一、生产品种与规模
三台Φ2.9mm×10mm塔式机立窑，平均每台时产量10.5t，年产熟料20万吨。熟料质量在450～550#以上，年产325#硅酸盐矿渣水泥30万吨。
新生产线设计能力为720t/d，年设计能力为25万吨的425#矿渣硅酸盐水泥。新老生产线总设计能力为55万吨水泥。
二、生产工艺简介及主要污染源
该厂采用石灰石、黏土、铁粉、萤石等高铁配料作为主要原料，燃料采用无烟煤。这些原料、燃料大部分要经过破碎、烘干筛分及贮存，经输送计量混合入磨粉，磨成全黑生料，然后通过输送搅拌、加水成球由皮带送入窑内煅烧。物料在窑内由上向下缓慢移动，最后由三道闸门连续卸出。熟料经破碎后由链斗输送机输入吊车库，熟料、石膏、矿渣经磨头仓磨料设备喂入磨内，水泥经过选粉机后，合格的输入成品库(不合格的返回磨内)，再经筛分包装或汽车散装出厂。
主要污染源有3#立窑，Φ19m×12m、Φ2.2m×8m两台烘干机，兼烘干煤、铁粉、砂岩、黏土等，还有Φ2.4m×10m生料磨及搅拌库。
三、废气类别、性质及处理量
废气包括立窑水泥熟料粉尘气体，干法窑、熟料、冷却机、生料磨、黏土烘干机、煤磨以及电厂锅炉和钢厂高炉等排放的含尘烟气。
立窑烟气温度低、湿度大，并含有大量SO3等酸性氧化物,因此，产生结露后容易造成设备的严重腐蚀。由于覆盖湿料层厚度的不同，窑面烟气的温度、湿度及结露、腐蚀的程序也就不同，其程序按照明火、浅暗火、暗火及深暗火煅烧方法依次加重。日前，国内绝大多数立窑为暗火或浅暗火操作，烟气结露腐蚀比较轻微。
该厂的三台ф2.9m×10m塔式机立窑的烟气性质，以浅暗火煅烧为主，其立窑烟气性质见表。立窑煅烧熟料产生的原始烟气量小，C O含量高，具有燃爆的危险。尤其是采用闭门操作时，窑面漏风小，CO浓度相对较高，所以比开门操作的燃爆危险性要大。
水泥厂立窑烟气性质
| 项目 |
参数 |
| 立窑规格 |
ф2.9m×10m |
| 立窑熟料产量 |
8.23t/h |
| 总烟气量（标准状况） |
2.936m3/kg熟料 |
| 原始烟气量（标准状况） |
1.75m3/kg熟料 |
| 漏风量（标准状况） |
1.143m3/kg熟料 |
| 窑面烟气温度 |
135.5℃ |
| 平均烟气温度 |
90℃ |
| 水蒸气含量 |
14.57% |
| 窑面CO含量 |
6.43% |
| 烟气CO含量 |
3.94% |
| 窑面烟气氧含量 |
2.13% |
| 烟气氧含量 |
11.12% |
| 烟气粉尘浓度（标准状况） |
1.44g/m3 |
立窑烟气的含尘浓度低、颗粒粗、腐蚀性强，面且有微细粉尘。其粉尘粒径分布见表。
| 粉尘粒径/um |
体积/% |
| ＜10 |
10.6 |
| ＜25 |
15.8 |
| ＜50 |
30.5 |
| ＜75 |
14.1 |
| ＜100 |
8.89 |
| ＜250 |
20.21 |
| 平均 |
38.91 |
当开门操作时，烟气性质不稳定，导致各种干式除尘器不能正常运行，烟气性质变化频繁，幅度大。因此，烟气性质很不稳定，使一般除尘器很难满足这种烟气性质的除尘要求。
当烟气温度在150～250℃时。湿度较小，粉尘比电阻较高，相反在烟气温度低于80℃时，粉尘比电阻值也较高。这样导致各类干式除尘器的除尘效率明显降低。
由前面分析可知，立窑烟气具有电厂锅炉、钢厂高炉以及煤磨烟气的某些性质，还具有冷却机、干法窑、生料磨、烘干机烟气的某些性质，且存在低温结露腐蚀和易燃爆的问题，所以在投资较少的条件下，解决除尘问题显得更加困难。
四、处理工艺流程及操作条件
工艺流程如图所示。
2、操作条件
①关闭50%以上窑门或轮流开一个窑门进行操作。
②最好采用浅暗火煅烧熟料，允许其他方式或混合方式煅烧。
③负压控制及调节喷雾增湿降温装置，二次电压及电流均设在控制室内。由操作人员根据窑罩负压、烟气温度、二次电压、电流的变化，手动或自动开启1～3个喷嘴，电动蝶阀开度及调节高压控制柜，使烟气温度控制在90～120℃以上，负压最小，喷雾适量，二次电压、电流稳定，除尘效率高。
五、主要构筑物和设备
立窑静电除尘器的结构如图所示。
1、外观特性
①在矩形箱体顶部有4个小房式泄压阀，一方面可防止CO等可燃性气体燃爆，避免发生破坏性的损失，另一方面为检修两极提供了方便。
②进出箱体端有进出气喇叭口，内装电动蝶阀，进气端喇叭口接管处装有伸缩节和烟气调制装置。
③箱体两侧带有检修门。
④箱体底部有单灰斗和安全回转下料器。
⑤箱体由两侧面定支座和三个活动支座支撑，顶部装有电加热器、恒温控制器、绝缘保温箱各4个，以及一个进线保温箱，还设有人孔门。箱体两侧装有两极辅助极和气体均风板、机械振打清灰传动装置和爬梯等。
