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1．前言
    水泥工業生產過程，簡稱為“兩磨一燒”，粉磨作業和球磨機是重要的工藝環節及設備。物料在粉磨過程中，產生大量的熱，使磨內溫度和出磨物料溫度大大提高，從而惡化操作，出現糊球糊襯板現象，降低產量、增加電耗。眾所周知，最有效的防治辦法，就是加強通風。通風量的大小，一般以磨內風速來衡量。根據業內專家多年的研究結果表明：球磨機的產量隨風速的提高而提高，但風速超過0.7m/s之后，產量已不再提高了。由于通風還有排出磨內水分、輸送磨細粉料等其他作用，所以磨內風速有時按不同需要，還會進一步提高，最高達到1.5 m/s左右。
    加強通風是球磨機節能高產必不可缺的重要手段，但是通風也會帶來成品細粉的流失和環境污染，因此，高效低阻的收塵設備是它離不開的合作伙伴。只有他們的密切配合，才有實現球磨機節能高產、清潔生產的可能。經過近十年來的實踐表明，這些收塵設備中，袋收塵器最為出色，功能最齊全，越來越被人們所青睞，富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
2、袋收塵器的卓越功能
    2.1  環保與清潔生產
    粉塵治理時需要一定的經濟投入，有許多企業經常為環保效益與經濟效益不能雙贏而犯愁。在粉磨車間安裝袋收塵器，只要選擇使用合理，完全可以做到有利可圖。不到半年時間，回收粉塵的價值，就可回收袋收塵器的全部投資。如：北京平谷水泥二廠，河南登封市第二水泥廠，選用水天藍公司的專利產品，每年回收水泥粉塵都超過二萬噸。他們投入袋收塵器的資金早已收回。
    袋收塵器是以纖維織物過濾的原理來完成消煙除塵過程的。隨著針刺氈濾料和復膜濾料的出現，袋收塵器的除塵效率可以達到99.99%以上，排放濃度低于50mg／m3、甚至低于10mg/m3，實現無煙排放，接近零污染。許多水泥廠主要車間的清潔生產，都是從安裝了袋收塵器的粉磨車間開始的。尤其是2004年的到來，我國水泥工業大氣污染物排放標準即將與國際標準接軌，新標準送審稿要求通風設備的粉塵排放濃度低于30mg/m3，袋收塵器當之無愧地成為最可靠的首選除塵設備。
    2.2提高比表面積與避免過粉磨現象
    在水泥生產過程中，進入生料磨或水泥磨的物料，都是不同組分的配合物料。如生料系統的石灰巖質原料，硅質原料，牯土質原料，以及鐵質原料等等，再如進入水泥磨的熟料、石膏、混合材，如粉煤灰、水渣等，由于各組分物料被粉磨的難易程度（即：易磨性）不一樣，導致隨時間增加而被磨細的程度（粉磨速度）不一樣。在磨機內部有效停留時間里，有些組分物料很快就達到了粉磨的細度要求，但不得不伴隨其他難磨的組分物料，在磨機內繼續停留，越磨越細，超過了出磨的細度要求。隨著磨溫的升高，這些細粉產生的靜電作用越來越強，不僅緩解了研磨體的沖擊作用，而且糊球糊襯板，降低了粉磨效率。這就是“過粉磨現象”，必須盡量避免。
    執行新的國家標準后，要求水泥的細度、比表面積增加了，各企業不同程度地調整了研磨體級配等工藝參數，適當延長物料在磨內的停留時間，以求出磨物料更細、細粉含量更多，與此同時就更容易產生過粉磨現象。必須提高磨內風速，加大通風量，把容易磨細的物料提前、及時、迅速地排出筒體之外，這項工作由通風除塵系統來完成。長期運行的實踐證明：由袋收塵器和風機組成的通風除塵系統，不僅可以幫助球磨機提高出磨物料的比表面積，適應新標準要求，而且，還能同時避免過粉磨現象、有效提高粉磨效率。可以說，袋除塵器在提高比表面積，避免過粉磨方面有著不可替代的作用。
    2.3適應設備大型化與高濃度細粉收集
