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2015年12月26日，白鸽集团有限责任公司委托我公司生产的1×5000KVA及1×10000KVA棕刚玉冶炼倾倒炉配套高温烟气除尘工程进行设计、制作、安装及调试。截止目前该工程已顺利完工，经调试后运行正常。
古县白鸽森润磨料磨具有限公司新上棕刚玉冶炼炉除尘项目，包括为1台5000KVA及1台10000KVA倾动式棕刚玉冶炼炉配置消烟除尘系统。
基本情况：
我国棕刚玉年生产能力已超过350万吨,年产量约150万吨。冶炼棕刚玉时，烟尘的排放浓度很高。经测定,一台5000kVA冶炼炉在刚玉冶炼中,烟尘浓度为1553mg/m3。
按刚玉年产量估算,我国每年向大气排放的刚玉烟尘量约8～11万吨。棕刚玉倾动式冶炼炉的设计烟气出口温度350℃，5000KVA冶炼炉工况烟气流量为98000m3/h ，10000KVA冶炼炉工况烟气流量为165000m3/h ，烟气黑度：格林曼2～4级，排放烟气含尘量大于1500mg/m3，无法达到环保排放标准。
棕刚玉生产是以铝矾土为原料,以优质无烟煤和铁屑为主要配料,在电弧炉内经2050℃高温冶炼而成。棕刚玉冶炼环节烟尘来源主要有两部分，(1)、冶炼过程中产生的烟尘；(2)、冶炼完成后倒炉环节产生的烟尘，此环节烟气具有溢出速度快、温度高等特点。
棕刚玉冶炼烟气粉尘特性如下表：
表1 烟气组成 质量百分比％
成 份 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | K2O | CaO | MgO | C |
含 量 | 35.85 | 4.43 | 25.77 | 20.33 | 1 | 0.5 | 0.93 |
表2 烟尘粒径分布组成 质量百分比％
粒径（μm） | < 1 | 1～3 | 3～6 | 6～10 | 10～15 | 15～20 | >20 |
含 量 | 32.29 | 20.68 | 9.68 | 2.98 | 1.93 | 3.34 | 5.19 |
由以上分析可以看出刚玉冶炼时产生烟尘的主要特点为：
※ 烟尘粒度细，吸附力强
烟尘粒径在10μm以下占多数。由于尘粒细，比表面积大，吸附力强；
※ 温度高，治理难度大
烟气温度一般为300～1000℃，烟气温度波动性大，对降温系统有特殊要求。
※ 烟气的阵发性强，无组织排放多
冶炼时工艺步骤较多，其烟气的产生具有阵发性，而且随着冶炼过程的不同，散发烟气量也不同，波动极大。烟气高发期如果除尘系统配置偏小的话，烟气会从电极孔及炉门位置溢出，形成无组织排放。
※ 粉尘成分复杂
刚玉冶炼时烟尘的主要成分为Al2O3占25％、SiO2占35％、K2O占20%；
工艺流程
设计烟气温度为350℃，高于滤筒式除尘器的稳定工作温度（低于135℃），故烟气无法直接引入除尘器，需先进行降温后进行除尘。高温烟气从炉顶吸尘罩先经机力冷却降温装置，进行降温及大颗粒粉尘的预处理，将烟气温度降低，然后再进入滤筒除尘器进行二次除尘。
粗颗粒粉尘在机力降温装置时，由于重力、惯性力等作用粗粒粉尘留在降温装置的灰斗内，而那些超细粉尘在进入滤筒式除尘器时被过滤下来，干净空气由引风机引出排放。
本系统选用脉冲式滤筒除尘器，除尘器净化效率＞99.6%，除尘后烟尘排放浓度低于50 mg/m3，烟气黑度林格曼0级。清灰方式设定为分室离线自动循环清灰，烟气进入除尘系统前采用机力冷却器捕集火花、降低温度并收集一部分粉尘。控制系统结合冶炼工艺采用手动控制变频器工作来达到节能目的。
针对倒炉时产生的高温烟气，拟增加一台辅助风机，为控制成本不再增设除尘器，靠短时间内提高滤布的过滤风速来提高抽风量，原则上辅助风机开启后除尘器滤布的过滤风速不超1.2m/min，两台炉子同时出炉的偶然情况，本方案暂不作考虑。
5000KVA棕刚玉冶炼炉除尘器设计参数如下：
项目 | 名称 | 单位 | 参数 |
处理烟气量 | Q | M3/h | 113000 |
电机功率 | KW | 250 | |
风机型号 | Y5-51 NO 15D | ||
烟气进口温度 | T | 。C | <130 |
进口含尘浓度 | C’ | g/Nm3 | ~24.66 |
出口含尘浓度 | C’ | mg/Nm3 | <50 |
除尘器效率 | % | 大于99.8 | |
除尘器阻力 | Pa | <1500 | |
除尘器漏风率 | % | <2 | |
除尘器耐压强度 | K | KPa
| -6～+6 |
过滤速度 | V | m/min | 0.62 |
总过滤面积 | F1 | M2 | 3528 |
有效过滤面积 | F2 | M2 | 3024 |
滤筒材质 | / | 防水防油腹膜聚酯纤维（过滤精度＜1微米） | |
滤筒规格 | D*L | Mm | 325*1250 |
滤筒数量 | N | 个 | 252 |
控制方式 | PLC控制喷吹，变频控制启动 | ||
清灰方式 | / | 高压逆喷脉冲清灰 | |
压缩空气压力 | P | MPa | 0.45~0.65 |
降温方式 | 强制机力风冷列管降温 | ||
压缩空气耗量 | G | M3/min | ~2.5 |
10000KVA棕刚玉冶炼炉除尘器设计参数如下：
项目 | 名称 | 单位 | 参数 |
处理烟气量 | Q | M3/h | 183000 |
电机功率 | KW | 355 | |
风机型号 | Y6-51 NO 18D | ||
烟气进口温度 | T | 。C | <130 |
进口含尘浓度 | C’ | g/Nm3 | ~24.66 |
出口含尘浓度 | C’ | mg/Nm3 | <50 |
除尘器效率 | % | 大于99.8 | |
除尘器阻力 | Pa | <1500 | |
除尘器漏风率 | % | <2 | |
除尘器耐压强度 | K | KPa
| -6～+6 |
过滤速度 | V | m/min | 0.67 |
总过滤面积 | F1 | M2 | 5040 |
有效过滤面积 | F2 | M2 | 4536 |
滤筒材质 | / | 防水防油腹膜聚酯纤维（过滤精度＜1微米） | |
滤筒规格 | D*L | Mm | 325*1250 |
滤筒数量 | N | 个 | 360 |
控制方式 | PLC控制喷吹，变频控制启动 | ||
清灰方式 | / | 高压逆喷脉冲清灰 | |
压缩空气压力 | P | MPa | 0.45~0.65 |
降温方式 | 强制机力风冷列管降温 | ||
压缩空气耗量 | G | M3/min | ~2.5 |
