2013-06-22 20:41:46 來(lái)源:水泥人網(wǎng)

水泥制造工藝系列講座-收塵控制

1 收塵意義?
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水泥廠中有諸多的場(chǎng)合容易產(chǎn)生粉塵,如礦山的采掘、原料的破碎、烘干、研磨及運(yùn)輸,都不可避免地有粉塵的產(chǎn)生。如果不加以防制,會(huì)對(duì)工作人員的身體造成很多的隱患,特別是在礦山與生料磨系統(tǒng)中的活性二氧化硅。一般粉塵濃度在20mg/Nm3以上就看得到,30μm以上的粉塵肉眼便可看到。一般5-10μm的粉塵在鼻腔或上呼吸道中可以除去,3-5μm的粉塵在呼吸道中可除去,1-3μm的粉塵則要在肺泡中除去,0.1-1μm的粉塵則會(huì)在肺泡中沉積,小于0.1μm的粉塵可與呼吸空氣一起進(jìn)出。一般來(lái)說(shuō)小于5μm的粉塵便可能會(huì)被吸入,沉積在呼吸道以上的粉塵都可通過(guò)人體內(nèi)部的分泌液排除到體外,停留在肺部的粉塵則可能會(huì)造成硅肺病、肺部硬化等。?
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粉塵如果落到機(jī)器上,會(huì)加速各種機(jī)件的磨損,造成設(shè)備使用壽命及運(yùn)轉(zhuǎn)率縮短,降低控制設(shè)備的精度及可靠性,建筑物中積灰過(guò)多會(huì)造成增加負(fù)何,影響外觀,農(nóng)作物如果受到粉塵污染會(huì)造成減產(chǎn)。粉塵如果不進(jìn)行回收,會(huì)增加原料、燃料及動(dòng)力消耗,水泥生產(chǎn)中粉塵的含量大約為6-12%左右。由此可見(jiàn)做好收塵工作,對(duì)保護(hù)人體健康、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著非常重要作用。?

2 收塵設(shè)備概況?

粉塵的收集有很多種方法,按工作原理可以分為: 重力收塵,慣性收塵、離心收塵、水收塵、過(guò)濾收塵及電收塵。目前常用的收塵設(shè)備有四種,分別是沉降室,旋風(fēng)筒,袋收塵器以及電收塵,目前前兩種收塵設(shè)備都是無(wú)動(dòng)力的設(shè)備,因?yàn)槠涑龎m效率較差,現(xiàn)在已不作為最終的除塵設(shè)備,主要用于在一些含塵率較高的場(chǎng)合作為一級(jí)除塵,以降低袋收塵器或電收塵的負(fù)荷。要選擇收塵器,主要根據(jù)含塵氣體的處理量、含塵量、溫度、氣體的性質(zhì)、排放的標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)的難易程度、投資等一系列參數(shù)去進(jìn)行選擇。?
沉降室主要是利用一較大的密閉空間,當(dāng)氣流進(jìn)入時(shí),氣流速度降低,氣體中一部份較大的顆??恐亓Τ两祦?lái)除塵,空間越大則收塵效果越好,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,流體阻力小,施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但是它的收塵效率比較低。?

旋風(fēng)筒是利用氣流在旋風(fēng)筒中旋轉(zhuǎn),氣流中粉塵受離心力作用沉降在筒壁上,然后滑落到錐體中進(jìn)行除塵。一般直徑小的比大的效率更好。它構(gòu)造簡(jiǎn)單,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,操作可靠,體積小價(jià)格低。?

要做好收塵,首先要整個(gè)流程比較合理,不會(huì)有過(guò)多粉塵的產(chǎn)生點(diǎn),否則就需要有更多的收塵機(jī)才能有同樣的效果。?

3 袋式收塵機(jī)?

(1) 收塵的原理?
袋式收塵機(jī)是以濾袋作為過(guò)濾材料,靠風(fēng)機(jī)抽風(fēng),使整個(gè)袋收塵在負(fù)壓下工作,含塵氣體從下部進(jìn)入到袋收塵中,然后通過(guò)濾袋,將粉塵置于濾袋的上,定期將粉塵清除,過(guò)濾后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)排放道大氣中去。?