設備大型化，是現代水泥工業技術進步的一大特點。它不僅單機生產能力高、規模效益好，而且物料配合均勻、產品質量穩定。在新型干法生產中選擇大型立磨，在現代立窯生產中采用大磨群窯技術，已經成為我國水泥企業先進生產力的代表。這其中大型化的粉磨工藝流程，離不開大型化的高濃度袋收塵器。它需要這些大型化高濃度的袋收塵器，不僅作為粉塵治理的環保設備，更是完成細粉收集的生產設備。
    我們在山東齊銀集團全國第一條現代立窯示范線上看到，生料制備的立磨系統和∮3.5×13. 5m球磨機與O - Sepa選粉機組成的水泥粉磨系統，都選用了處理風量為100000m3/h氣箱脈沖袋收塵器作為細粉收集設備；在各地2500 t/d新型干法水泥生產線水泥粉磨系統上，∮4.2 x10m球磨機與O- Se-pa選粉機組成的水泥粉磨系統，都選用了處理風量為140000m3/h氣箱脈沖袋收塵器作為細粉收集設備。這些處理風量在每小時十萬立方以上的大型袋收塵器，入口濃度一般為800—1000g/m3，比僅僅承擔球磨機通風除塵的普通袋收塵器入口濃度高10一20倍。既要保證這些大型粉磨車間無污染、清潔生產，又要維持高濃度的粉磨物料流程暢通無阻，從技術經濟角度分析，只有袋收塵器才是最佳的選擇。
    2.4優化顆粒組成與提高水泥早期強度
    有一些企業反映，圈流粉磨系統生產的水泥沒有開流磨機生產的水泥早期強度高，于是紛紛把高產的圈流粉磨改成為低產的開流磨。如果認真仔細地分析其原因，其實是一個水泥顆粒組成是否合理的問題。業內專家研究結果表明，水泥強度的高低主要取決于其顆粒組成中3~30um顆粒含量的多少；而早期強度的大小，又主要來自于5um以下的顆粒含量。在開流粉磨過程中，尤其是開路長磨，物料在磨內停留時間較長，出磨水泥顆粒中粒徑分布比較寬、微細粉含量高且以5um以下的顆粒居多，以它直接作為成品，自然早期強度發揮較快，但后期強度增進率一般不高。由于開流磨容易產生過粉磨現象、粉磨效率受到影響，同規格的開流球磨機比圈流磨機臺時產量低30%左右。所以，目前國內水泥廠采用圈流粉磨系統的占絕大多數。
    物料在圈流磨機內停留時間短，且出磨物料必須經過選粉機分選后，細度合格的作為成品，不合格的重新返回磨機再粉磨。問題的主要原因就出現在選粉機上，目前國內水泥廠（尤其是立窯企業）使用的選粉機，大部分是依靠重力或離心力沉降原理來收集成品細粉。從結構性能上講，它們就很難收下5um以下的顆粒，加上物料在選粉機內停留時間有限，所以成品中微細粉含量不如開流磨多。近年來引進制造的O - Sepa選粉機采用袋收塵器收集細粉，正常工作時，在濾袋表面還附著一層粉塵層，99%以上的微細顆粒都可以收集下來。因而成品水泥的顆粒組成得以改善，早期強度不存在偏低的問題。不同粉磨工藝流程、不同選粉機配置的成品顆粒分析結果列入表1。從粒徑分布情況看出，以袋收塵器為細粉收集的O-Sepa選粉機與球磨機組成的閉路系統，水泥成品顆粒組成既不影響早期強度的發揮，又有利于后期強度增進率的提高。
    2.5  實施粗粉細選工藝與提高磨機產量
    在實際生產中，由于選粉機結構性能的限制、以及粉磨系統工藝參數控制等原因，選粉效率達不到100%，一般維持在65~85%之間。也就是說，粗粉回料中總有15%以上的合格細粉，被返回磨機重新粉磨。這不僅浪費了能源，同時細粉還會緩解研磨體的沖擊作用，降低粉磨效率。
