1　引言

我國(guó)擁有水泥立窯8000余臺(tái)，是水泥生產(chǎn)大戶，也是煙塵污染大戶，影響到立窯生產(chǎn)的生存與發(fā)展。由于水泥立窯煅燒工況復(fù)雜，條件惡劣，治理難度大，現(xiàn)行應(yīng)用的除塵技術(shù)由于一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用高或其他種種原因，應(yīng)用效果均不理想，迫切需要推出高效率、高可靠性、低價(jià)格、企業(yè)買得起、用得起的新技術(shù)。我們所研制的“水泥立窯濕法高壓靜電組合式除塵技術(shù)”，把噴霧增濕降塵、濕法高壓靜電除塵、污水過(guò)濾處理利用、微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)組合為有機(jī)整體，能夠確保粉塵排放濃度達(dá)標(biāo)（小于100mg／Nm3）；不存在“結(jié)露”、“爬電”問(wèn)題，可靠性高；一次投資低（比大玻纖袋除塵低50％）；運(yùn)行費(fèi)用低（比大玻纖袋除塵低90％）；并且污水全部回收處理利用，無(wú)二次污染；整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)微機(jī)自控，包括自控噴霧除塵、自控濕法高壓靜電電場(chǎng)、自控排污、自控成球，實(shí)現(xiàn)了安全文明生產(chǎn)。

目前該項(xiàng)技術(shù)已在山東黃河水泥廠 Φ3m×1lm立窯上實(shí)施，正常運(yùn)行已達(dá)半年多。

2　基本結(jié)構(gòu)與工作原理

該系統(tǒng)由六大功能單元組成：增濕降塵、濕法高壓靜電、污水過(guò)濾、泥水成球、微機(jī)系統(tǒng)、高壓電源。噴霧室與電場(chǎng)集塵極圓筒（兼立窯煙囪）組成本設(shè)備主體。在每個(gè)電場(chǎng)筒極的中心吊有電暈線，電暈線吊在橋架上，橋架則支承在高壓絕緣子上。由于高壓絕緣子不接觸煙氣，高壓進(jìn)線也進(jìn)行了可靠絕緣處理，所以不存在干法靜電除塵裝置中的結(jié)露爬電問(wèn)題。

工作原理：本設(shè)備的核心部分實(shí)質(zhì)上就是一臺(tái)濕法高壓靜電除塵器，其前級(jí)水除塵的噴霧室實(shí)質(zhì)上就是煙塵的預(yù)處理器，在這里煙塵中的較粗顆粒與水霧碰撞、增重、沉降，同時(shí)煙氣被增濕，其比電阻自動(dòng)調(diào)整到適宜電除塵的最佳范圍。由于電暈線與筒極之間施加高壓直流電壓，形成不均勻電場(chǎng)，電場(chǎng)中電暈放電使氣體電離，形成離子和電子，電場(chǎng)內(nèi)固體或液體粒子由于氣態(tài)離子的連續(xù)轟擊而荷電，帶電粒子飛向相反極性，通常陽(yáng)極作為集塵極。粒子所帶電荷在集塵極被中和、捕集。由于集塵極被水膜連續(xù)沖洗，可獲得強(qiáng)電場(chǎng)，不存在干式裝置中振打清灰的二次揚(yáng)塵問(wèn)題，也排除了干式裝置中由于結(jié)露造成的糊斗子、結(jié)拱、堵塞等麻煩。除塵原理如圖1所示。

　
3　系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程

采用本設(shè)備的水泥立窯煙氣除塵系統(tǒng)工作過(guò)程為：由于煙囪（兼電場(chǎng)集塵極筒體）的抽力實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，煙氣進(jìn)入水除塵噴霧箱內(nèi)，該箱內(nèi)布置有各種噴嘴，包括順噴、側(cè)噴、逆噴、頂噴、截噴等，根據(jù)煙囪煙氣溫度的變化，由高壓離心水泵供水微機(jī)自控噴霧，煙塵通過(guò)該箱后，10μm以上顆粒大部分可以沉降，煙氣得到初步凈化增濕使粉塵比電阻穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)。然后通過(guò)電場(chǎng)入口處的均風(fēng)裝置，氣流均衡地進(jìn)入電場(chǎng)各個(gè)筒體內(nèi)，10μm以下的塵粒和液滴，在高壓靜電場(chǎng)的作用下荷電，被集塵極捕集，并被水膜連續(xù)不斷地沖刷下來(lái)。產(chǎn)生的污水經(jīng)排污管集入過(guò)濾器中，經(jīng)兩級(jí)過(guò)濾，清水集入清水箱中，被循環(huán)利用于噴霧除塵及水膜沖刷集塵極；泥水（濃縮后二次污水）排入污水箱中，通過(guò)微機(jī)控制進(jìn)行自控成球，其工藝流程如圖2。

4　設(shè)備性能與運(yùn)行工藝參數(shù)

