水泥厂收尘分析
1.引言
水泥的生产由于其自身特点，在生产的过程的各个环节中会产生大量的粉尘，从来源上来说，主要有两类，即原料在破碎的时所产生的粉尘，这种收尘主要特点是环境开敞性，因此需要收尘系统产生负压，以利于粉尘进入收尘器；另一类为废气中所夹带的粉尘，这种收尘主要特点是环境密闭，废弃量大。目前在水泥厂中使用比较普遍的是干式收尘与水收尘，其中干式收尘中过滤收尘与静电收尘在水泥厂中使用地比较多。过滤收尘是指将含有粉尘的空气通过滤袋，在粉尘经过过滤后，再将干净的空气排出去；静电收尘则是将含有粉尘的空气让其进入一个高压场，进而粉尘落在正负极上，最后将干净的空气排出去；水收尘效果还是很可以的，在水泥厂收尘中使用地也很广泛。但是有一个浪费水资源及处理污水的弱点。本研究试图探讨水泥厂收尘的方法及注意的问题。
2.干式收尘
2.1物料破碎环节的收尘
2.1.1水泥生产中常用物料的特点
石灰石与硅铝质原料是水泥生产的主要原料，它的主要特点就是容易破碎，在破碎的过程中会产生很多粉尘，这些颗粒很小的粉尘最容易风扬，假如矿山所含的土较少，石灰石干燥，在破碎的过程中更是产生大量的粉尘，北方很多地区气候比较干燥，因此容易产生扬尘；硅铝质原料主要包括页岩，粘土以及砂岩等，这些原料在不同的地区物理性质不一样，当天气干燥时，页岩最容易引起粉尘，主要是因为页岩容易破碎成颗粒很小的粉尘；大部分铁质原料为硫酸渣，这种作为化工工厂的副产品含水量比较大，不容易产生扬尘，但是另一类是铁矿石，由于铁矿石在干燥的环境下，在处理的过程中容易产生一些扬尘。
2.1.2粉尘的治理
我们知道物料在破碎的过程中会产生细小的颗粒，这些颗粒状地粉尘会在机器运转的带动下，源源不断地扩散到大气中去，另外原料在输送系统中不停地下降上升，因而粉尘也会在倒运的环节上不断出现。总的来说粉尘的治理主要包括主动与被动治理两种类型，主动治理是指物料在处理的过程中尽量地减少扬尘，被动治理则是当粉尘扬起之后再进行收集，通常良好的治理效果是两者的结合。我们知道原料下降的速度越快，粉尘所获得动能则越大，粉尘飞起的量就会越多，而且飞扬的距离也很远，要把粉尘收下，收尘器就要具备足够的风量，以便于在特定的空间产生足够的负压，所以要减少粉尘的飞扬的量及速度，最好的办法就是把原料在下降的过程中所产生的冲击速度降低到最小，因而需要重视原料输送的工艺设计环节，目前降低原料冲击速度的方法主要有：首先是在条件许可的情况下，尽量降低原料的落差，从而把原料下落的速度降低下来；其次是设计原料溜子过程中，要放缓溜子的角度，因为溜子的角度越大，原料下滑的速度相应地也会越大，此外在原料冲击速度很大的溜子中可以用一个缓冲板，来降低原料的冲击速度。虽然主动治理的效果明显，但是很多环节还是被动治理，即采用收尘器来进行的，在这些环节中，一般采用的是小型袋收尘器，由于其稳定性好，结构简单，收尘的效果好而普遍应用到原料转运的扬尘点上。我们知道烧成系统之前，原料含水量要大，而烧成系统之后所含水分要少，因为扬尘与水分存在密切的关系，水分与扬尘的关系是成反比的，即原料所含水分越大，扬尘则越小，反之。根据这个特点在实际收尘器的设计过程中要考虑这些相关的因素，即烧成系统之前收尘器的规格可以小一点。
2.1.3干式收尘中注意的问题
