新型水泥立窑水除尘技术和设备的技术研究刘建寿马利民李洪波张煜（洛阳工业高等专科学校机械工程系，洛阳471003）（河南省机电行业情报标准信息中心，郑州450002）水除尘存在的烟气倒烟、污水二次污染、难达标排放等问题。同时介绍了系统中各设备的结构和工作原理。

　　创新项目：河南省重点技术创新项目（2002年57）面的研究工作。Email 1前言目前全国水泥78%为立窑生产111，立窑烟气具有排放量大、粉尘含量高、温度高、湿含量高以及气体状况波动大的特点。立窑烟气量为35000~60000m/h烟气粉尘含量为1（通常为5gm3）烟气温度为50 ~200窑况不正常时更高；烟气湿含量一般为5% ~1Q%，底火拉深时湿含量高达20%；由于烟气含湿量高，立窑烟气的露点达到40 ~55C，甚至高达77烟气粉尘较粗，浅暗火操作时大于40rtm的粉尘占50%，暗火操作时大于40rtm的粉尘占45%；烟气状况随立窑的操作和原料频繁变化，速度快，幅度大1231.水泥立窑除尘一直是水泥行业难以解决的问题，目前立窑除尘设备有降尘室、袋式收尘器、电收尘器、水收尘器。降尘室收尘器工艺简单，运行费用低，运行可靠，但收尘效率低，一般只有40%~70%.袋式收尘器在烟气温度高时容易烧袋，湿度大时容易糊袋，C占地面积大1投资大运运行费用高，电耗高。电收尘器由于烟气状况变化大，在结露时爬电严重，电极粘灰影响收尘效率，电极易腐蚀，占地面积大难以安装布置，使电收尘器在立窑上难以稳定运转。

　　立窑水收尘器具有工艺简单、投资小、运行费用低的特点，但水收尘器都存在烟气倒烟、难达标排放以及污水二次污染问题。

　　排烟问题：水收尘器的喷淋水加了烟气排放阻力，使立窑烟气产生倒烟，喷水量越多，倒烟越严重，一方面限制了喷水量，使烟气排放难以达标；另一方面造成立窑窑面工作台操作环境恶劣，工人C0中毒事故经常发生。

　　达标排放问题：水收尘器的喷淋塔是依靠有大量液滴组成的水幕收尘的，由于立窑倒烟问题，使喷水量限制在约3t/h左右，立窑烟气难以达标排放。

　　污水二次污染问题：污水处理常采用沉淀池和螺旋式捞泥机，占地面积大，工人劳动强度大，细小粉尘难以从水中分离，二次污染大。

　　2新型水泥立窑水除尘器系统组成及工作原理21系统组成及工作原理该系统安装在Y2.75mX10m的水泥立窑上，该立窑熟料产量为9.86t/h风量为47200m3/烟气初始温度为95 Q烟气初始含尘浓度为2.73gm3，系统阻力为270Pa系统工艺流程简图如所示，该系统由除尘塔、灰水分离器、高温轴流风机、清水箱、水位计和自吸泵等组成。

　　含尘气体在低压高温轴流风机的作用下，从切向进入除尘塔，气体遇到水雾加重量，在离心力和重力的作用下沉积到除尘塔壁，气体经喷淋雾化水多次喷淋后，达标烟气排入大气；甩向器壁的粉尘被水膜收集冲下，防止二次飞扬。除尘塔排出的灰水悬浮液流入灰水分离器，灰水分离器浓缩灰水悬浮液，高浓度悬浮液入双轴搅拌机使用，澄清的水入清水箱。由水位计控制管道泵和自吸泵的工作，若水位高于最高水面，关闭管道泵，只有自吸泵工作；若水位低于最低水位，关闭自吸泵，只有管道泵工作；正常工作下，入水与出水可调为平衡，保证管道泵和自吸泵都在工作。从清水箱抽出的清水经自吸泵喷入除尘塔。整个系统由自动控制装置自动控制。

