1、礦渣粉磨系統(tǒng)含塵廢氣的特性

為了更好地發(fā)揮礦渣的潛能，需要將礦渣磨細。從《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》(GB/T18046-2000）標準來看，只要將礦渣比表面積控制在420～450m2/kg，即可滿足標準中S95級要求。這樣不但滿足了水泥制造廠提供42.5～52.5級礦渣水泥（礦渣摻量30%～50%）的要求，又滿足了預(yù)拌混凝土公司配置大于C60混凝土的要求。根據(jù)現(xiàn)有的裝備情況，可采取立式磨、輥壓機、球磨機、振動磨四種終粉磨工藝，或者采用立式磨+球磨機、輥壓機+球磨機的聯(lián)合粉磨工藝。近年來，采用立式磨生產(chǎn)礦渣微粉的終粉磨工藝為普遍且發(fā)展迅速。

2、礦渣粉磨系統(tǒng)的廢氣一般具有如下特點：

（1）粉塵顆粒細。磨細礦渣微粉磨到一定細度（比表面積）才能充分參與水化反應(yīng)提高活性，但同時還與顆粒組成有關(guān)，細顆粒多則比表面積大。對不同礦物微粉進行比表面積及顆粒組成的測定詳見表1。從表1可以看出，在標準規(guī)定的比表面積下，礦渣小于10μm的顆粒占58%，比粉煤灰及P.0525水泥都要多。由此可見，礦渣微粉粒徑小，在廢氣中懸浮性強，給除塵帶來較大難度。

（2）含塵濃度高。不管是球磨工藝還是立式磨工藝，由于取消了二級除塵用旋風收塵器，礦渣粉磨系統(tǒng)含塵廢氣的粉塵濃度較高，一般為400～1000g/m3。

（3）粉塵含濕量高。由于水淬礦渣具有高含水量，有時高達15%～20%，入磨前水分是難以去除的，在磨內(nèi)磨粉過程中會產(chǎn)生大量熱量，立式磨還附設(shè)熱風爐供熱風給磨機，終成品微粉水分控制在0.5%～1.2%，隨廢氣進入袋式除塵器的過細微粉易造成結(jié)露糊袋現(xiàn)象。

3、礦渣粉磨系統(tǒng)粉塵治理技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著袋式除塵器技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是新型濾料的研制及應(yīng)用和清灰技術(shù)的發(fā)展，使袋式除塵器在礦渣粉磨系統(tǒng)除塵中得到了更加廣泛的應(yīng)用。針對礦渣粉磨工藝系統(tǒng)和含塵廢氣的特性，國內(nèi)外先后研制和應(yīng)用了反吹風型和脈沖噴吹型兩類袋式除塵器。其中脈沖噴吹型有氣箱脈沖袋式除塵器、低壓長袋脈沖袋除塵器和箱管結(jié)合低阻高效袋式除塵器。

反吹風型袋式除塵器是采用高壓反吹風機進行清灰的內(nèi)濾式袋式除塵器，具有如下特點：

（1）采用內(nèi)濾式反吹清灰，清灰動能較低，過濾風速必須取低值，設(shè)計過濾風速正常選取0.4～0.5m/min，因此具有設(shè)備體積較大、鋼耗較高、占地面積大和投資較高的缺點；

（2）正常處理低濃度含塵氣體，允許入口含塵濃度小于150g/m3，對于高濃度廢氣除塵，必須采用二級收塵，因此工藝較復雜；

（3）除塵效率較高，如過濾風速取低值，也能實現(xiàn)排放濃度<50mg/Nm3，但很難實現(xiàn)排放濃度<30mg/Nm3；

（4）采用反吹風清灰，清灰很難徹底，設(shè)備設(shè)計阻力小于1770Pa，清灰時引入大量新鮮冷空氣，不利于防結(jié)露；

（5）因設(shè)備體積大、工藝復雜、占地面積大等，不適用于規(guī)模大、處理風量大的礦渣粉磨生產(chǎn)線。根據(jù)以上特點分析，該技術(shù)應(yīng)用將越來越少，直至淘汰。

