電除塵器在氧化鋁焙燒中的應用


　山東鋁業股份有限公司氧化鋁焙燒使用回轉窯系統，早期的收塵裝置始于60年代初期，在當時的除塵效率比較高。隨著國家對環保要求的提高，選用高效率的電除塵器成為亟待解決的問題。

　　焙燒氧化鋁的原料是含附著水12％的濕氫氧化鋁，其焙燒過程所需的熱能靠燃燒重油提供。為了降低熱耗，減少煙氣排放的含塵濃度，于1996年引進了德國魯奇公司日產1600t的氧化鋁焙燒爐。為了充分利用熱能，濕氫氧化鋁首先進入管道中與廢熱氣進行熱交換，脫去附著水，然后氫氧化鋁和廢熱氣的混合物進入電除塵系統，經折流板和電除塵收下的干氫氧化鋁再進行高濕焙燒。由于該項工藝的特點所致，除塵系統的進口含塵濃度為1000g／m3，顆粒的平均直徑40μm，煙氣溫度150℃。電除塵器的極板、極線、振打裝置、高壓裝置以及控制系統由德國魯奇公司供貨，其余部件根據魯奇公司提供的資料由山鋁公司設計、制造和安裝。

　　一、除塵系統的組成

　　為了減少進入電除塵器的含塵濃度，含塵煙氣首先進入裝有垂直折板形式的氣流均布板。由于折板的作用，促使氣流中的粉塵顆粒失去動能而落下，從而收集約70％左右的較粗粉塵顆粒，未被收入的細粉塵則進入電除塵器。

　　二、魯奇電除塵器的特點

　　1、氣流分布均勻氣流分布的均勻性影響電除塵的驅進速度，考慮到含塵顆粒在進入電場時將由于重力的作用而下降，致使電場下部含塵較大，為使電場的負荷均勻，應使電場的上部風速略大于下部風速。

　　基于上述原因，其氣體進口設計為垂直上進風形式，進氣箱中設有合理的導流板，使氣體在該處得到較好的預分布，再經垂直折板形成的均布板，在除去粗粉塵顆粒的同時對氣體再次進行均布，最后進入多孔板型均布裝置。為了使電場的上部風速大于下部風速，在多孔板前端的下部設計了擋板，且將多孔板設計成中上部開孔率為下部開孔率的1.12倍。另外，在極板頂部、側壁及下部均設有擋風板，防止短路氣流的出現。

　　2、良好的板、線型式及振打裝置

　　山鋁公司電除塵器采用寬480mmZT24極板與V15電暈線相配，以得到均勻的電流密度，同極距為400mm，線間距240mm。

　　極板的上端由連接板懸吊在固定于殼體頂端的縱向梁上，其連接點為鉸鏈，下端由下連接板將整個電場一排極板全部固定連接在一根撞擊桿上。

　　電暈線固定在由鋼管焊制的單元框內，每個電場的前后兩端通過懸臂架將整個電場的全部單元框連成一體，由懸吊桿將梁懸吊在安裝于殼體頂部的絕緣套管上。

　　由于極板、極線在工況熱態時均可以自由膨脹，所以彎曲變形量很小，保持了極線間距離基本不變。

　　極板振打裝置為機械側向撓臂錘，采用平行于極板的振打方式。振打軸的軸承是由套在傳動軸上的軸套與軸瓦組成的滑動軸承，為了減少粉塵對滑動軸承的磨損，外用殼體密封。

　　電暈線的振打采用凸輪提升機構，結構簡單，運行可靠。尤其在各鉸接點采用合理的減少沖擊力的結構，從而提高了整個機構的使用壽命，板、線振打的效果都很好。

　　3、減少粉塵的二次飛揚電場內具有良好的氣流分布均勻性能，并建立了合理的振打強度和周期，有效地減少了粉塵二次飛揚的發生。另外，降低電場下部風速也可以減少粉塵的二次飛揚。

　　由于在灰斗內與氣流相垂直的方向上沒有阻流板，所以有效地防止了電場內含塵氣流的短路。排灰裝置采用兩條螺旋接力輸送，螺距采用變螺距方式，提高了螺旋中物料的填充率，為防止電除塵器下部漏風起到了重要作用。

　　4、絕緣子加熱及熱風吹掃裝置電除塵器的每個絕緣子都有電阻加熱帶，與溫度控制器連鎖，能根據溫度設定自動加熱，溫度設定控制在120℃～160℃之間。在電除塵器表面頂部，各絕緣子的凸出部分被互聯成一個通道，在通道頂部裝有吹掃風機，通道內也有自動加熱裝置。熱風吹掃能保證絕緣子的干燥，并能使通道內保持一個微正壓狀態。

　　5、先進的電氣系統電除塵器的電氣系統采用西門子公司的兩套Coromatic－F系統，為一、二電場送電。正常情況下，一套Coromatic－F系統為一個電場送電，特殊情況下可以為另一個電場送電，甚至可以為兩個電場同時送電。該套系統基本為恒流源，電流為1050mA，輸出的電壓可隨電場負載自動降低或升高，山鋁公司電除塵器電場的正常電壓為6kV，電流為1050mA。該系統為標準成型產品，最高可提供30kV的高壓，安全裕量較大，并能自動檢測電場的短路、放電等異常現象。

　　高壓系統具有完善的保護裝置，其中高壓室內的高壓門與電氣連鎖，高壓門打開則自動切斷高壓系統，只有鎖上高壓門，才允許啟動高壓系統。

　　6、可靠的控制系統電除塵系統無人值守，控制系統接入主控室DCS系統，可以從主控室啟動或停止高壓系統，并能自動閉合或斷開高壓開關。DCS系統對電除塵器主要有兩種保護，①在電除塵器入口管道中裝有一臺Rosemount氧分析儀，如果管道中混合氣體的氧含量太低（低于0.6％），就切斷高壓系統，持續太低，就關閉焙燒系統，防止硫蝕和爆炸現象的發生；②在入口管道上裝有蒸汽霧化的冷水噴淋裝置，如果電除塵入口煙氣溫度太高（超過220℃），啟動噴淋裝置降溫，若溫度仍降不下來（超過350℃），則關閉整個焙燒系統，防止高溫使極板、極線變形，損壞電除塵器。

　　三、效果與結論

　　該電除塵器自1997年10月投運以來，運轉一直非常可靠，從沒有因為電除塵器原因而影響焙燒系統的生產，該電除塵器的年運轉率基本保持在94％以上，極板、極線無明顯變形，極板集灰厚度在1mm左右，電場內基本無漏風現象，二次電壓、二次電流與運轉初期基本相同。在除塵系統入口含塵濃度為1000g／m3、垂直折板除去70％粗顆粒的情況下，電除塵器出口含塵濃度始終保持在60mg／m3以下，電除塵器除塵效率大于99.98％。實踐證明，魯奇公司的電除塵技術是成熟和先進的，在我公司氧化鋁焙燒系統中的應用非常成功，為我們在電除塵器的高運轉率和高除塵率方面提供了豐富的經驗。