再生废旧金属领域的“铜铝之争”
在我国铜产量中再生铜占比约40%对于电力电缆行业再生铜使用比例约50%在国家大力扶持循环产业的利好政策下再生铜杆企业开始壮大并对前景充满信心
人们经常把那些富含贵重金属的电子产品的地区比作城市矿山在资源越来越紧缺越来越提倡循环经济的今天金属的回收再利用也逐渐成为一个庞大的产业
以铜矿资源来看据中国有色金属工业协会再生金属分会副会长兼秘书长王吉位介绍2014年全国回收的铜产量就在300万吨左右在过去的5年前中国一共建立了50个城市矿山的项目 回收铜资源对于我们的意义非常重大因为中国已经是全球最大的机电产品制造国和家电生产大国同时大量的基础设施正在建设这些都需要大量的铜以及铜制品王吉位说
在铜回收产业里电线电缆的回收又是其中重要的一部分因为铜在电线电缆里使用的比例非常大高达60%以上
坚持可持续民企看好循环产业
富有的城市矿山也吸引着一些民营企业纷纷投向这个领域日前在对天津新能集团以下简称新能采访时发现在国家大力扶持循环产业的利好政策下众多从事多种内容的资源型再生企业开始发展壮大而其中废铜的精深加工均是这些企业的重要业务之一
新能作为园区里的一个小微企业从1996年开始涉足再生铜产业2008年新能将业务拓展到真正的再生铜冶炼的项目
据介绍再生铜杆的发展在国内也还处于初期阶段目前新能制作再生铜杆的原料里有90%以上来自于国外进口的废铜使用国内废铜比例还比较小近几年关于再生铜杆的质量问题也一直被提及国内大大小小做再生铜杆的企业技术水平也不尽一样生产出的再生铜杆质量也有差别新能集团副总裁张东升在接受采访时表示由于采用了意大利普洛佩兹和西班牙拉法格公司联合开发的废杂铜火法精炼工艺新能所生产的再生铜杆无论是从伸长率扭曲电阻率还是含氧量的这些指标都可以达到国家标准
从再生领域的铜铝之争
最近几年电缆行业里铜铝之争的声音一直存在而其中一个观点认为中国铜资源紧缺而铝资源相对没那么紧张但是如果从资源循环再生的角度来看则不尽然首先铜本身的性能决定了它可以百分之百进行回收我国铜产量中再生铜占比约40%我国铝产量中再生铝仅占约20%对于电力电缆行业再生铜使用比例约50%而再生铝使用基本为0
张东升对此也深有体会在做再生铜杆之前他有着20多年的做再生铝的经验我们现在市面用的稀土铝合金电缆线是不能用再生铝生产的而原生铝要耗费大量的电能所以并不能节约很多费用说铝合金比较经济并没有把资源再生的角度考虑进来
此外专家认为虽然现阶段国内铜供应不足但从国际上能够获取足够的铜以满足国内经济发展的需求而且铜的需求也不会无止境增长国外的发展已经证明随着经济发展到一定程度人们对于铜资源的需求也会达到顶峰
再生铜产业将会有快速发展
目前再生铜杆的比例还不算大再生铜杆目前每年的产量也就在20万~30万吨之间但是这个行业的未来发展前景不可估量在欧洲英国法国德国等发达国家再生铜的使用均超过40%在意大利更是达到了几乎100%行业未来会有一个比较快速的增长因为如果比较再生铜和原生铜的性能根据目前技术所生产出的电工用铜杆它的物理性能跟原生铜已经没有太大差别唯一达不到的指标是在杂质含量上再生铜的杂质含量要超过原生铜但是如果是用先熔炼成阳极板再通过电解的方式再生铜的杂质含量可以降低到原生铜的标准只是这样做的成本太高而这个因素并不会对电工杆的使用造成实质的影响现在随着整个国家经济的发展再生材料的利用已经提到了国家的议程上来再生铜杆的量会越来越多会成为一个使用的亮点张东升对再生铜杆的未来充满了信心.
本文介绍火电厂燃煤锅炉电除尘器改造过程设计选型通过具体案例对火电厂燃煤锅炉电除尘器改造方案选择所需条件进行实例论证具体根据项目背景中改造前工艺相关参数改造前的除尘器运行状态电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器性能对比结合改造原则得出最优改造方案
一项目背景
热电厂锅炉原配备一台90m2/3板卧式三电场电除尘器从锅炉提产改造完成后（由130t/h提高至160t/h）情况发生改变时常出现烟尘超标排放现象针对实际情况2003年由机械工业第六设计研究院对原有除尘系统进行改造在原90m2/3电除尘器东侧新建一台50m2三电场管极式电除尘器两台除尘器并联使用增加除尘器的处理能力同时对原电除尘器的进出风管道系统及配套输灰系统等设施进行改造该热电厂锅炉为静电除尘设施烟尘设计排放浓度为100mg/m3后加石灰石-石膏法脱硫除尘（效率60%）现在执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）烟尘排放浓度为50mg/m3目前热电厂锅炉电除尘器扩容改造后已运行9年多了由于腐蚀和疲劳破坏使目前机头电收尘器本体性能也有一定下降并且出现了不同程度的磨损变形造成现在电除尘器的排放效果很不理想粉尘排放严重超标随着除尘技术的不断更新国家及地方环保要求的进一步提高到2014年7月1日《火电厂大气污染物排放标准》排放浓度执行30mg/m3将很难满足标准实现达标排放因此提高除尘效率以减少烟尘排放量减轻环境污染改善本地区大气环境质量对热电厂锅炉电收尘系统进行改造势在必行
二改造原则
1必须既要有充分的理论计算依据又要有可靠的实践经验可以参考
2必须针对工程的特定条件决不能简单照搬其他电站锅炉的除尘模式
3必须兼顾现有工艺尽量缩短停产时间以减少间接损失.
