浅谈钒制品回转窑窑尾粉尘治理

摘要：针对钒制品回转窑窑尾粉尘治理，本文通过对钒资源、窑尾粉尘污染物进行概述，通过工程实例，重点剖析电除尘器和袋式除尘器治理回转窑窑尾粉尘的优缺点，从而得出要根据不同情况选择不同的除尘设备。

关键词：钒制品；回转窑；窑尾粉尘；除尘设备

1我国钒资源的开发利用概述

我国蕴藏着丰富的钒资源，据资料报道，比除中国外的世界储量的总和还多。钒在自然界中相当分散，一般不会形成单独矿床。中国的钒原料主要来自钒钛磁铁矿，通过高炉/转炉工艺得到的钒渣，其次来自于石煤提钒。我国攀西地区钒钛磁铁矿资源分布集中，蕴藏量丰富。

钒主要应用于钢铁工业，钒在钢中起细化钢组织，提高晶粒粗化温度，降低钢的热敏性的作用，并能增加钢的淬透性及回火稳定性，改善钢的强度和韧性。

2钒制品回转窑窑尾粉尘

钒制品的生产主要通过回转窑焙烧钒渣提取，包括五氧化二钒、三氧化二钒等。回转窑以煤气发生炉产生的热煤气为燃料对钒渣进行焙烧，在生产过程中，窑尾产生大量的烟尘和部分二氧化硫。

3钒制品回转窑窑尾粉尘治理设备

众所周之，除尘设备有重力沉降室、旋风除尘器、湿式除尘器、静电除尘器和袋式除尘器。前三者为低效除尘器，后两者为高效除尘器。对于回转窑窑尾粉烟尘治理来说，国内外企业根据各自情况，一般采用高效静电除尘器和高效脉冲袋式除尘器。粉烟尘经这两种设备治理后，均能达到国家环保排放标准（≤50mg/m³）。

4静电除尘器在回转窑窑尾粉尘治理的工程实例

4.1工程概述

云南华云钒业有限公司4000吨/年五氧化二钒项目拟在云南省玉溪市研和镇工业园建厂。该公司的回转窑在生产过程中，窑尾产生大量的烟尘和部分二氧化硫，建成后，若不治理，将对周边地区造成严重的环境污染。

4.2烟气性质

回转窑以煤气发生炉产生的热煤气为燃料对钒渣进行焙烧产生的烟气，其烟气量约为60000m³/h（两条生产线），由于煤气发生炉采用的是环保型煤气发生炉专用型煤或优质无烟煤，因此，烟气中的主要污染因子为烟尘和SO₂，处理后废气，通过50m高的烟囱排放。

4.3含尘气体温度

回转窑正常生产时，冷烟室出口烟气温度200～250℃。此温度的时间约占整个生产时间的90%，烘窑时，烟气温度400～500℃，每二个月2～3次，每次时间约6～10小时。

4.4设计思路

华云钒业公司现有2条回转窑，窑尾废气共用一个沉降室后，经高效除尘器净化后由引风机排出。其进入除尘器的烟气温度在170-350℃间，其烟气量为60000m³/h。如采用布袋除尘器，则要对烟气进行降温，其方法可采用多管冷却器降温，也可采用加冷风降温。如采用多管冷却器降温，则需增加60万元的费用。如采用冷风降温，则其处理烟气量将达到130000m³/h。如采用静电除尘器，为了确保50mg/Nm³的排放浓度，也可采用两种方案，一是增大电场断面积，降低电场风速，保持三个电场，经计算，其电场断面积为：30m²，电场数量为三个；二是采用增加电场，保持常规电场风速，经计算，其电场断面积为25m²，电场数量为4个。这四种方案如下表：

根据上述比较，为确保除尘系统正常运行，排放稳定达标，本方案拟选择四电场静电除尘路线。

4.5工艺流程

在引风机的作用下，2条回转窑尾产生的废气先进入多级沉降室进行预处理后由进风管道进入WDJ25-4型静电除尘器进行净化。净化后的干净气体经引风机、消声器后排入砖烟囱。收集后的粉尘由除尘器灰斗经重锤式双层翻板阀卸出进入链式输送机至储灰斗内储存，并定期用小车运出。为避免卸灰时产生二次扬尘，在储灰斗卸灰处增设加湿装置以对粉尘进行加湿处理。同时，为防止二条回转窑同时处于高温或烘窑时温度高使静电除尘器极板受到伤害，因此在除尘器进风管道增设野风阀，当温度高于300℃时，该野风阀将自动打开，当温度低于设定值时，该野风阀将自动关闭。工艺流程图如下：