隨著新型濾料性能的改善和脈沖清灰技術(shù)的發(fā)展，脈沖噴吹型袋式除塵器在礦渣粉磨系統(tǒng)除塵中得到一定程度的應(yīng)用。相比反吹風型袋式除塵器，脈沖噴吹型袋式除塵器具有更好的性能，其性能特點如下：

（1）采用外濾式，設(shè)計過濾風速0.8～1.0m/min，因此具有設(shè)備體積較小、鋼耗較低、占地面積小和投資較少的優(yōu)點；

（2）能處理低于1000g/m3的高濃度含塵氣體，無論是與立式磨還是與球磨配套都只要一級收塵，工藝流程簡單；

（3）采用電磁脈沖閥進行脈沖清灰，清灰動能大，清灰徹底；

（4）選用滌綸針刺氈覆膜濾料，抗磨抗折抗拉的強力性能好，抗結(jié)露性能好。

但是，低壓長袋脈沖除塵器用于礦渣粉磨系統(tǒng)時，由于礦渣微粉粉塵顆粒細、含濕量高、粘性強、清灰較困難，因此會造成整機阻力高而影響系統(tǒng)生產(chǎn)和運行成本。該除塵器屬于行脈噴，存在粉塵的二次飛揚，阻力上升快，清灰次數(shù)多，縮短了脈沖閥和濾袋的使用壽命。

為有效避免該袋式除塵器存在的高阻力、濾袋壽命短和電耗高等缺點，國內(nèi)有關(guān)研究設(shè)計院先后研制了FGM型礦渣用氣箱脈沖袋式除塵器和KDMC大型低阻袋式除塵器。其中，F(xiàn)GM型礦渣用氣箱脈沖袋式除塵器是在原氣箱脈沖袋式除塵器的基礎(chǔ)上進行改進的，適用于20萬m3以下處理風量；KDMC大型低阻袋式除塵器是在原氣箱脈沖袋式除塵器的基礎(chǔ)上進行大風量、低阻力和均風結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，采用“箱管結(jié)脈沖”清灰裝置，適用于20萬m3以上處理風量，兩種袋式除塵器對過濾材料都進行了優(yōu)化選型，這兩種袋式除塵器目前已成為國內(nèi)礦渣粉磨系統(tǒng)國產(chǎn)化除塵設(shè)備的選擇。

4、礦渣粉磨系統(tǒng)除塵新技術(shù)介紹

4.1 FGM型礦渣用氣箱脈沖袋式除塵器

FGM型氣箱脈沖袋式除塵器主要由箱體、袋室、灰斗、進出風口、濾袋、袋籠、支柱、爬梯、欄桿、氣路系統(tǒng)、提升閥系統(tǒng)、卸灰裝置、清灰控制器等部分組成。其進出風口連接成一體形成風道，進出風口分別布置在袋室相對的兩側(cè)面，中間用斜隔板隔成互不透氣的兩部分，使氣流分布均勻且預(yù)收塵效果好。

其工作原理是：含塵煙氣先由進風口進入，在風道斜隔板的導向下，風道截面擴大風速降低，部分較大的塵粒在這里由于慣性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分塵粒隨氣流上升進入袋室，經(jīng)濾袋過濾后，塵粒被阻留在濾袋外側(cè)，凈化的煙氣由濾袋內(nèi)部進入凈氣箱，再由閥板孔、出風口排入大氣，達到收塵的目的；隨著過濾過程的不斷進行，濾袋外側(cè)的積塵也逐漸增多，從而使收塵器的運行阻力也逐步增高。當阻力增到預(yù)先設(shè)定值（1245～1470Pa）或者設(shè)定時間到時，清灰控制器發(fā)出信號，首先控制提升閥將閥板孔關(guān)閉，以切斷該單元過濾煙氣流，停止過濾過程，然后電磁脈沖閥打開，以極短的時間（0.1～0.15s）向凈氣箱內(nèi)噴入壓力為0.5～0.7MPa的壓縮空氣，壓縮空氣在凈氣箱內(nèi)迅速膨脹，涌入濾袋內(nèi)部，使濾袋產(chǎn)生變形、振動，加上逆氣流的作用，袋室外部的粉塵便被清除下來掉入灰斗，清灰完畢后提升閥再次打開，收塵器又進入過濾狀態(tài)。清灰動作均由PLC進行自動控制，清灰控制器有定時式和定壓式兩種。