    根據顆粒流體力學的基本原理，在一個密閉的容器內，氣體通過物料顆粒層，不僅可以把不同顆粒大小的粉狀物料，按不同的高度懸浮分離開來；而且，氣流可以將這些粉狀物料輸送到不同的位置。如果是相同粒徑大小的粉狀物料，隨著氣流速度的不同，會出現三種不同的氣、固混合狀態：固定床、流化床和氣力輸送床。“如果是一群粒徑不同的粉狀物料，隨著氣流速度的不同，就會按粒徑大小不同，由小到大順序排列，先后從固定床進入流化床和氣力輸送床。只要控制好氣流速度大小和粉狀物料顆粒層的厚度（顆粒層阻力），就可以在流化床與氣力輸送床之間找到一個合適的范圍，實現按粒徑大小來進行物料分級的過程。”這就是“粗粉細選”的工藝原理。
    “閉路粉磨系統的粗粉細選工藝”，就是在選粉機的粗粉出口，安裝一臺小型、簡單的氣力分級設備，對選粉機的粗粉回料進行再一次地“粗粉細選”，它不但能增加粉磨系統產量，而且還能提高球磨機的粉磨效率。磨尾袋收塵器就是粗粉細選分級機的細粉收集設備，物盡其用、環保節能，不再新增其它設備。一個中2. 2X7m的閉路水泥粉磨系統，可以從分級粗粉回料中再選出2~ 3t/h的細粉，增產帶來的經濟效益，不到一個月就可以收回全部技術改造投資。
    2.6消除爆炸隱患與取代電收塵器
    在新型干法水泥生產中，煤粉制備是不可缺少的工藝環節。烘干兼粉磨也是常見的節能高產工藝流程。只要與煤粉或可燃氣體打交道，就必須注意兩個問題：一是自燃；二是爆炸。煤粉在堆積狀態下，氧化速度超過散熱速度，就會發生自燃現象。煤磨在運轉或停轉中，系統內某些沉積的煤粉容易發生自燃；當環境溫度較低時，若系統溫度控制也較低，容易產生結露現象，造成煤粉粘結堵塞，也會引起自燃。另一種是發生爆炸。當煤粉很細時，在懸浮狀態下，直接與空氣接觸，一旦引燃就能迅速發生氧化反應爆炸。根據許多次爆炸事故分析，發生爆炸有三個必須條件：氣體混合物中的可燃物濃度達到爆炸的極限；氣體混合物中的氧含量達到足以發生爆炸的程度；混合物中的熱能（火種）足以引起爆炸。為了實現煤磨的安全生產，首先要防止煤粉在系統各部分積聚；二要利用各種防爆裝置。目前，具有防靜電和防爆功能的袋收塵器是煤磨通風除塵的唯一選擇。
    順便說一句，隨著我國水泥環保標準與國際標準接軌時刻的到來，業內專家已經提出：新型干法回轉窯窯尾收塵器也應該淘汰電收塵器，改換為大型防爆耐高溫的袋收塵器。以防止窯尾廢氣中c0超標而停電收塵器，引起的顆粒物超標排放的嚴重污染。
3、正確使用袋收塵器的技術要點
    3.1  處理風量、過濾風速、過濾面積
    袋收塵器是利用袋狀濾布和過濾的方式來凈化含塵弋體的。選擇袋收塵器的主要依據，首先是處理風量（處理風量越大，需要收塵器的體積也越大）。滿足磨機通風量的要求、系統漏風量和料氣比（粉塵濃度）的要求，是決定處理風量大小的前提。磨機的通風量等于磨內通風截面積乘以磨內風速；但在實際生產中，大家習慣用經驗辦法，按磨機的臺時產量（生產能力）來確定配套袋收塵器的處理風量。
    Q= KC    Q:處理風量(m3/h)
    C:磨機臺時產量(Uh)
    K:經驗系數(磨機通風取：500~600m3/t；細粉收集取：1200～1300  m3/t)
    例：水泥磨臺時產量為20 t/h，磨尾袋收塵器僅是磨機通風除塵設備，處理風量應選12000rr13／}i；球磨機與0 - Sepa選分機組成的閉路粉磨系統，臺時產量為100 t/h，磨尾袋收塵器既是環保除塵設備，又是細粉收集裝置，因此處理風量應選130000m3/h。不同類型或不同制造廠家生產的袋收塵器，在處理風量相同的情況下，設備的體積有時會相差很大。這是因為他們產品的結構和材質不同所造成的差異。具體的說，就是該收塵器所選擇的濾布不同、其允許的過濾風速也不相同。過濾風速是單位面積濾布上通過含塵氣體的體積流量。它表征了濾布承載粉塵層和凈化含塵氣體的能力。由于袋收塵器工作原理的特殊性，不僅要求氣、固分離效率高，而且還要求濾布清灰后，重新恢復過濾的能力強。因此，過濾風速過大，會造成通風阻力增大和濾布的堵塞及損壞，影響收塵器安全運轉時間；過濾風速小，有利于收塵器壽命延長和凈化效果提高，但在完成一定的處理風量的前提下，濾布的面積（即：過濾面積）必然增加，收塵器的體積也隨之擴大，設備造價提高。