4.6处理效果

回转窑窑尾粉尘通过静电除尘器处理后，排放浓度<50 mg/Nm³，能够达到环保标准。

5袋式除尘器在回转窑窑尾粉尘治理的工程实例

5.1工程概述

攀枝花市红杉钒制品有限公司有1台回转窑、2台Ø1.5m球磨机，1台园库下料点和1台提升机给料口。这些设备在生产过程中会产生杨尘，影响职工作业环境和大气环境。

5.2设计思路

攀枝花红杉钒制品有限公司共有8个产尘点。这8个产尘源位置相对集中。治理该8个产尘点可采用2种治理工艺方案：一是回转窑尾采用静电除尘器来治理，同时对其他7个产尘点采用常温布袋除尘器来治理，共建2套除尘系统（简称2套除尘系统）。二是8个产尘点采用一套布袋除尘器来治理，回转窑尾的温度通过和其他产尘点烟气进行中和，能够达到布袋除尘器承受的温度，只建一套布袋除尘系统（简称1套除尘系统）。2种方案比较如下：

“一套系统”、“二套系统”比较表

从以上比较可看出，采用一套除尘系统将优于二套除尘系统方案。

5.3工艺流程

在引风机作用下,球磨机上料口、提升机进料口所产生的粉尘经吸尘罩,抽风干管与回转窑尾烟气充分混合降温后进入收尘器灰斗,尘气在灰斗速度降低,粗颗粒粉尘在重力作用下自然沉降在灰斗中,细粉尘向上进入收尘器过滤室,粉尘被阻隔在滤袋外表面,净气经布袋内进入收尘器上部净气箱汇入净气管道由引风机经排气筒排入大气。工艺流程图如下：

5.4处理效果

回转窑窑尾粉尘通过袋式除尘器处理后，排放浓度<20 mg/Nm³，完全能够达到环保标准。

6不同除尘设备处理回转窑窑尾粉尘特点分析

6.1电除尘器

（1）优点

1.    初期除尘效率与袋式除尘器不相上下，能捕集1μm以下的细微粉尘，但从经济方面考虑，一般控制一个合理的除尘效率。

2.    处理烟气量大，可用于高温（可高达400℃）、高压和高湿（相对湿度可达100%）的场合，能连续运转，并能实现自动化。

3.    具有低阻的特点，电除尘器压力损失仅200～300Pa。

（2）缺点

1.    设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，通常高压供电设备的输出峰值电压为70～100KV，故投资高。

2.    制造、安装和管理的技术水平要求较高。

3.    除尘效率受粉尘比电阻影响大，一般对比电阻小于10⁴～10⁵Ω·cm或大于10¹⁰～10¹¹Ω·cm的粉尘,若不采取一定措施,除尘效率将受到影响。

4.    对初始浓度大于30g/cm³的含尘气体需设置预处理装置。

5. 不具备离线检修功能，一旦设备出现故障，或者带病运行，或者只能停炉检修。

6.2袋式除尘器

（1）优点

1.    除尘效率高，可以永久保证粉尘排放浓度在20mg/m³以下。

2.    单元组合形式，内部结构简单、附属设备少，投资省，技术要求也没有电除尘器那样高，无须专设操作工。

3.    能捕集比电阻高，电除尘难以捕集回收的粉尘。

4.    袋式除尘器性能稳定可靠，对负荷变化适应性好，运行管理简便，特别适宜捕集细微而干燥的粉尘，所收的干尘便于处理和回收利用。

5.    能实现不停机检修，即离线检修。

6.    自动化程度较高，对除尘系统所有设备均设有检测报警功能，对操作人员要求较低、操作维护人员的劳动强度较低。

（2）缺点

1.    袋式除尘器用于净化含有油雾、水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求；

2.    袋式除尘器净化有爆炸危险或带有火花的含尘气体时需要防爆措施；

3.    用于处理相对湿度高的含尘气体时，需要采取保温措施（特别是冬天），以免因结露而造成“糊袋”；当用于净化有腐蚀性气体时，需要选用适宜的耐腐蚀滤料，用于处理高温烟气需要采取降温措施，将烟温降到滤袋长期运转所能承受的温度以下，并尽可能采用耐高温的滤料。

7回转窑窑尾粉尘治理设备选择

针对回转窑窑尾粉尘，由于粉尘温度较高，则可直接采用电除尘器进行处理；但如果要选择处理效果更好的袋式除尘器，则要进行粉尘的降温，通过野风成本较高，所以可以通过与其他产尘源（如配料系统粉尘）进行温度的中和，就能够满足布袋承受的温度（180℃），这样既处理了几个部分的粉尘，同时节约了降温的成本，对于经济和环境效益都有利。

所以在选择除尘设备，要考虑回转窑数量、粉烟尘性质、用地情况、污染源分布状况等来进行综合评价。

8结语

钒制品回转窑窑尾粉尘治理不容忽视，可以通过电除尘器和袋式除尘器进行处理，要根据不同的情况合理选择不同的除尘设备，结合回转窑数量、粉烟尘性质、用地情况、污染源分布状况等，在保证粉尘达标排放的前提下，以节约经济成本为辅，选择更为行之有效的除尘设备。

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