4不妨碍工艺生产系统设备长期运行稳定可靠
5优化改造方案降低工程投资和运行成本
6兼顾企业发展规划程技术进步的协调
7除尘统配套设备的改进遵循国内技术领先经济合理的原则
8应满足从控制污染物排放浓度发展到控制污染物排放浓度总量的双重指标的要求方案既要强调排放浓度的达标以强调降低排放总量（即提高岗位粉尘捕集率）
三改造前工艺相关参数
1基础参数
机组容量（t/h） 150
烟气量（Nm3/h） 275000Nm3/h
电除尘器进口的粉尘含量（mg/Nm3） 12760
电除尘器进口的烟气温度 150～200℃
锅炉燃煤量 每小时20.6t年为1212688t.
处理烟气量 450000m3/h
入口最大含尘浓度 40g/Nm3
入口允许最高烟气温度 180℃
引风机型号 Y4-73-11№20D全压3850Pa风量197000m3/h2台
燃煤煤种 义马煤为主配烧25%的大同煤或鹤壁煤
2现有供热锅炉燃煤煤质表（收到基）如下
项目 Mt St.ar Aar Vdaf Car Qnet.ar
单位 % % % % % kJ/kg
平均煤质 12.5 1.45 25 28.5 41 18000
3烟尘尘粒径分布情况
粒径（μm） 100
频率（%） 2.4 39.45 45.19 12.81 0.15
四改造前的除尘器运行状态
锅炉配套的静电除尘器在经过长期运行后其使用工况极不稳定除尘效率下降同时设备故障率高东台第3室已停运从电除尘器出口测得的锅炉尾部烟气烟尘排放浓度平均值为200mg/m3以上不能满足环保排放指标的要求
热电厂锅炉烟尘排放情况（平均）
锅炉 2009年 2010年 2011年平均排放浓度（mg/m3） 排放量（t） 平均排放浓度（mg/m3） 排放量（t） 平均排放浓度（mg/m3） 排放量（t）燃煤锅炉 164 122.94 88 78 204 242.26
存在的问题
1检测显示除尘器出口锅炉烟气尾部烟气不达标排放除尘效率低除尘效果很不理想
2极板积灰情况严重
3经过多年的烟气冲刷及温差形变整个阳极排阴极线磨损锈蚀松动严重基本上需全部更换
4阴极毛刺线脱落很多阴极大小框架变形松动严重特别是小框架的连接处磨损脱焊更严重造成毛刺线脱落搭接电场跳停
5阳极板承振砧铁阴极撞击杆断裂脱落很多
6机械振打系统振打锤脱落频繁
7除尘效率随时间的延续而衰减等
8风机能力偏小锅炉存在带满负荷风量不够的现象
9电除尘器捕集的粉煤灰通过灰斗下面的三台埋刮板输送机集中送入中间缓冲灰仓然后分两路送出主路采用单仓泵干式出灰开工输送到水泥厂综合利用另一路备用顺溜管通过水力冲灰器排入原有灰渣系统目前系统不能正常工作仅能采用备用水力冲灰系统排灰造成二次污染
五布袋除尘器和电袋复合除尘器性能对比
为了根治以上静电除尘器出现的问题确保除尘器达到稳定高效节能的运行要求及配套建设的脱硫系统设施的安全稳定运行同时为了保护一线工人身体健康给他们提供一个干净舒适的工作环境最大限度地满足有关国家环保标准根据即将实施的《火电厂除尘工程技术规范》（征求意见稿）规定火电厂除尘工程工艺技术主要包括电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器等特提出如下改造方案将电收尘器升级改造为除尘效率较高的电袋复合除尘器
1一次投资上电袋复合除尘器比袋式收尘器多了静电除尘器一电厂但增加的一电厂静电除尘器并不能对等缩小布袋除尘器的过滤面积因为布袋数量主要取决于需处理烟气量和选取的过滤风速虽然设计过程中可以选取高一些的过滤风速依次减少过滤面积又由于布袋除尘器过滤风速基本取决于滤袋材料本身而与入口烟尘浓度关系不大那么过滤面积减少很有限二者综合分析电袋复合除尘器比袋式收尘器投资多出20%左右
2主要材料性能袋式收尘器主材布袋使用寿命是有其具有的物理磨损和抗化学磨损特性决定电袋复合除尘器一电厂静电除尘的物理磨损但物理磨损的对使用周期延长的程度尚没有定论目前很多专家学者认为在布袋材质能接受的物理磨损程度内滤袋寿命主要取决于化学磨损
3电袋复合除尘器比袋式收尘器运行阻力低但是比电除尘器还是大如果原来引风机富余量有限引风机必须更换引风机投资并不能省却相反可以尝试对引风机进行改造以此节省投资此项目脱硫系统建设后对原有Y4-73-11№20D引风机通过改造叶轮提高压头达到4860Pa此全压值仅比目前锅炉引风机实际运行全压为3668Pa高1192Pa现有引风机在压头功率上均无法满足新系统的需要必须进行换型
结语
根据上述项目背景中到2014年7月1日《火电厂大气污染物排放标准》排放浓度执行30mg/m3满足标准实现达标排放改造前工艺相关参数改造前的除尘器运行状态电除尘器袋式除尘器电袋复合除尘器性能对比结合改造原则中不妨碍工艺生产系统设备长期运行稳定可靠等原则最优选择电除尘器改为布袋除尘器