    處理風量、過濾風速、過濾面積三者的數學關系如下：
    Q= 60Su    Q:處理風量(m3/h)
S：過濾面積(m2)
    u：過濾風速( m/min)
    例如：中3xllm閉路生料磨的臺時產量為70t/h時，需要通風除塵的處理風量為42000m3/h；如果選擇普通的滌綸布袋收塵器，過濾風速應≤0. 7m/min，則該收塵器的過濾面積應不小于1000m2。
    3.2濾布材質選擇
    濾布是袋收塵器過濾含塵氣體的主要工作部件。水泥工業最常用的濾布主要由有機或無機纖維織物制成。根據目前袋除塵技術的發展，我們按工作原理可以把它們分成兩大類：粉塵過濾濾布和表面過濾濾布。前者由于織物纖維的縫隙大于50um，凈化過程是以在濾布上的粉塵層過濾為主；而后者在濾布上復有一層薄膜，薄膜上的孔隙僅有3um以下，水泥工業粉塵一般都阻留在薄膜上，凈化過程是以表面過濾為主，接近于零排放。在水泥環保標準與國際接軌的今天，它具有越來越多的用武之地。因為后者價格是前者的5～10倍，水泥環保市場現在還沒有完全接受。粉塵過濾濾布價格便宜、品種齊全，是目前水泥行業普遍選用的袋收塵器的材料。由于濾布的選擇需要考慮含塵氣體的物理、化學性質、氣體溫度、濕度、含塵濃度、粉塵顆粒大小及可燃性、腐蝕性等影響因素，所以正確選擇濾布是使用好袋收塵器的關鍵。一般來說，對于球唐機、破碎機、包裝機等通風除塵設備的常溫無腐蝕的含塵氣體，選用有機材料纖維織物的濾布，如：滌綸類合成纖維紡織品及針刺氈等；針刺氈濾料是以針刺法而成型的一種新型纖維織物濾布。它的過濾單元呈單纖維狀態，是一種三維微孔結構的濾布，含塵氣體通過時呈層流狀態，在高過濾風速的情況下，也能夠得到較小的通風阻力。與普通織布比較，該濾布的孔隙形態不同。織布主要是靠經緯線交錯所構成的孔隙作為過濾之用，這些孔隙還不到整個織布體積的一半；而針刺氈是由單纖維絡合交錯的纖維空隙作為過濾的細孔，這些細孔在氈的整個體積內所占比例相當大，一般為70~90%；在布重和厚度相同的情況下，用于過濾的細孔，針刺氈是普通織布的1.4倍。因此，透氣性好，清灰容易，過濾風速也可以提高，單位面積的處理風量大。在相同處理風量的條件下，濾布所允許的過濾風速決定了過濾面積的大小和袋收塵器的體積。普通合成纖維織物濾料的過濾風速一般應≤0.5 m/min，而針刺氈濾料可以達到0.8~1.0n/min；因此，利用針刺氈濾料制成的袋收塵器，體積往往小于前兩種濾料制成的袋收塵器，但是，由于針刺氈濾料制造工藝復雜，濾布及其除塵設備價格卻要略高一些。對于立窯、回轉窯、烘干機、冷卻機等熱工設備的高溫腐蝕性含塵氣體，要選擇玻璃纖維材質的紡織品、膨體紗、針刺氈濾布。玻璃纖維濾布具有耐高溫、耐腐蝕、結構緊密、尺寸穩定、粉塵易剝離、過濾效果好等特點，是用于高溫煙氣凈化的理想過濾材料。
    近年來，濾布、濾料的發展呈多樣性，高分子塑料燒結膜濾料，高分子材料涂膜工藝取得了較大的進展，如紡粘長纖維PSU燒結膜濾料，紡粘長纖維PTFE復膜濾料，具有表面光滑，疏水、不粘灰，濾材材質堅固，鋼性強度大，適合高溫、高濕、高粘性粉塵、高濃度粉塵的工業煙塵凈化，透氣度50一60m3/cm2·s，長久使用溫度300℃，超過一般常用的玻纖袋的長久使用溫度。
    3.3清灰方式的選擇
