窑尾废气处理系

窑尾废气处理系————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：窑尾废气处理系统窑尾废气处理系统是指预热器的废气处理、废气利用系统，当然也包含窑尾旁路放风系统。

一、旁路放风系统旁路放风系统作用是为了适应高碱原、燃材料或生产低碱水泥的需要。

预热器窑即采用了旁路系统，其方法就是在窑尾烟室与五级旋风筒下料口上，安装旁路放风系统，放出部分窑气和粉尘，从而减少系统内碱、氯、硫的含量，缓和预热器结皮和堵塞旁路系统。

由于预分解窑只有40%左右的燃料在窑内燃烧，窑气中的碱、氯、硫的含量比预热器窑高一倍以上，所以其放风效率比预热器窑高。

旁路放风系统如图所示，窑中部分或全部窑气从尾部烟室抽出，混入冷空气或喷入雾化水使之急速冷却，窑气中的碱、氯等低融物质被凝固下来。

混合气体再经调质处理后进入收尘器，净化后经排风机排出，而收集下来的灰尘，根据其成分特性，可用于肥料、铺路或它用。

对于旁路放风系统，不仅损失部分烟气的热能和料粉，并还要增添一系列设备，增加系统电耗、一次性投资、设备维护工作量等，所以是否采用旁路放风，其放风比率是多少，应视原、燃材料中碱、氯、硫的含量及熟料对碱含量的限制要求而定。

在一定的原、燃料和正常操作的条件下，如果既要求降低熟料碱、硫或氯含量，又要求避免预热器结皮堵塞，那么只有采用旁路系统排出一部分碱、硫或氯，从而破坏他们在系统内的循环。

因此，通过采取旁路放风系统窑外分解窑，可以使用更多的原、燃材料来生产水泥熟料。

二、出预热器的废气处理系统我国目前新型干法水泥生产企业，大多不带旁路放风系统，对于不带旁路放风系统废气处理的工艺设备主要有增湿塔、高温风机、废热利用设备系统、收尘器及后排风机等，而这些系统设备中风机及废气余热利用在实际生产中影响调整的因素不太多，为了更好了解其窑尾工艺实质，选择增湿塔、电收尘器、高温风机、喷雾系统等设备进行分析。

1、出预热器废气处理的工艺布置对于没有旁路放风工艺的窑尾系统的工艺布置一般有以下两种，如图AB我国大多数水泥企业窑尾工艺布置如图A，少部分企业窑尾工艺布置如图B。

这两种工艺布置比较相似，所不同的是图A增湿塔在高温风机后、收尘器之前（简称增湿塔后置），图B 增湿塔在窑尾预热器之后、高温风机之前（简称增湿塔前置）。

因此，分析窑尾工艺布置的优缺点，只需分析增湿塔与高温风机布置位置的优缺点即可。

1、图B工艺布置的优点1）大大改善窑尾高温风机的工作条件窑尾高温风机是烧成系统的关键设备，它的工作状况直接关系到整条生产线产量和水泥熟料质量以及系统的稳定。

在实际生产中，高温风机故障率比较高。

出预热器废气首先经过增湿塔，增湿塔将废气温度由360-400℃降低到300℃以下，减少废气高温对风机的影响，同时减少通风体积，降低风机负荷。

另外，废气中含有较多粉尘，通过增湿塔将一部分粉尘收集下来，减少风机风叶结灰和磨损，风机叶轮失衡的隐患大大减少，从而提高风机的工作可靠性和使用寿命。

而采用图A布置，当预热器出口废气温度超过高温风机使用温度上限时，只有通过冷风阀加入冷风来降温，不仅降温效果不理想，而且由于增大了风量，从而也增加了高温风机及其窑尾设备的工作负荷。

2）减短窑尾管道通常增湿塔高度在40m以上，将增湿塔紧贴预热器框架，使预热器一级旋风筒直接与增湿塔相接，从而减短窑尾管道（如1000t/d熟料生产线，预热器顶部标高超过70m，只需30m 左右的管道，便可与风机相联）。