一个完整的收尘器主要由管道系统，吸尘罩，吸尘器，控制起源以及排风机等几大部分组成，每个部分的正常与否都会关系到收尘的效果。吸尘罩的作用主要是形成一个收尘的空间，尤其是针对一些开阔的环境，以及控制系统吸入粉尘的粒径，对降低风管的磨损有着重要的作用，对于一些磨蚀性强的原料的收尘风管容易被粉尘磨穿，一个重要的因素就是吸尘罩处地风速过大，大颗粒的粉尘很容易进入风管，所以要控制吸尘罩进口的风速；在管道系统中，一般会遇到风管积灰与风管磨穿现象，为了保证管道系统的正常需要将管道做出倾斜状，水平管道上要尽量减少弯曲，弯曲处的气流容易产生涡流，从而使粉尘沉淀下来。有时候管道内风速过高会产生磨损现象，过低会产生积灰现象，所以要根据实际情况合理地布置，有效地连接；收尘器中的袋收器的清灰要严格遵循规定的程序，清灰过多的话会缩短滤袋的使用寿命，而且还要考虑具体的物料，因此整个系统的良好运行能够达到收集粉尘的效果。
2.2工艺系统中废气的收尘
工艺系统排除的废气主要有：烧成系统中燃烧与冷却所排除的废气，水泥磨、煤磨中排除的废气以及粉磨系统中所产生的废气，目前针对工艺系统中废气的收尘主要是采用过滤除尘与静电除尘，收尘器的选择要考虑具体的场合，收尘器的规格主要依据是系统中所排出的废气量。电收尘总的来说投资比较少，运行的费用也低，普遍用于烧成系统的收尘，它是利用气体在高压电场内被电离的原理，在电收尘器的正负极上产生巨大的高压，放电极开始发射正负电离子，气体中的粉尘在获得正负电荷后，开始被正负极所吸附，最后正负极的粉尘经过振动后落入到灰斗。在这里粉尘的导电性是一个关键的因素，通常湿润的气体会增加粉尘的导电性，利用这个原理，通常在收尘器的前方设置一个曾湿塔，用来控制气体的湿度与温度。增湿塔的使用一定要按照规定的程序来，因为使用不好会湿底，从而给正常生产造成麻烦。袋收尘器相比电收尘器工作的原理要简单，含有灰尘的空气在进入袋收尘器后，气体经过过滤，滤袋上的粉尘沉积到一定的时候，通过外力让滤袋振动使沉积的粉尘落入灰斗，最后干净的气体排入大气。目前使用的袋收尘器都具有在线清灰的特点，收尘器的整个清灰过程主要是由清灰程序控制器来完成。袋收尘器的滤袋布可以有效防止细小颗粒的粉尘通过，它与粉尘的条件没有关系，因而收尘的效率可以在很大程度上得以保证，但是袋收尘器在抗高温能力比较弱，假如温度过高则需要采取制冷措施，反之袋收尘器具有收尘效果好，对烟气性质不敏感的优点，但是存在抗高温差，投资高缺陷。
3.水收尘
水收尘具有投资低，电耗少等优点，但是存在水资源浪费及废水处理问题。水收尘的实质是雾化的问题，总的说来雾化是指大量的液体在经过机械的作用后，所得再分散的结果，散布是指极粗滴，而喷散则是指粗滴，雾状是指极细滴。通常水收尘在立窑厂中使用地比较多，立窑厂的水收尘应采用旋转式雾化器，也就是水力雾化器，这种雾化器能够把泵浦与喷嘴结合起来，能够有效处理泥浆或者粘性液体。
4.结论
水泥厂在生产的过程中会产生大量的粉尘，在物料破碎中产生的粉尘及系统工艺中产生的废气，所以收尘是水泥厂的一个重要任务，目前收尘主要包括干式与水收尘，干式收尘主要是电收尘与袋收尘且两者各有其优缺点，在实际的使用过程中要因地制宜，水收尘具有投资低，运行费用少的优点，但是存在污水处理的问题，收尘系统在使用的过程中会存在制造，生产管理及安装原因，其中还有一些设计方面的问题，在设计的过程中要防止结露，注意保温，以及控制尘源气体的温度，此外要防止堵塞。
参考文献：
[1]雷鸣.干法水泥厂收尘的设计与实践[J]，水泥技术，2001（1）1-3.
[2]尚征宇，尚文清. 水泥厂收尘设计问题初探[J]，苏州城建环保学院，1992.
[3]汪一佛. 雾化技术——立妻水泥厂的水收尘[J]，上海建材，1999.
收稿日期：2011-06-02
作者简介：陶建权 （1963-）， 男，广西理工学校硅酸盐专业实验师，主要指导本校硅酸盐专业学生专业教学及实验、实训。
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