該設(shè)備規(guī)格性能指標(biāo)及運(yùn)行工藝參數(shù)如表1。

5　使用效果

收塵系統(tǒng)自1997年11月投入運(yùn)行已達(dá)半年多，生產(chǎn)實(shí)踐證明使用效果是良好的。

(1)收塵系統(tǒng)啟動(dòng)后立窯煙囪冒黑煙和黃煙現(xiàn)象完全消失了，且煙氣量減少1/2以上。

(2)煙氣粉塵排放濃度達(dá)標(biāo)：4月18日經(jīng)環(huán)保監(jiān)測(cè)站檢測(cè)，排放深度為76.1mg/Nm3(見(jiàn)表2) 　

（3）與采用大玻纖袋除塵器相比，一次投資50萬(wàn)元左右，節(jié)約50％左右；采用自然通風(fēng)，裝機(jī)容量?jī)H為15kW，運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約90％；年維修費(fèi)4萬(wàn)元，節(jié)約67％。

（4）利用微機(jī)實(shí)現(xiàn)了自控噴霧、自控排污、自控高壓電場(chǎng)、自動(dòng)污水成球，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，實(shí)現(xiàn)了安全文明生產(chǎn)。

（5）除塵污水回收、過(guò)濾分離后，清水和污水均分別就地利用，杜絕了二次污染。

6　主要特點(diǎn)

（1）一次投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。

由于系統(tǒng)采用自然通風(fēng)、超寬極距、高壓直流供電及濕法高壓靜電電場(chǎng)，陽(yáng)極筒體個(gè)數(shù)大為減少，陽(yáng)極、陰極不用振打，所以設(shè)備耗鋼量大大降低，構(gòu)造簡(jiǎn)化。

（2）除塵效果好，采用兩級(jí)組合除塵，能確保達(dá)標(biāo)排放。

（3）對(duì)立窯工況沒(méi)有任何限制，無(wú)論廢氣溫度和濕度多高或多低, ，對(duì)設(shè)備的正常工作均無(wú)影響，無(wú)結(jié)露爬電問(wèn)題存在。

（4）設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)捷，維修量小，操作維護(hù)容易掌握。

（5）適應(yīng)性強(qiáng)：因地制宜，適應(yīng)不同窯實(shí)際工藝情況，老窯、新窯都可應(yīng)用，都具有同樣好的效果。

（6）為煙氣脫硫、脫氟創(chuàng)造條件。

7　與立窯煅燒工藝有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

（1）雙軸攪拌機(jī)預(yù)加污水成球采用進(jìn)口噴嘴具有大而通暢的通道，不存在阻塞現(xiàn)象；此種噴嘴由耐磨合金材料制成，耐磨性高。由于濃縮污水的濃度只有5％～10％（含固量），對(duì)噴嘴的磨損不大，所以不必?fù)?dān)心噴嘴壽命。

（2）關(guān)于電場(chǎng)（兼水泥立窯自然通風(fēng)煙囪）抽力問(wèn)題。我們?cè)谠O(shè)計(jì)電場(chǎng)時(shí)進(jìn)行了熱工計(jì)算，所選用的電場(chǎng)截面積比該立窯原煙囪大幾倍，電場(chǎng)高度比該立窯原煙囪還要高幾米，電場(chǎng)系統(tǒng)阻力低，所以，從理論上，立窯使用本除塵裝置后，煙囪抽力不會(huì)受到影響，從實(shí)際應(yīng)用效果看，即使在陰雨天氣壓較低時(shí)，其排煙效果也優(yōu)于沉降室。

（3）本設(shè)備對(duì)立窯工況的適應(yīng)性強(qiáng)。這是由于第一級(jí)水除塵對(duì)立窯煙氣的預(yù)處理作用，使進(jìn)入電場(chǎng)的煙氣含塵濃度大大降低，粉塵比電阻合理，有利于濕法高壓靜電電場(chǎng)的正常工作。同時(shí)第一級(jí)水除塵的噴水量由微機(jī)根據(jù)煙氣溫度自動(dòng)調(diào)整，即煙氣溫度高時(shí)，說(shuō)明濕料層薄，粉塵濃度高，煙氣濕含量低，煙囪抽力也大，這時(shí)增大噴水量；煙氣溫度低，說(shuō)明濕料層厚，粉塵濃度低，煙氣濕含量高，煙囪抽力小，這時(shí)減小噴水量，這樣以來(lái)既保證除塵效果，又能保證煙囪抽力。所以本項(xiàng)技術(shù)在水泥立窯上應(yīng)用時(shí)，對(duì)立窯工況和濕料層的厚度無(wú)特殊要求。

（4）不降低立窯熟料產(chǎn)質(zhì)量。由于立窯操作方法不需要任何改變，熟料產(chǎn)質(zhì)量也就不會(huì)有影響。事實(shí)上，采用本系統(tǒng)后，利用污水微機(jī)自控成球，成球質(zhì)量好而且穩(wěn)定，有利于提高產(chǎn)質(zhì)量。

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