同时，因窑尾管道减短，减少管道上膨胀节和框架上的混凝土支撑，降低生产线投资。

3）增湿塔更容易操作由于增湿塔一般是通过控制增湿塔出口温度来调节喷水量的，如图A布置，原料磨或煤磨启动时，增湿塔入口废气突然减少，增湿塔喷水量往往由于不能及时调整，水雾不能完全蒸发，可导致湿底，造成排灰堵料或湿料进入均化库，而影响均化。

采用图B布置，增湿塔入口废气量和温度相对稳定，只要增湿塔本身不出故障就不会出现湿底现象。

且增湿塔入口与预热器一级旋风筒之间的风管有一段较长的直段，增湿塔入口不需设置导流板就能使增湿塔内气流均匀分布。

4）其他方面采用图A布置的多数生产线，因工艺布置原因，增湿塔距预热器塔架较远，增湿塔需单独设置爬梯。

图B的增湿塔紧靠预热器塔架后，可以从塔架直接步入增湿塔平台，增湿塔本体不必另设爬梯，不仅减少增湿塔制造安装费用，而且增强增湿塔平台检修人员的安全感。

另外由于增湿塔与预热器共用楼梯，岗位巡检工在巡检时能做到一举两得，减少巡检工的劳动强度。

2、图B布置的缺点首先，这种布置给烧成系统增加了一个环节，当窑内煅烧不正常或不理想时，往往要调整窑尾风机风量，风机调整后烧成系统反应时间相对加长，从而稍微延缓调整时间。

其次，该布置塔内负压通常达到6000Pa以上，增湿塔排灰装置、检修门、喷水系统喷嘴与壳体结合处及各连接法兰等环节漏风必然增加，势必影响烧成系统操作稳定性。

其三，对废气利用来讲，由于废气出预热器增湿塔后，温度降低、湿度增加，对原料和煤粉烘干不利，特别是连续阴雨季节烘干物料要受到影响，因此，该工艺布置的生料磨选型要结合当地气候特点选用合适的磨机种类。

另外，当增湿塔喷水量发生微小的波动，也会对烧成系统略有影响。

以上是对窑尾工艺布置作了简单的比较分析，对具体的某个企业，由于工艺布置已定型，因此，只有掌握其内在联系，才能在生产中发现问题时，能做到准确分析原因及时进行处理。

2、增湿塔随着干法悬浮预热器窑的发展，随之带来的高温、高浓度废气净化问题，就显得十分突出。

实践表明，如果将窑尾的烟气直接通入电收尘器，其操作电压仅能升高20—22kv，收尘器由于严重的反电晕现象而使收尘效率仅能达到70%—76%左右。

为了提高电收尘器的收尘效率，必须对烟气进行调质，使烟气中的粉尘比电阻降到1011Ω·cm以下，以消除电收尘器的反电晕。

增湿塔降温我国第一台增湿塔于1970年在太原水泥厂进行了使用，经过30多年的发展；全国的干法窑尾基本上都使用了增湿塔，对提高干法窑收尘器的性能起着积极作用。

干法回转窑采用的增湿塔大体上有两种形式，一种为普通的增湿塔，根据气体运动方式又可分顺流与逆流两种形式；另一种为套筒式增湿塔，但采用的并不多，国内水泥企业大多采用普通顺流增湿塔。

从使用情况可看出普通型的增湿塔结构简单、布置方便、气体阻力小，但最大的缺点是塔内结块或湿底，若喷水量较少，废气温度降不下来，增湿降温效果差。

当喷水过量或是雾化不好时，较大的水滴与粉尘结合而沉降下来形成湿料。

特别是在保温不良的情况下，蒸汽在塔壁结露，水与粉尘结合而形成湿泥巴块，严重时影响生产。

困此，在比较寒冷的地区采用普通型的增湿塔是有一定困难的。

套筒式增湿塔由于在套筒中流动着的热气体的保温，不论在什么寒冷的地方都不会出现结露问题，同时由于内筒壁面温度较高，即使水滴在壁上，也会很快汽化而不致于顺壁流下来。

另外含尘气体在通过套筒后，由于断面的突然扩大和气流改变运动方向，部分粉尘会被分离出来，含尘较少的气流在进入内筒之后才被喷水增湿，这就减少了湿物料沉下来的可能，可见其优点是很明显的。

