淺談釩制品回轉窯窯尾粉塵治理

摘要：針對釩制品回轉窯窯尾粉塵治理，本文通過對釩資源、窯尾粉塵污染物進行概述，通過工程實例，重點剖析電除塵器和袋式除塵器治理回轉窯窯尾粉塵的優缺點，從而得出要根據不同情況選擇不同的除塵設備。

關鍵詞：釩制品；回轉窯；窯尾粉塵；除塵設備

1我國釩資源的開發利用概述

我國蘊藏著豐富的釩資源，據資料報道，比除中國外的世界儲量的總和還多。釩在自然界中相當分散，一般不會形成單獨礦床。中國的釩原料主要來自釩鈦磁鐵礦，通過高爐/轉爐工藝得到的釩渣，其次來自于石煤提釩。我國攀西地區釩鈦磁鐵礦資源分布集中，蘊藏量豐富。

釩主要應用于鋼鐵工業，釩在鋼中起細化鋼組織，提高晶粒粗化溫度，降低鋼的熱敏性的作用，并能增加鋼的淬透性及回火穩定性，改善鋼的強度和韌性。

2釩制品回轉窯窯尾粉塵

釩制品的生產主要通過回轉窯焙燒釩渣提取，包括五氧化二釩、三氧化二釩等。回轉窯以煤氣發生爐產生的熱煤氣為燃料對釩渣進行焙燒，在生產過程中，窯尾產生大量的煙塵和部分二氧化硫。

3釩制品回轉窯窯尾粉塵治理設備

眾所周之，除塵設備有重力沉降室、旋風除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器和袋式除塵器。前三者為低效除塵器，后兩者為高效除塵器。對于回轉窯窯尾粉煙塵治理來說，國內外企業根據各自情況，一般采用高效靜電除塵器和高效脈沖袋式除塵器。粉煙塵經這兩種設備治理后，均能達到國家環保排放標準（≤50mg/m³）。

4靜電除塵器在回轉窯窯尾粉塵治理的工程實例

4.1工程概述

云南華云釩業有限公司4000噸/年五氧化二釩項目擬在云南省玉溪市研和鎮工業園建廠。該公司的回轉窯在生產過程中，窯尾產生大量的煙塵和部分二氧化硫，建成后，若不治理，將對周邊地區造成嚴重的環境污染。

4.2煙氣性質

回轉窯以煤氣發生爐產生的熱煤氣為燃料對釩渣進行焙燒產生的煙氣，其煙氣量約為60000m³/h（兩條生產線），由于煤氣發生爐采用的是環保型煤氣發生爐專用型煤或優質無煙煤，因此，煙氣中的主要污染因子為煙塵和SO₂，處理后廢氣，通過50m高的煙囪排放。

4.3含塵氣體溫度

回轉窯正常生產時，冷煙室出口煙氣溫度200～250℃。此溫度的時間約占整個生產時間的90%，烘窯時，煙氣溫度400～500℃，每二個月2～3次，每次時間約6～10小時。

4.4設計思路

華云釩業公司現有2條回轉窯，窯尾廢氣共用一個沉降室后，經高效除塵器凈化后由引風機排出。其進入除塵器的煙氣溫度在170-350℃間，其煙氣量為60000m³/h。如采用布袋除塵器，則要對煙氣進行降溫，其方法可采用多管冷卻器降溫，也可采用加冷風降溫。如采用多管冷卻器降溫，則需增加60萬元的費用。如采用冷風降溫，則其處理煙氣量將達到130000m³/h。如采用靜電除塵器，為了確保50mg/Nm³的排放濃度，也可采用兩種方案，一是增大電場斷面積，降低電場風速，保持三個電場，經計算，其電場斷面積為：30m²，電場數量為三個；二是采用增加電場，保持常規電場風速，經計算，其電場斷面積為25m²，電場數量為4個。這四種方案如下表：

根據上述比較，為確保除塵系統正常運行，排放穩定達標，本方案擬選擇四電場靜電除塵路線。

4.5工藝流程

在引風機的作用下，2條回轉窯尾產生的廢氣先進入多級沉降室進行預處理后由進風管道進入WDJ25-4型靜電除塵器進行凈化。凈化后的干凈氣體經引風機、消聲器后排入磚煙囪。收集后的粉塵由除塵器灰斗經重錘式雙層翻板閥卸出進入鏈式輸送機至儲灰斗內儲存，并定期用小車運出。為避免卸灰時產生二次揚塵，在儲灰斗卸灰處增設加濕裝置以對粉塵進行加濕處理。同時，為防止二條回轉窯同時處于高溫或烘窯時溫度高使靜電除塵器極板受到傷害，因此在除塵器進風管道增設野風閥，當溫度高于300℃時，該野風閥將自動打開，當溫度低于設定值時，該野風閥將自動關閉。工藝流程圖如下：

