nm3以下的排放標準；因此，袋式除塵器是窯頭、窯尾廢氣除塵發(fā)展的必然趨勢。近年來(lái)，隨著(zhù)濾料技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是復合過(guò)濾材料、滲膜、覆膜濾料和各種性能優(yōu)越的高溫濾料的問(wèn)世，促進(jìn)了我國袋除塵技術(shù)的發(fā)展；國外的實(shí)踐證明：袋除塵器在控制水泥窯頭、窯尾粉塵排放方面有著(zhù)明顯的優(yōu)勢，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　不受粉塵的種類(lèi)、顆粒大小、粉塵的濃度和比電阻的影響；
　　除塵效率可以穩定達到99.8～99.99%，排放濃度可以達到30mg/Nm3以下；
　　具有耐高溫180℃～260℃、耐腐蝕、拒油、防水、防燃、防爆的特點(diǎn)；
　　處理風(fēng)量大、占地面積小；
　　能做到不停機進(jìn)行維護，隨主機運轉率達到100%；
　　結構簡(jiǎn)單，可以模塊式靈活布置。

　　由于袋式除塵器具有以上的優(yōu)勢，國內幾家大的水泥設計院在工藝設計過(guò)程中基本配置的都是袋式除塵器，給袋式除塵器行業(yè)帶來(lái)很多機會(huì )，只要從設計、制造、安裝和調試中嚴格把關(guān)，袋式除塵器能在水泥行業(yè)的節能降耗中發(fā)揮應有的作用。