但是套筒式增湿塔流体阻力大，外形尺寸也较大。

普通型增湿塔的结构比较简单，如图所示，由进出风口、导流板、均风板、壳体、排灰系统、供水及自控系统组成。

高温烟气由顶部进入（如进口为直管，可不设导流板），经两道均风板使气流沿塔断面分布更均匀。

水在高压下以雾状从喷嘴喷入塔内，细小的水滴与高温烟气接触并进行强烈的热交换，最后变为水蒸气。

烟气中的粉尘颗粒表面吸附水较大的颗粒在重力和惯性力的作用下沉降到塔底，由排灰系统排出，混合气体由出风口排出，此时的混合气体比电阻值下降至1011Ω·cm以下，温度也下降了很多，能很好地满足电收尘器及袋收尘器的要求。

套筒式增湿塔结构如图所示，废气经外筒与内筒之间的空间向下运动，再进入内筒，被由中部安装的喷嘴喷出的雾化水增湿，由出口排出。

废气中的尘粒，部分沉落于塔底卸出混入生料。

雾化水系统电收尘器的收尘效果除自身原因外，跟增湿塔处理废气能力有很大关系。

干法窑要求增湿塔出口废气温度在130-170℃之间，粉尘比电阻在104-1011之间。

以上参数又跟增湿塔内雾化水枪的雾化效果有直接关系，所以说雾化水枪是增湿塔的心脏。

国内增湿塔用雾化水枪有5种：1、压力在7-7.5MPa直喷式水枪，用注射泵。

2、压力在3-4MPa回流压差裂变式水枪，用离心泵。

成都院、合肥院、南京院、天津院现在用。

这种枪有两种版本：一是日本型，一是鲁奇型，原理一样。

3、南京化工大学陶瓷喷枪，压力在1.6MPa，用注射泵。

4、超声波雾化器。

5、大连电子研究所单眼喷枪。

回流式喷枪作用和使用特点回流压差裂变式水枪为复眼喷雾，覆盖面广，雾化机理比较科学，雾化效果好。

最近几年受到广泛运用，本项目采用该水枪。

（一）、喷枪及雾化片作用当用新型干法旋窑（转窑）生产水泥时，需用喷枪及其附件雾化片。

喷枪及雾化片作用是将高压水雾化，使水珠颗粒直径为0.2mm-0.3mm，在增湿塔内喷出，以增加生料粉尘湿度，使含尘烟气温降低到150℃-180℃，使粉尘比电阻下降到适当数值，使干粉尘比率下降，从而给收尘设备创造良好的工作条件，提高收尘效果，达到回收生料和减少环境污染的目的。

（二）、喷枪及雾化片使用特点1、不缠胶带不滴水保证喷枪在使用过程中不漏水（外泄漏），对安全生产，保护设备正常工作具有十分意义。

采用高技术生产工艺，使各零件之间具有良好的密封性，做到在不缠胶带的条件下，保证不漏水。

2、雾粒直径小，手感柔性好回流式喷枪可使水珠颗粒直径小于0.2。

喷枪喷出水雾后，如用手触挡时，会感到柔软似棉花。

雾粒越小，与粉尘接触机率越高，粉尘温度均匀性越好、干粉尘比率起小、降温度效果越好、用水量也随之减。

水珠颗粒直径大小是衡量雾化效果好坏的重要指标之一。

3、喷射角度大，自动控制灵回流式喷枪在正常工作压力（30kg/cm2左右）下，喷射角达到120º。

由于喷枪各零件尺寸精度高，匹配合理，形位误差小，具有良好的密封条件，排除了内泄漏的可能性，因此可以通过改变回水压力大小，达到改变水雾浓度（即喷水量），本项目采用变频调速控制喷水量。

适时调节增湿塔内粉尘出口温度和湿度以满足收尘设备的要求，这是衡量雾化效果的又一指标。

（三）、喷枪喷雾工作原理喷枪将高压水喷成雾状是由于膨胀扩散作用、旋流离心作用及流体与空气幕墙碰撞作用的综合结果。

喷枪进水压强为4MPa（40kg/cm2），经喷咀颈部（长度约1mm）进入负压的增湿塔内腔，由于在极短时间内，压强突然由40kg/cm2变为负压，这种受高压的液体（或气体）突然以大压差减压进入空气中时，就会造成体积突然膨胀和扩散。