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技术 | 浅谈水泥厂增湿塔的设计及工艺选型

来源:《新疆凯盛建材设计研究院有限公司、新疆建设职业技术学院》 发布日期:2019/10/28 编辑:徐展迪
核心提示:浅谈水泥厂增湿塔的设计及工艺选型

水泥厂的窑尾会产生大量的高温废气,尽管末端设有收尘器,但是在这个过程中,只有经过增湿塔对废气的降温和调质,才能够使尾部的吸尘器得到充分发挥利用(吸尘器通常为袋吸尘器或者 电吸尘器)。增湿塔的应用为水泥厂的废气处理带来了非常多的方便之处,但是还是有些水泥厂对增湿塔的认识不够到位,使用不当造成增湿塔在使用过程产生很多问题,本文着重介绍增湿塔的设计构造及工艺选型以及在使用过程中所应该重视的注意事项


一.使用增湿塔的主要目及工作原理


1、增湿塔的作用


增湿塔被水泥厂广泛应用,其为生产高分散水雾的一种装置。 其主要作用是降温、除尘、改变粉尘的比电阻。粉尘的比电阻是影响电除尘器性能的重要因素之一。 如果增湿塔没有达到预期的降温增湿的效果,进入电除尘器内的内的气体温度过高,那么就会造成电除尘器无法正常运行。这样就造成增湿塔的湿塔,湿壁等现象,所以正确合理使用增湿塔对于电除尘器的效果及增湿塔本身的作用效果及设备使用寿命都非常重要。


窑中的废气进去增湿塔后,其温度及比电阻会被降低,并且还能够对通过电除尘器的烟气增加湿度,这样电除尘器就会达到理想的收尘效率。因此,增湿塔对环境保护,回收粉尘,降低物料消耗都起到的很大的作用。


2、增湿塔工作原理


增湿塔多被用于现代新型水泥干法工艺生产中,其又名“喷雾蒸发冷却塔”其工作原理为:当其内部通过高温烟气后,由水泵房提供的冷却水经大过滤器滤除大部分杂质后进入水箱,再经过小过滤器进入水泵,从而产生的高压水通过安装在塔体上的喷水装置向塔内喷入足量的雾化水,这些雾化水与塔内的高温烟气进行热交换而蒸发水蒸气,由于蒸发吸热的作用,使得烟气温度降低而湿度增加,同时大量的水蒸气吸附在粉尘表面,使粉尘表面的电阻降低,因此降低了粉尘的比电阻,水分应以雾状分布在烟气中并附着在粉尘表面,此时的粉尘易被电除尘器补集。


增湿塔的调质作用,也就是增湿塔降低烟气温度,增加烟气湿度 和降低粉尘的比电阻。增湿塔一般根据气流的流动方向与粉尘的沉降方向关系分为顺流式和逆流式的。调质作用使电收尘器的除尘效率高,运行稳定。


 二、增湿塔的原理组成及工艺选型


1、增湿塔原理


组成增湿塔通常由塔本体,喷水装置,水泵站及控制装置组成。 


塔本体的材质通常为普通的碳素钢组成。 本体由筒体,进气口, 导流板和气体分布板,灰斗,排风锁灰装置,梯子平台及保温部分组成。这里需要着重指出保温部分的作用,由于塔体外保温性能好,四周散热作用小,确保增湿塔中运动截面空气层中心与四周保持较小的温差,喷水雾化效果可以得到保证,壳体内侧不结露就不会形成挂壁结料,由于空气温度分页均匀,粉尘比电阻均匀下降,粉尘性质接近,有利于窑尾电收尘的高效运作。还需要注意在保温装置安装前,先要对管道进行耐压及检漏的测验。


方法如下:用压力达到5MP(正常工作压力为4MP左右 ) 的水保压10分钟,如压力不下降则将压力降到工作压力。然后检查管道有无漏水 , 开裂 , 变形等现象。正常后排空水对管道进行防腐处理。这些完成后 , 再做保温处理 , 材料为隔热垫和波纹板。


喷水装置是由喷枪,管路,过滤器,各类阀门指示仪表组成。这里需要注意的是,枪体的安置需要向上倾斜3°,其目的主要在于,如果不用的时候防止水流出。在焊接管道时候,要把内部的焊接杂物,残渣都清理出来,以免对其正常运行工作时产生影响。 


水泵站由多级离心式水泵,水箱,管路,过滤器,各类阀门,测量指示仪表等组成。其中的水泵多为高压水泵。通常四台及以上。


 控制装置:包括测温装置,对水压测量,水位测量,流量测量和调节等装置进行控制,报警和显示的装置还包括水泵的供电,启动和保护装置。测温主要是进出口烟气温度,以此保证喷雾大小的依据。


 2.、增湿塔工艺选型 


喷嘴是增湿塔的关键部件,如果喷嘴的质量不过关,就会造成湿底,湿壁的现象,这种现象的产生主要是由于喷嘴的堵塞造成雾化的效果不佳,排布的不合理,气体分布不均匀,还可能的原因由于预热器的出口废气温度控制过低,造成了保温不好筒壁结露(结露的温度通常为50度)。


所以选择优质的喷嘴应该注意有以下几点要求:形成雾滴的直径较少;流量调节范围较宽;扩散角较小;方便喷嘴布置;液体喷口较大,不容易被粉尘粒堵塞;材质耐磨使用寿命长;所以,在选择喷嘴时,要同时关注喷水量,设计压力,雾滴直径,扩散角,射程,喷嘴大小,喷嘴材质,喷水量调节等等的因素。除了重视喷嘴的质量,涉及的泵,压力表及其他一些元件我们都需要选取有质量保证,正规的生产厂家。


但是有的厂为了避免产生湿底的现象,大大减少了喷嘴的使用数量,这样当筒体内的烟气量达到上限时,喷嘴就属于在高负荷下的工作,这样喷嘴的本身就会收到磨损,大大的减少的喷嘴的使用寿命。同时还需要注意为了避免喷嘴喷出来的雾流接触到壁而产生水流,那么就需要使喷嘴与塔壁保持一定的距离。


增湿塔的布置主要有前置和后置两种方式,前置就是增湿塔位于高温风机之前,后置就是增湿塔位于高温风机之后。前置的方式会更加便于操作,废气量和温度会相对的稳定一些,使得增湿塔内部的气流能够均匀的分布。 


三、使用增湿塔需要注意事项


在整体运转前,需要检查各个部件是否完好,确认整体塔内无异物,检查整体密封是否完好,检查水泵的手动阀门是否调试到合适的高度,水箱是否有足够的水。如果天气寒冷,还需要确认保温是否完好,是否有结冰现象等等。定期清理水箱底部的杂质。


 四、结语


增湿塔不仅操作稳定可靠,投资少,关键能给企业带来更大的效益。增湿塔能够使企业排出的废气达到国家规定的标准,这样让企业免受由于造成环境污染所承担的处罚,因此能为企业带来可观的效益。所以正确合理的对增湿塔进行使用,就是响应国家的环保号召,保护环境,人人有责。所有的水泥厂都要对增湿塔加以重视,增湿塔的存在不能形式化,定期的对其进行维护检修,让其时时刻刻都能正常运转,排出的尾气时刻都能符合国家标准,这样所带来的贡献不仅是对自身,对国家,甚至是整个地球。


来源:《新疆凯盛建材设计研究院有限公司、新疆建设职业技术学院》


作者:吴 磊、张婷婷


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