摘 要：通过新材料的应用，设计并自制布袋除尘器，解决收砷系统腐蚀泄漏问题，极大的提高了设备开车率，有效的降低生产成本，提高经济效益和环境效益。并将新材料新工艺进行推广，扩大使用范围。
关键词：收砷系统；材料复合技术；喷吹；制作应用
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.254
山东恒邦冶炼股份有限公司（以下简称恒邦股份）硫酸三车间6万吨/年制酸系统于2005年1月建成投产，采用瑞典波利登两段焙烧技术处理含砷矿，其中一段工艺就是收砷工艺，其主要设备就是脉冲布袋除尘器。2009年以后，为满足公司生产废水零排放的要求，生产工艺做了变更，由原来的清水造浆变为废水造浆，这一改变造成整个生产系统设备腐蚀加剧，收砷系统尤其是布袋除尘器箱体腐蚀漏气，频繁焊补，由于含砷的原因，给维修造成了很大的难度，以致除尘器厂家的维修人员都拒绝进行维修。同时布袋的更换周期变短，布袋除尘器漏风率大，车间电耗也增加，这样也给车间生产带来了被动。由于工艺的连续性不能停车，2010年8月在原有布袋除尘器西侧重新打基础新增一台布袋除尘器，8月份投入使用，原有除尘器报废。这台新布袋除尘器开车不足半年就开始维修，仅两年的时间就腐蚀严重，已无法正常运行。专业制作布袋除尘器厂家都束手无策。
为了解决收砷系统出现的这个大难题，同时满足废水零排放的环保要求，恒邦股份对收砷系统进行了积极的探索和研究，重新设计、自制了一台新的布袋除尘器，同时对骤冷塔也做了改造，于2013年7月投入使用，到目前为止，该布袋除尘器的使用效果非常好，无漏风，收砷布袋使用周期变长，电耗降低，彻底解决了困扰多年的问题。
1 收砷系统主要设备
收砷系统主要设备见表1
2 脉冲布袋除尘器收砷的工作原理
从电除尘器来的烟气中含有气态的As2O3，As2O在高温下呈气态形式存在于炉气中，而在温度较低的情况下会呈固体形式存在，骤冷塔将电尘来的约350℃的烟气温度冷却到130-150℃，As2O3从由气态形式凝固结晶析出形成颗粒状，该烟气从布袋除尘器灰斗进风口进入，在导流板的作用下固体颗粒的As2O3分离结晶直接落入灰斗，细微粉尘进入滤袋过滤，粉尘滞留在滤袋表面，净化气体经上箱体由出风口排出。进入灰斗的As2O3固体颗粒由自动包装机完成计量包装和入库，从而达到收砷的目的。随着过滤的不断进行，除尘器阻力也随之上升，当阻力达到一定值时，清灰控制器发出清灰命令，首先将提升阀板关闭，切断过滤气流，然后，清灰控制器向脉冲电磁阀发出信号，随着电磁脉冲阀把用作清灰的高压逆向气流送入袋内，滤袋迅速鼓胀，并产生强烈抖动，导致滤袋外侧的粉尘抖落，达到清灰的目的。由于设备是模块式生产的、单元组合式除尘机组，所以上述过程是分单元进行的，一个单元在清灰时，其余单元仍在正常工作，保证了设备的连续正常运转。
3 收砷系统改造中存在问题及解决措施
（1）采用材料复合技术，提高设备耐腐蚀性能。原布袋除尘器本体与烟气接触部位的材质是6mm-10mm不等的316L不锈钢。由于是湿法冶炼，又是废水造浆，废水中氯离子含量较高，经焙烧后，烟气中的氯离子含量就高，能达到3000PPM，而316L不锈钢耐氯离子仅耐到300PPM；另外在运行中布袋除尘器侧壁易形成冷凝酸，造成壳体酸腐蚀渗漏，烟气外漏，造成整体设备腐蚀。针对上述两问题，设备动力公司经多方研究试验，找到一种既耐氯离子腐蚀又耐稀酸的材质--254Smo不锈钢。因254Smo不锈钢价格较高，为了降低制作成本，在图纸设计时除尘器骨架采用碳钢，凡烟气接触部位全部内衬1.5mm-2mm厚254Smo不锈钢，既解决了强度问题，又极大降低设备造价，提高设备性能。