其性能特點有：

（1）能處理高濃度含塵氣體，只要一級收塵，工藝流程簡單；

（2）具有設(shè)備體積較小、鋼耗較低、占地面積小和投資較少的優(yōu)點；

（3）清灰動能大，清灰徹底；

（4）設(shè)備運行阻力低，阻力小于1500Pa；

（5）濾袋使用壽命長，抗結(jié)露性能好。

5、礦渣粉磨袋式除塵器的選型

根據(jù)工藝設(shè)計方案和原始參數(shù)對袋式除塵器作選型，主要步驟包括：處理風量的確定、袋式除塵器類型的確定、過濾風速的選取、過濾面積的計算、除塵器規(guī)格的選取等。

5.1 處理風量的確定

因礦渣粉磨系統(tǒng)采用的工藝不同、原料水分不同、產(chǎn)品的品質(zhì)要求不同，故單位產(chǎn)量處理風量大小不同。在工業(yè)運行實踐中，大多選用立式磨終粉磨工藝，其成品物料全部用風力輸送，處理風量通常用“帶走礦粉所需要的小風量”計算得出，帶走礦粉所需要的小風量可按入口粉塵濃度為220～270g/m3計算。處理風量也可以通過磨機單機臺時產(chǎn)量來計算，處理風量Q=（4200～4800）G，其中，G為磨機臺時產(chǎn)量（單位：噸/時），兩種計算方法的結(jié)果基本一致。袋式除塵器的處理風量應(yīng)根據(jù)理論計算再結(jié)合經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取，按一般生產(chǎn)時所產(chǎn)生的大廢氣量選取，且要考慮5%的系統(tǒng)漏風量。

5.2 袋式除塵器類型的確定

根據(jù)以上結(jié)構(gòu)和原理分析，FGM型礦渣用氣箱脈沖袋除塵器和KDMC大型低阻袋式除塵器有各自的適用范圍。對于20萬m3以下處理風量，可選用FGM型礦渣用氣箱脈沖袋式除塵器；對于20萬m3以上處理風量，可選用KDMC大型低阻袋式除塵器。

對于處理風量小的FGM型礦渣用氣箱脈沖袋除塵器，正常工況可選用普通滌綸針刺氈和滌綸針刺氈覆膜濾料。如選用550g/m2滌綸針刺氈覆膜濾料，過濾風速選1.0m/min以下比較適宜；如選用550g/m2滌綸針刺氈濾料，過濾風速定為0.8～0.9m/min比較適宜。對于處理風量大的KDMC大型低阻袋式除塵器，應(yīng)綜合考慮礦渣微粉特性、運行阻力和濾袋使用壽命等因素，選用550g/m2滌綸針刺氈覆膜濾料，過濾風速選1.0m/min以下比較適宜。

6、結(jié)語

礦渣粉磨袋式除塵器的選型主要應(yīng)考慮處理風量的確定、袋式除塵器類型的確定、過濾風速的選取、過濾面積的計算、除塵器規(guī)格的選取等內(nèi)容。目前，FGM型礦渣用袋式除塵器和KDMC大型低阻袋式除塵器已得到了廣泛的應(yīng)用，隨著礦渣微粉生產(chǎn)線規(guī)模的日益擴大，KDMC大型低阻袋式除塵器的應(yīng)用具有很好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，該除塵器已成為業(yè)主和設(shè)計院的產(chǎn)品。