2、内部结构特点
①V15形芒刺防腐放电极，使放电清灰性能明显提高，耗电低。
②采用“C”形或“W”形耐腐蚀除尘极板，与V15形或RS形芒刺线组成宽间距、高压、直流、不均匀的单室、单电场。这样不仅提高了除尘性能，而且大幅度地降低了静电除尘器的体积、质量、电耗及投资。
③装有防腐除尘辅助极，可防止荷电粉尘被带出电场，进一步提高了收尘效率。
④在烟气入口设有导流、气流分布和挡风阻留等装置，使烟气均匀通过电场。
⑤在泄压阀内部设有足够爆破面积的泄压阀，保证安全。
由上而叙述，立窑静电除尘器是比较理想的除尘设备。
六、治理效率及结果
1#、2#立窑除尘系统的除尘效率分别为98.5%和99%，烟气量为4.06m3(标准状况)、kg熟料，略高于3.5m3(标准状况)/kg熟料的烟气量。
除尘器出口粉尘排放浓度均小于150mg/m3(标准状况)，每小时每台除尘器的排放量为5kg。
七、工程运行说明及主要技术经济指标
1、工程运行说明
除尘系统自正式投入使用，空负荷试车，二次电压60～80kV，二次电流为200～300mA，输入功率为13.2kW，已满足要求。其他系统运行正常，都达到了设计要求。
负荷试车后，操作电压稳定50～65kV，二次电流60～100mA。当立窑产量为9～10.5t/h，熟料质量在500#以上时，蝶阀开度为70°～75°，而喷雾增湿根据烟气需要，手动电控1～3个喷嘴对烟气增湿，使烟气温度维持在90～120℃，有效地防止结露。烟囱由黄烟变成白烟或无烟。经监测，静电除尘器出口粉尘排放浓度小于150mg/m3(标准状况)，系统除尘效率在98.5%以上。
2、主要技术经济指标
静电除尘器的技术经济指标
| 水泥厂立窑 |
1#、2#窑 |
3#窑 |
| 立窑规格/m |
Φ2.9m×10m |
Φ2.9m×10m |
| 电除尘器形式 |
单室单电场板卧式 |
双电场管栅极卧式 |
| 电除尘器规格/m2 |
30 |
15 |
| 处理烟气量/(m3/h) |
60000 |
57600 |
| 除尘效率/% |
99 |
99 |
| 电场风速/(m/s) |
0.55 |
1.056 |
| 粉尘驱进速度/(cm/s) |
12～14 |
9.15 |
| 设计/(比收尘面积＝A/Q)/(s/m) |
36.24 |
42.75 |
| 收尘极板面积/m2 |
604 |
684 |
| 除尘器重量/(t/m2) |
1.581 |
3.2 |
| 极板电耗/(k·VA/m2) |
0.00187 |
0.00292 |
| 除尘器投资/(万元/米2) |
0.7906 |
1.14 |
| 除尘器总投资/(万元/台) |
23.845 |
45 |
| 达标状况 |
经常达标 |
开始达标，常不达标 |
| 使用寿命/a |
壳体20，极板5 |
壳体20，管3 |
注：投资额是按当时条件计
在相同的处理烟气量及除尘效率时，该除尘器比国内同类产品的投资降低了37.5%～50%，电耗下降50%以上，比国外引进同样产品的投资降低2.5～3.5倍，质量轻60%，电耗下降34.8%，比立窑用袋式除尘器的质量轻34%，投资低21.9%，电耗相当。实践证明，此除尘器是行之有效、安全可靠的。
在社会效益方面，该产品每天每台回收85t生料，按生料成本计，每台每年取得效益12.5万元，两台共25万元，两年就可回收全部投资，同时也有效地防止了粉尘对环境的污染，改善工作环境，取得明显的环境、经济和社会效益。
八、工程特点，经验教训和建议
1、工程特点
开门立窑烟气有其特殊性，在投资很少的情况下。解决如此复杂的立窑烟气除尘是十分困难的，需要采用特殊、有效、简单的除尘方法才能解决。
在开门立窑除尘上有不少问题，如立窑顶上放引风机会引起震动，并会影响立窑操作，还有采用对立窑烟气进行喷雾，控制冷风，防止结露腐蚀及燃爆等。
工程投资较多，施工条件差，总工程投资高达140万元。其中两台除尘器50万元，调制装置5万元，安装费11万元，其他均为土建和电控设备投资。人工拆除土石方500多立方米，制作钢结构50多吨，土建拆除及施工总投资近40万元。
2、经验教训和建议
生产实践证明，一般手动电控就可以满足操作要求，而且容易掌握和控制。该系统的自动化控制较多，使投资提高，维修困难大，运转率反而不高。
经验是：为开窑门操作立窑的除尘找到了符合国情、切实可行、经济合理、技术经济指标、先进的立窑静电除尘器及系统，可适用于各种操作条件下的立窑除尘。
建议是：在有条件的立窑厂应该选用这种立窑除尘器及除尘系统，2～3年就可收回全部投资；并可靠地防止立窑粉尘的污染，改变窑面作业环境；有利于立窑产量和质量的提高；实现安全文明生产，在环境、经济、社会效益方面均有利无弊。 |