    袋收塵器在工作過程中，隨著粉塵在濾布上的聚積，通風阻力逐漸上升，系統處理風量迅速減少，給生產過程帶來影響。因此必須定期清除濾布上的積灰，恢復濾布的通風過濾作用。這是正確使用袋收塵器的重要環節之一，決不可掉以輕心。清灰方式分為機械振打和反吹風清灰兩大類。對于小型袋收塵器可以采用機械振打清灰方式；而處理風量在4000m3/h以上的袋收塵器就應該采用反吹風的清灰方式，這樣才能保證濾布迅速恢復過濾能為。反吹風清灰分為常壓反吹風和高壓脈沖反吹風清灰兩種，對于凈化濕含量較低含塵氣體的袋收塵器，可用普通離心通風機進行常壓反吹風清灰，而處理含塵氣體濕含量或粉塵濃度較高的袋收塵器一般都應采用由空壓機提供氣源的高壓脈沖反吹風清灰方式。
    蘇州水天藍環保設備公司的傻瓜式收塵器的清灰方式，有其獨特的優點，嚴格的講，它既不屬于機械振打清灰，又不屬于反吹風清灰。水天藍天的清灰方式是利用閥門的控制造成各室的壓差而使之清灰，既不需要動力，又易操作、維護，整個設備只需要一臺主風機。所以別人稱它為傻瓜式收塵器。袋收塵器的清灰周期一般為2—4min，脈沖噴吹壓力一般為0.5—0.7 MPa；清灰周期一般靠壓差計或時間繼電器，調控延時定時器和脈沖閥的打開時間來實現。噴吹清灰一般分為“在線清灰和離線清灰”兩種方式。在線清灰的濾袋不用分室，利用高于工作氣流的壓力和流量3—4倍的脈沖空氣，逆向噴入正在工作的濾袋，抖動的濾袋將表面聚集的粉塵清除，落人下部的集灰斗中。由于高壓脈沖空氣要克服工作氣流的阻力，并且在這清灰的瞬間，這些濾袋不能進行除塵工作，收塵器的有效過濾面積因此會受到一些影響。但是，被清灰的濾袋只是一部分一部分地分批輪換、時間又短，所以，對于上萬立方處理風量的大型收塵器來說，該影響可以忽略不計。離線清灰的濾袋必須分室隔開，清灰過程是一室一室地輪流進行。濾袋因清灰而停止除塵工作，收塵器的總過濾面積將減少一個室的濾袋面積之和，這一點不如在線清灰經濟劃算。但是，離線清灰的過濾室因工作氣流被隔斷，所以噴吹的清灰氣流僅用低壓和與該室處理風量同等的流量，就可以很好地完成清灰任務，并且剝落的粉塵也不易產生二次飛揚。由于清灰空氣壓力低、流量少，不僅節約能源，而且濾袋使用壽命比在線清灰長，使除塵系統運行費用降低，有利于提高除塵器的運轉率。
    3.4維護管理納入經濟責任制考核內客
    在除塵系統中應該安裝必要的測試儀表，定期進行監控測試、認真記錄系統壓差、氣體溫度、風機電機電壓、電流等運行數據。通過記錄結果及其變化，判斷發現問題，并及時排除故障；對于生產工藝條件也要進行跟蹤和協調，尤其是入磨物料水分和系統風溫，僅防“結露”現象發生；不然，它不僅會降低磨機產量，而且會出現糊袋、使袋收塵器無法正常進行工作。在日常運行中，由于工藝條件的變化或設備本身的某些故障，會引起袋收塵器運行狀態和工作性能的波動；只要我們精心操作、定期進行檢查和適當調節，一定能保持除塵系統的工作穩定，實現生產與環保的雙贏。
    隨著經濟發展水平的逐步提高，環境保護已經成為水泥企業在競爭中求生存發展的重要前提。袋收塵器的正確使用維護，直接關系著生產設備的達標排放和安全運轉。許多先進的水泥企業，已經把收塵設備的維護管理納入了經濟責任制的考核內容。同其它生產設備一樣，車間環境保護和收塵設備運行情況，與崗位工人的考核評比、獎金收入直接掛鉤。“管理有制度、操作有規程、運行有條件、考核有指標”，這是提升員工環保意識和崗位責任心，正確使用收塵設備的基本保證。
4、結語
    一百多年前，袋收塵器就應用于工業生產，由于它除塵性能優異、維護方便，其應用領域越來越擴大。目前在高濃度、高溫含塵氣體的凈化、超細粉的收集、有害氣體與物質的分離等方面取得了可喜的成果。在過濾機理、濾布材質、結構性能、清灰方式等改進研究上，也都有突破性的進展。袋收塵器是大家信賴的環保設備，在水泥工業生產和環境保護中將發揮更大的作用。