石灰(CaO)粉塵與空氣中的水份迅速發(fā)生化學反應而生成堿—氫氧化鈣[ca(OH)2]對人體皮膚、眼睛及呼吸系統(tǒng)等都有很強的刺激作用和致病因素。與使用石灰有關(guān)的化工、建材、冶金、建筑等行業(yè),均有石灰粉塵產(chǎn)生,需要進行粉塵控制,以保護勞動者健康和減輕對環(huán)境的污染。
一、兩種不同的石灰粉塵
工業(yè)上使用的石灰,大約可分為兩大類,一類為高溫石灰,即本廠建有石灰窯,石灰燒成后,即送入下一道工序;另一類為常溫石灰,即石灰從遠處運來放在石灰堆場,備用。
高溫石灰產(chǎn)生的含塵空氣,因其高溫(>100℃)不會在除塵系統(tǒng)中發(fā)生結(jié)露粘結(jié)和化學反應,從而避免了石灰粉塵在除塵系統(tǒng)的管道、部件、除塵器內(nèi)的粘結(jié)堵塞,有利于除塵系統(tǒng)正常有效運行,在國內(nèi)外已有不少成功范例。
常溫石灰經(jīng)過破碎、篩分,轉(zhuǎn)運等工序而產(chǎn)生的常溫石灰粉塵,遇空氣中的CO2和水份,會迅速發(fā)生化學反應而生成對器壁有強粘結(jié)性和腐蝕性的CaCO3和Ca(OH)2。當含塵空氣低于露點溫度時,以上化學反應將加劇進行,造成除塵系統(tǒng)的管道、部件,除塵器的粘結(jié)、堵塞,嚴重時將使整個除塵系統(tǒng)失效。這些技術(shù)難題至今未得到較好解決,國內(nèi)有關(guān)工程設計實施后,失敗的例子不少。
我們,對常溫石灰破碎、篩分工序,設計了一套袋式除塵系統(tǒng)處理常溫石灰粉塵,基本成功,為解決這一技術(shù)難題提供了一個可供參考的范例,特將其工程設計技術(shù)分析簡介于后。
二、常溫石灰粉塵凈化方案選擇
石灰粉塵遇水即成為熟石灰[Ca(0H)2]屬一種水硬性粉塵,因此不能采用濕式除塵器。石灰粉塵屬高比電阻(>5×lO10Ω·cm)粉塵,超出電除塵器正常應用范圍,不宜采用電除塵器。單獨使用旋風除塵器,由于其除塵效率低又不能捕獲微細石灰粉塵,不能達到國家規(guī)定排放標準而不能單獨采用旋風除塵器。顆粒層除塵器是處理高溫石灰粉塵一種較好設備,可由于其造價高、管理較難、維修不便,在常溫石灰粉塵凈化時不一定用它。對于常溫石灰粉塵,采用袋式除塵器較為合適,只要采取措施避免結(jié)露粘袋的蔽病。袋式除塵器效率高、穩(wěn)定、易于操作維修、價宜、運行費用中等,可以捕獲微細粉塵等優(yōu)點將很明顯。
三、用袋式除塵系統(tǒng)處理常溫石灰粉塵的若干工程技術(shù)措施
1.采用兩級凈化:比較好級用旋風除塵器,第二級用袋式除塵器。注意,采用的旋風除塵器應為防粘結(jié)型,即選擇那種旋風除塵器內(nèi)部構(gòu)件少、表面光滑、空闊、死角少的旋風除塵器,如xzz型、CLT/A型、不帶芯管的xcx型等,不要用旁路式、有芯管的或牛角彎型等。采用兩級凈化,其一可減輕袋式除塵器負擔,自比較好級將粗粒粉塵捕獲;其二可可應付第二級袋式除塵器停止工作時,只用比較好級旋風除塵器的特殊情況。此時,由于整個除塵系統(tǒng)的阻力降低(未用袋式除塵器),而按照系統(tǒng)離心風機性能特性,其除塵系統(tǒng)的風量大大增加,從而提高了進入旋風除塵器入口風速,而使其除塵效率提高,不會造成排放濃度的過高增長污染環(huán)境。
2.設置安全旁路管道:當空氣相對濕度增高時,進入除塵系統(tǒng)的含塵空氣很易結(jié)露,為避免水氣進入袋式除塵器粘結(jié)濾料,應設置安全旁路管道,此時可避開袋式除塵器,讓含塵空氣只通過比較好級旋風除塵器,爾后排入大氣。以上可采用自動控制。
3.嚴守操作規(guī)程:石灰粉塵在除塵系統(tǒng)中停留的時間越短,那么石灰粉塵發(fā)生化學變化形成粘結(jié)物堵塞管道、濾料的可能性越小。為此,必須制訂一套行之有效的操作規(guī)程,即:先啟動除塵系統(tǒng)風機,后啟動工藝設備;工藝設備停機后,除塵系統(tǒng)至少再運行半小時——除塵系統(tǒng)風機運行15分鐘,袋式除塵器清灰裝置運行20分鐘,袋式除塵器和旋風除塵器下灰閥運行半小時。以上控制要求用電氣聯(lián)動或微機控制實現(xiàn)。
4.講究除塵管道設計:除塵系統(tǒng)的管網(wǎng)管道設計應盡可能作到減少或避免石灰粉塵沉降、停滯可能,做到步異形件(三通,彎頭)、少渦流;選擇合理風速(>16m/s);并使除塵風管內(nèi)呈速度遞增狀態(tài)。
5.定期清洗除塵系統(tǒng):一月或兩月對整個除塵系統(tǒng)清洗一次。對除塵管道,可采取開啟旁路安全管道,提高管道內(nèi)風速來清洗,對于袋式除塵器,可開動反吹風裝置清灰裝置、下灰閥進行清洗。
6.注意塵源控制罩設計:不能把塵源控制罩當成粉塵接收容器,應該設計成既能很好控制塵源不讓粉塵外逸,又盡可能少地吸走粉塵,以減輕除塵系統(tǒng)負擔。
7.慎用濾料:應選用不易粘糊的光面濾料,如光面滌綸濾料729、747等。不用有起絨面的208(單面絨滌綸料)。
8.較短的清灰周期:清灰周期短,有利于及時清除除塵濾袋表面石灰粉塵,減少粘結(jié)可能。
9.較低的過濾風速:過濾風較高,將迫使微細石灰粉塵進入內(nèi)曲折微孔中發(fā)生堵塞,反吹清灰不力時,長期停留于濾料內(nèi)部而形成粘結(jié)物堵塞濾孔。而采用低過濾風速,可避免上述弊病。
10.足夠的清灰反吹壓力:用反吹風清灰,可將進入濾料中的石灰粉塵清洗出來,而足夠的壓力,有利于較清洗除塵布袋中的粉塵。
11.好采用分室反吹類袋式除塵器,因為回轉(zhuǎn)反吹或普通脈沖袋式除塵器,反吹與工作未分開(即一狀態(tài)清灰),容易形成混返現(xiàn)象,使已清洗的石灰粉塵再度貼附于濾料上而增加粘結(jié)可能。而分室反吹類袋式除塵器工作時,總有一組(室)在反吹清灰而不工作,其余組(室)工作,這樣循環(huán)往復,使清灰和工作截然分開,有利于積留在濾料表面和內(nèi)部的石灰粉塵被清除干凈,有效地防止了粘袋可能。