濾孔的孔徑為10-20μm左右,對(duì)于大于濾孔的粉塵顆粒會(huì)被阻止在濾袋的外層。1-10μm左右的粉塵當(dāng)氣體通過(guò)曲折的毛孔時(shí),粉塵會(huì)由于慣性的作用會(huì)撞擊到纖維上失去動(dòng)能,而附著在濾袋上被收集。小于1μm的粉塵由于本身擴(kuò)散及靜電作用,因?yàn)榭讖叫∮谄錈徇\(yùn)動(dòng)的自由徑,使粉塵撞擊到纖維上而被收集。?

濾袋上的粉塵有粉塵膜與粉塵層之分, 袋收塵的收塵效率比較高,可穩(wěn)定達(dá)到98%以上,與電收塵相比,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)要求不高,投資省,易于操作。但濾袋比較容易損壞,不能使用在溫度較高的場(chǎng)合,如果氣體中水份含量較高會(huì)造成濾袋被堵塞,造成收塵效率下降,氣體阻力增大等一系列問(wèn)題。?

(2) 袋收塵的分類(lèi)?
根據(jù)清灰方式的不同,可將其分成機(jī)械振打式,脈沖氣體式。機(jī)械振打式因?yàn)槠浯右灼茡p,所以現(xiàn)已很少用。?

根據(jù)風(fēng)機(jī)所在的位置(既收塵器內(nèi)的壓力),可以分為正壓式與負(fù)壓式。正壓式的風(fēng)機(jī)位于收塵器的前面,如此布置風(fēng)機(jī)易受粉塵磨損,并且也容易造成一些不嚴(yán)密處冒灰。負(fù)壓式的風(fēng)機(jī)位于收塵器的后面,如此布置便不會(huì)有正壓式的問(wèn)題。?

還有一種無(wú)動(dòng)力的袋式收塵器,它主要用于一些小型設(shè)備上的收塵,靠其內(nèi)部的壓力將氣體通過(guò)濾袋進(jìn)行除塵,如在煤粉計(jì)量站上面所使用的收塵機(jī)。?

脈沖式的收塵機(jī)的機(jī)體可以分成上箱、中箱、灰斗三部份組成,其中上箱的主要部件有噴吹排氣箱,噴吹管,文式管,壓縮空氣包,脈沖閥及干凈空氣出口管。中箱主要包括有除塵箱,濾袋,支撐濾袋的網(wǎng)架以及花板(氣孔)?;叶分兄饕怯羞M(jìn)氣管,螺運(yùn)輸送機(jī)及葉輪排灰閥等。?

(3)袋收塵的清灰?

脈沖式清灰的主要是利用文式管的原理,既氣體在通過(guò)一截面積較小的管子時(shí),其氣流速度會(huì)加快。如果小管子的周?chē)_(kāi)有小孔,它會(huì)將周?chē)臍怏w一起吸入向前運(yùn)動(dòng)。所以當(dāng)高壓空氣從管中噴出時(shí),進(jìn)入袋子的不僅是所噴出的高壓空氣,還包括有被其帶動(dòng)的周?chē)諝庖黄疬M(jìn)入到袋中。?
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一種方法是,在布袋上直接加一根帶孔的氣管,高壓空氣經(jīng)小孔噴出,帶動(dòng)周?chē)鷼怏w一起直接進(jìn)入到袋子當(dāng)中,對(duì)袋子進(jìn)行反吹來(lái)達(dá)到清灰的效果。另一種方法,它在布袋的上方并不是直接接高壓空氣管,而是還加有一中間擴(kuò)壓作用的氣管,高壓空氣噴入到氣管后帶動(dòng)一部份氣體向下吹,然后將這一部份氣體作為進(jìn)入布袋的高壓空氣,又帶動(dòng)另一部份氣體一起進(jìn)入到袋子中對(duì)袋子反吹除塵,既具有雙重的文式效應(yīng)。?

(4)膜片的控制?

要有較好的除塵效率,就必須要將布袋上的粉塵有效的清除。粉塵的清除又與高壓空氣的噴入量,噴入時(shí)間有著直接的關(guān)系。在控制高壓氣體的噴入量及時(shí)間方面,目前主要采用兩種設(shè)備,一種是雙膜片控制閥,另一種是單膜片控制閥。?

膜片對(duì)氣閥的控制主要是利用氣壓平衡的原理,膜片的兩端由一氣管連通,使的兩邊的氣壓能夠達(dá)到相等。根據(jù)F=P*A原理,(其中F 是指膜片所受的壓力,P是指壓強(qiáng),A是指受壓面積),由于有放氣管一邊的相對(duì)面積較小,所以其受力也就小,這樣就可將膜片壓緊。?