　　22除尘塔工作原理如所示，含尘气体在低压大风量轴流风机的作从切向进碰尘塔，M设置数排喷嘴（喷嘴压力为0.25 ~0.3MPa）水滴在重力和喷射气流作用下向下运动，与含尘气体的方向相反。气体进入后，首先遇到喷淋水，粗颗粒粉尘受水加重量，在旋转离心力的作用下完成旋风收尘；较细颗粒在上升过程中，受到喷淋水反复喷淋，被水滴吸附，在重力及离心力双重作用下，粉尘降到除尘塔壁；甩向器壁的粉尘被水膜冲下，避免了二次飞扬。气体经多次洗涤达到排放标准后从除尘塔排走。

　　除尘塔除尘用水滴作为捕尘体，为了提高捕尘效率，特别是惯性捕尘效率，需要提高水滴与气流的相对速度，减小水滴的尺寸，提高喷水量。烟气与水滴逆流运动，水滴在高压下喷出，提高了水滴与气流的相对速度。根据国外Staimand得出的水滴直径与碰撞效率的关系，水滴直径在500惯性碰撞的效率最高且对效率变化影响最小141，可以认为在喷淋塔中，不需要非常细的雾滴。在系统中由于采用了高温轴流风机，喷水量达15t/h远高于过去水除尘喷水量。

　　所示为该系统采用的碗形喷嘴，它外壳内有一带螺旋沟槽的芯子，水通过沟槽时，产生旋转力，当通过缩口时，旋转力逐渐加强，水离开喷口时形成中4丨避免与高温烟气接触。ca风机轴承在高温下连续运blishin筑工业出。版社淑320.空的锥形水伞，水再于空气冲击分散成水滴。其特点是幕的屏蔽力强，边部丰满度高，喷射角较大，喷出的水流对周围气体影响剧烈，容易与气体混合。

　　23灰水分离器工作原理所示为灰水分离器，由进水箱、水流导向管、灰水分离池、耙子、溢流槽、污水口和清灰管组成。电机通过主轴带动耙子旋转。污水由进水筒进入水流导向管，水流在水流导向管由上向下运动，在底部水流由下返上时，水流速度减小，较大颗粒粉尘在惯性力和重力作用下沉入底部。向上水流由于灰水分离池空间大，水流速度很小，在重力作用下又沉降下部分粉尘。水到达灰水分离池顶部后，由灰水分离池顶部周边的水孔溢流流出，经溢流槽汇聚排出；在耙子的旋转作用下，沉入底部的粉尘由带刮刀的耙子刮到污水口，从污水口流出后进入搅拌机。若污水口堵塞可开启清灰管由清水冲洗。灰水分离器主轴转速0.1r/nin水中的粉尘去除率达到99%.行，所以轴承的润滑和冷却就显得非常重要，在结构上要保证轴承的可靠润滑和密封，设置冷却水套，通水降低轴承的温度。为清除叶片上的积尘，在机壳上对应风机叶片处开设清理口，用铲子定期清理风机叶片上的积尘。

　　3结论研制的新型机立窑水除尘设备在水泥厂使用后，整个设备运转正常，新技术和设备达到较好效果。喷淋塔采用逆流原理，喷水量大且可根据需要进行调节，碗形喷嘴使水雾化，减小了水滴尺寸，提高了除尘效率，新设备净化后粉尘排放浓度为120mgm12，单位水泥熟料排放粉尘量为0.574kg/t在1996年国家水泥厂大气污染物排放标准中，水泥立窑最大排放浓度150mg/m3，单位水泥熟料最大排放量0. /t由此可见，该设备排放浓度和吨产品污染物排放量都达到国家立窑排放标准。灰水分离技术使部分污水循环利用，部分污水入生料预加水成球工艺利用，解决了污水二次污染问题。研制的低压大风量高温轴流风机解决了烟囱倒烟问题。自动检测装置保证水除尘安全运转，不需专人看管。设备总装机容量小于12lkW功率消耗低。该设备造价低，维护费用低，用于水泥厂每台立窑年回收粉尘约700t为水泥厂收节支。