（2）优化设计，缩短施工时间，引入显影技术，确保焊接质量。设计为采用钢结构作为主要支撑，碳钢衬254Smo不锈钢结构，为了保证焊口耐腐蚀性能，内衬254Smo不锈钢均采用氩弧焊焊接。为了减少焊口数量，降低焊接缺陷，设计时大量减少了箱体内部弯角部位数量，减少烟气与焊口的接触量，同时节省了不锈钢焊接时间。不锈钢焊接质量检验也是一大难题，无法试压，细微泄露点无法检查到，所以制作时采取显影技术进行不锈钢漏点查找，杜绝焊接缺陷，保证焊接质量。
（3）喷吹方式改进。原布袋除尘器在空压机意外停车或气压不足的情况下，易造成气缸关断，致使气体通道被封闭进而系统停车。为了提高开车率，车间经常把气缸用钢丝捆扎，改成在线清灰，造成喷吹不彻底，影响喷吹效果，造成系统压力波动。为了解决上述问题，将已制作好的气阀设计改造为下部常开式结构，在通气时关闭，在断气时打开，如空压机停止运行或气压不足时，所有气阀打开，彻底解决因布袋喷吹问题造成整个系统停车，也开创了所有布袋喷吹设计的新思路。
（4）引进先进理念，采用热风喷吹，极大提高布袋使用寿命。反吹气体原来直接用空压机压缩气体，进入布袋除尘的气体温度较低，容易形成玻璃砷，易造成布袋堵塞或阻力提高。针对上述问题，经过与厂家技术交流后，将喷吹系统改为热风喷吹，可延长布袋使用寿命及除尘器使用寿命。
（5）不拘场地束缚，开拓思路，增大有效过滤面积。改变原布袋除尘器的设计思路，在原基础位置将布袋箱体加高，利用现有空间极大增加过滤面积，有效降低系统阻力，节省电费。
（6）注重细节，完善设计，减少设备故障率。钢结构与不锈钢板间用铆点连接，焊接时产生的气体进入夹层，为了防止夹层间气体升温膨胀，在钢结构内部采取钻孔泄压的方式，可将夹层间气体排出，不会因温度变化影响造成内压损坏内衬层。
布袋除尘器上盖容易产生漏气现象，负压漏气会造成密封部位首先损坏。针对上述问题，将密封结构采用折压不锈钢制作，确保与气体接触部位均为不锈钢结构，极大增加了设备的耐腐蚀性能。
（7）利用材料复合技术这个思路，对收砷系统中的骤冷塔也进行了改造，在原骤冷塔内部内衬2mm254Smo不锈钢，提高骤冷塔的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
4 技改效果
4.1 可计效益
硫酸三车间收砷系统进行改造以后至今已运行2年零6个月时间，无任何腐蚀现象，从运行成本、维修成本、布袋利用、设备开车率各方面都有了大的改观，经统计，年可节约成本64万元。
4.2 无形效益
原布袋除尘器发生腐蚀后，系统达不到负压要求或系统不稳时，除尘器内的砷经常冒出，随着烟气到处飞扬。砷有剧毒，对人体及环境造成很大的危害。经改造新布袋除尘器耐腐蚀，不会造成泄漏，减少污染，极大改善了环境。
几乎不用进行维修，降低了工人劳动强度，减少了对人体的损害，提高了系统的开车率，从而降低生产成本。
硫酸三车间骤冷塔改造后，恒邦股份技术部申请了专利。
恒邦股份自行设计、制作的布袋除尘器为全国首例，专业布袋除尘器厂家对该设计、改造的除尘器赞不绝口，表明也会按照这样的设计制作方案来制作产品，以满足其他客户的使用要求。
5 推广
2014年底，利用新设计重新自制一台LC M4000-2*4脉冲布袋除尘器取代生化二车间原布袋除尘器，并顺利投入使用。
2015年冶炼二公司扩能改造，机修车间正在将原布袋除尘器按照新设计工艺进行改造，已于2015年九月份投入使用。
6 结语
收砷系统的正常运行在整个硫酸生产中起着关键作用。恒邦股份通过技改，成功解决了收砷系统腐蚀泄漏及维修问题，在满足生产的同时，取得了较好的经济效益和环境效益。