4.6處理效果

回轉窯窯尾粉塵通過靜電除塵器處理后，排放濃度<50 mg/Nm³，能夠達到環保標準。

5袋式除塵器在回轉窯窯尾粉塵治理的工程實例

5.1工程概述

攀枝花市紅杉釩制品有限公司有1臺回轉窯、2臺?1.5m球磨機，1臺園庫下料點和1臺提升機給料口。這些設備在生產過程中會產生楊塵，影響職工作業環境和大氣環境。

5.2設計思路

攀枝花紅杉釩制品有限公司共有8個產塵點。這8個產塵源位置相對集中。治理該8個產塵點可采用2種治理工藝方案：一是回轉窯尾采用靜電除塵器來治理，同時對其他7個產塵點采用常溫布袋除塵器來治理，共建2套除塵系統（簡稱2套除塵系統）。二是8個產塵點采用一套布袋除塵器來治理，回轉窯尾的溫度通過和其他產塵點煙氣進行中和，能夠達到布袋除塵器承受的溫度，只建一套布袋除塵系統（簡稱1套除塵系統）。2種方案比較如下：

“一套系統”、“二套系統”比較表

從以上比較可看出，采用一套除塵系統將優于二套除塵系統方案。

5.3工藝流程

在引風機作用下,球磨機上料口、提升機進料口所產生的粉塵經吸塵罩,抽風干管與回轉窯尾煙氣充分混合降溫后進入收塵器灰斗,塵氣在灰斗速度降低,粗顆粒粉塵在重力作用下自然沉降在灰斗中,細粉塵向上進入收塵器過濾室,粉塵被阻隔在濾袋外表面,凈氣經布袋內進入收塵器上部凈氣箱匯入凈氣管道由引風機經排氣筒排入大氣。工藝流程圖如下：

5.4處理效果

回轉窯窯尾粉塵通過袋式除塵器處理后，排放濃度<20 mg/Nm³，完全能夠達到環保標準。

6不同除塵設備處理回轉窯窯尾粉塵特點分析

6.1電除塵器

（1）優點

1.    初期除塵效率與袋式除塵器不相上下，能捕集1μm以下的細微粉塵，但從經濟方面考慮，一般控制一個合理的除塵效率。

2.    處理煙氣量大，可用于高溫（可高達400℃）、高壓和高濕（相對濕度可達100%）的場合，能連續運轉，并能實現自動化。

3.    具有低阻的特點，電除塵器壓力損失僅200～300Pa。

（2）缺點

1.    設備龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設備，通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為70～100KV，故投資高。

2.    制造、安裝和管理的技術水平要求較高。

3.    除塵效率受粉塵比電阻影響大，一般對比電阻小于10⁴～10⁵Ω·cm或大于10¹⁰～10¹¹Ω·cm的粉塵,若不采取一定措施,除塵效率將受到影響。

4.    對初始濃度大于30g/cm³的含塵氣體需設置預處理裝置。

5. 不具備離線檢修功能，一旦設備出現故障，或者帶病運行，或者只能停爐檢修。

6.2袋式除塵器

（1）優點

1.    除塵效率高，可以永久保證粉塵排放濃度在20mg/m³以下。

2.    單元組合形式，內部結構簡單、附屬設備少，投資省，技術要求也沒有電除塵器那樣高，無須專設操作工。

3.    能捕集比電阻高，電除塵難以捕集回收的粉塵。

4.    袋式除塵器性能穩定可靠，對負荷變化適應性好，運行管理簡便，特別適宜捕集細微而干燥的粉塵，所收的干塵便于處理和回收利用。

5.    能實現不停機檢修，即離線檢修。

6.    自動化程度較高，對除塵系統所有設備均設有檢測報警功能，對操作人員要求較低、操作維護人員的勞動強度較低。

（2）缺點

1.    袋式除塵器用于凈化含有油霧、水霧及粘結性強的粉塵時對濾料有相應要求；

2.    袋式除塵器凈化有爆炸危險或帶有火花的含塵氣體時需要防爆措施；

3.    用于處理相對濕度高的含塵氣體時，需要采取保溫措施（特別是冬天），以免因結露而造成“糊袋”；當用于凈化有腐蝕性氣體時，需要選用適宜的耐腐蝕濾料，用于處理高溫煙氣需要采取降溫措施，將煙溫降到濾袋長期運轉所能承受的溫度以下，并盡可能采用耐高溫的濾料。

7回轉窯窯尾粉塵治理設備選擇

針對回轉窯窯尾粉塵，由于粉塵溫度較高，則可直接采用電除塵器進行處理；但如果要選擇處理效果更好的袋式除塵器，則要進行粉塵的降溫，通過野風成本較高，所以可以通過與其他產塵源（如配料系統粉塵）進行溫度的中和，就能夠滿足布袋承受的溫度（180℃），這樣既處理了幾個部分的粉塵，同時節約了降溫的成本，對于經濟和環境效益都有利。

所以在選擇除塵設備，要考慮回轉窯數量、粉煙塵性質、用地情況、污染源分布狀況等來進行綜合評價。

8結語

釩制品回轉窯窯尾粉塵治理不容忽視，可以通過電除塵器和袋式除塵器進行處理，要根據不同的情況合理選擇不同的除塵設備，結合回轉窯數量、粉煙塵性質、用地情況、污染源分布狀況等，在保證粉塵達標排放的前提下，以節約經濟成本為輔，選擇更為行之有效的除塵設備。

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