镍铁回转窑-干燥窑系统除尘工艺分析

寇向上,郭鹏飞

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

镍铁回转窑-干燥窑系统除尘工艺分析

寇向上,郭鹏飞

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

镍铁回转窑-干燥窑系统配套电除尘器负责捕集矿热炉、回转窑、干燥窑、热风炉等设备产生的烟尘，性质复杂多变，随各个工艺设备工况波动而波动的幅度较大，对除尘器要求较高。协调处理好生产工艺与除尘器运行效果的关系，才能确保整套生产系统经济高效地运行。

镍铁；回转窑；干燥窑；热风炉；电除尘器

引言

某公司镍铁回转窑-干燥窑冶炼项目采用国际领先的RKEF工艺。矿热炉规格33kVA；回转窑直径5m，窑尾进料，窑头喷煤燃烧并出料；干燥窑直径4.5m，头部进料，尾部出料。干燥窑通过热风炉喷煤燃烧产生的热量及矿热炉、回转窑烟气的热量来烘干原料，以满足工艺要求，即原料湿度从40%左右烘干至20%～23%。 配套除尘器采用鼠笼式结构，阳极采用下侧部单层振打，阴极采用侧部传动上下双层振打，输灰系统采用插板阀、星型卸灰阀、分刮板机、集合刮板机、斗提机、集中灰仓及气力输送等设备。除尘设备自2014年投运以来运行效果不佳，间断或持续冒白烟。其工艺流程如图1。

图1 工艺流程图

1 设备运行情况及除尘效果

（1）回转窑：窑速700～800rpm，最高950rpm；配料中焦丁配入量约占6%，焦丁粒径5～6mm，最大10mm；喷煤量约4.5t/h，存在燃烧不完全现象；下料湿度小于0.5%；下料量95～160t/h。

（2）干燥窑：为确保原料烘干，满足进料湿度约40%，出料湿度20%～23%的工艺要求，需保持窑尾温度约200℃。回转窑与干燥窑之间的热风炉是否喷煤燃烧由中控室按照工艺参数的需要灵活调节，热风炉喷煤量0.8～2t/h，燃烧室温度约880℃，混合室温度约590℃，下料量120t/h。

（3）电除尘器：干燥窑热风炉喷煤燃烧时电场运行电压较低，电流较高，存在反电晕现象。详细参数如表1，伏安特性曲线如图2，烟囱持续冒白烟，如图3；热风炉停止喷煤时运行电压维持在60kV左右，除尘效果较好，烟囱没有冒白烟现象；振打系统、加热系统及卸输灰系统均正常运行。

2 停机检查及原因分析

2.1 停机检查发现的问题

（1）承压绝缘子大面积出现裂纹甚至开裂，更换时发现承压绝缘子内表壁吸附大量炭粉，且有明显的爬电痕迹，如图4、图5。

表1 除尘器电场运行情况

图2 伏安特性曲线

图3 烟囱效果

图4 承压绝缘子裂缝

图5 内表壁积炭及爬电痕迹

（2）阴极线上的积灰颜色偏深，存在炭粉附着现象。

2.2 原因分析

（1）炭粉随烟气进入除尘器，并吸附在承压绝缘子内壁，导电击穿承压绝缘子。可能导致炭粉随烟气进入除尘器的有回转窑喷煤燃烧点及热风炉喷煤燃烧点，这两处均存在燃烧不完全现象。其中回转窑喷煤燃烧点离除尘器路径较远，未燃烧完全的炭粉在随烟气进入除尘器的过程中会继续燃烧消耗，对除尘器影响有限；热风炉喷煤燃烧点未完全燃烧的炭粉则大部分直接进入除尘器，对除尘器影响较大，不仅导致承压绝缘子大面积破裂，同时也会导致粉尘比电阻升高，产生反电晕，不利于收尘。

（2）热风炉结构工艺的差异性：热风炉燃烧室与混合室中间隔板开口位于上部，与喷煤点相邻，容易导致未完全燃烧的炭粉直接随干燥窑的烟气进入除尘器，甚至喷出来的部分煤粉未燃烧就被带入除尘器。国内成熟热风炉工艺的中间隔板都开在下部，这样有利于炭粉的完全燃烧和未燃烧炭粉的沉积。如图6、图7所示。

图6 现场实际开口位置

图7 正常工艺开口位置

3 针对性整改措施及效果

为解决承压绝缘子内壁的炭沉积及过多的炭粉进入除尘器的问题，分别进行了如下处理：

图8 聚四氟乙烯板隔尘装置

（1）承压绝缘子的下部增加聚四氟乙烯板隔尘装置，防止烟尘与承压绝缘子直接接触，避免炭粉吸附在其内壁。聚四氟乙烯隔尘装置如图8所示。

（2）为防止过多的炭粉进入除尘器，影响除尘器运行效果，将热风炉中燃烧室与混合室中间隔板开口改到下部，并严格控制运行过程中的喷煤量。

整改后的运行参数见表2，伏安特性曲线如图9所示。

表2 改造后的除尘器电场运行情况

图9 伏安特性曲线

整改后的电除尘器整体运行平稳，电压比整改之前明显提高，且较为稳定，不会因热风炉喷煤燃烧而波动。烟囱效果明显改善，解决了整改前持续冒白烟的问题。整改后的烟囱效果见图10。

整改后运行一段时间停机检查承压绝缘子，未发现其内壁有炭颗粒沉积，聚四氟乙烯板隔尘装置效果明显；极板极线上也未见明显的炭颗粒附着，说明未有大量的炭颗粒随烟气被带入除尘器。

4 展望

镍铁回转窑-干燥窑系统电除尘运行效果的好坏与工艺直接相关，除控制正常的窑速外，热风炉的结构、工艺也很重要，应采用成熟可靠的结构、工艺及喷煤制度。配套的电除尘器在结构上应最大限度地适应复杂多变的工艺及烟尘性质，阴极吊挂系统可以采用隔尘装置、微正压热风吹扫，在技术方向上可以尝试自动恒温、间隔可调、大流速主动清灰装置，彻底解决承压绝缘子内表面的积灰问题，保证除尘器长期可靠、经济高效地运行。

[1] 黎在时．电除尘器的选型安装与运行管理[M]．北京：中国电力出版社，2005．

[2] 寇向上，黄新杰．低能耗高可靠阴极吊挂清扫装置在电除尘器上的应用研究[J]．能源与环境，2015（1）．

[3] 黄星．浅谈影响烧结机头电除尘器运行效率的主要因素[J]．中国环保产业， 2012（6）．

Analysis on Dust Removal Technology of Ferronickel Rotary Kilns-Drying Kiln System

KOU Xiang-shang, GUO Peng-fei
(Fujian Longking Environmental Protection Co., Ltd, Fujian Longyan 364000, China)

The ferronickel rotary kilns-drying kiln system and ESP form a complete set to capture smokes and dusts produced in the production process of heat stove, rotary kilns, drying kiln and hot-blast stove. The smoke properties are complicated and variable, and with the fuctuation of the working condition of technological equipment, the scope of fuctuation is obvious and the requirements for dust collector are severe. The coordination and management of the relationship between the production technology and flter running effect can ensure a complete set of production system to operate economically and effciently.

ferronickel; rotary kiln; drying kiln; hot-blast stove; electrostatic precipitator

X701

A

1006-5377（2017）01-0042-03