當(dāng)需要噴氣清灰的時(shí)候,由一信號(hào)給電磁閥將閥門(mén)打開(kāi)。氣體就從管道出去,使氣管及膜片不排氣的一側(cè)的氣體與外界接通,由于氣壓較大,迅速地便將氣體放出,使得該側(cè)的壓力為常壓。由于連通的氣管較小來(lái)不及補(bǔ)充,既使補(bǔ)充也建立不起壓力,再加上有放氣管一邊的壓力又較大,迅速地便將膜片打開(kāi)進(jìn)行排氣。?

當(dāng)需要停止噴氣時(shí),由一信號(hào)使電磁閥關(guān)閉氣閥,連通用的氣管馬上補(bǔ)充氣管與膜片不排氣的一側(cè)的氣體并建立起壓力,將膜片又重新關(guān)緊。?

雙重膜與單重膜的主要區(qū)別在于控制的環(huán)節(jié)不一樣。單重膜只要以上的步驟既完成一個(gè)控制循環(huán)。雙重閥有大小兩重膜片,電磁閥打開(kāi)后,將與其連通的氣管的氣體排出,這只是控制小膜片動(dòng)作,小膜片泄壓后打開(kāi),將處于大小膜片之間的高壓空氣也排出,使得大膜片打開(kāi)排氣。關(guān)閉時(shí)也是一樣,電磁閥關(guān)閉以后,首先對(duì)小膜片的一側(cè)加壓使小膜片關(guān)閉,然后在大小膜片間建立壓力,使得大膜片關(guān)閉。這樣才算完成一個(gè)工作過(guò)程,相當(dāng)于有兩重控制。?

要清灰就是利用高壓空氣瞬間反吹,使布袋振動(dòng)將粉塵除去。要提高清灰效率,就要有足夠的氣體量與合理的噴射時(shí)間(一般是在50ms左右)以及合理的氣壓(一般為5-6kg/cm2)。一定量的氣體以0.1秒或1秒噴射出去所產(chǎn)生振動(dòng)的效果是不同的。前者所產(chǎn)生振動(dòng)效果比后者好(也不能振動(dòng)過(guò)大,否則會(huì)將布袋損壞)。在一些較大型的袋收塵中,每次噴射的氣體量都比較大。一般都采用雙重膜片進(jìn)行控制,因其膜片動(dòng)作非常迅速,產(chǎn)生的振動(dòng)效果較好,但故障率也比較高。?

如果采用單膜片控制閥,通過(guò)電磁閥處的小氣孔對(duì)膜片的一側(cè)進(jìn)行泄壓,會(huì)使得膜片打開(kāi)的時(shí)間拖的很長(zhǎng),既使有足夠的噴氣量也不會(huì)有很好的振動(dòng)效果。一般單重膜片的的故障較少,但其每次噴氣量較小,所以只限于一些較小的設(shè)備使用。?

(5)清灰的順序?

在清灰時(shí)也要注意各室各排的先后次序,如果每次按區(qū)域或風(fēng)室來(lái)輪流進(jìn)行清灰除塵,就會(huì)造成氣體往以清過(guò)灰的濾袋去通過(guò)(因其氣體阻力較小),使得整個(gè)收塵機(jī)中的氣流分不均勻。所以要對(duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)袋子進(jìn)行排序清灰,每次清灰時(shí)各區(qū)域都有袋子被清除,使得氣流能夠均衡穩(wěn)定的進(jìn)入、通過(guò)濾袋。?

例如有一個(gè)收塵器共有10室,分A、B兩邊,氣流從中間通過(guò),中間是沉降室,一邊5室,一室有5排,共有50排,分成5組進(jìn)行清灰。第一次清灰時(shí),先清A邊每一室的第一排與B邊每一室第二排,第二次清灰則清A邊的第二排與B邊的第三排,如此輪流下去就可使風(fēng)壓分布均勻。?

在清灰的過(guò)程中,由于氣流并沒(méi)有停止,清除下來(lái)的粉塵與氣流逆向,造成二次揚(yáng)塵又附著在濾袋上,真正沉落的只是其中的一部份。如何消除二次揚(yáng)塵的問(wèn)題,我曾經(jīng)在大陸見(jiàn)過(guò)一種袋式收塵機(jī),天津水泥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的,它清灰的過(guò)程分為四個(gè)步驟,要除塵前先將進(jìn)氣孔關(guān)閉,讓袋子靜置,其原來(lái)內(nèi)凹或外凸(因氣體的進(jìn)入面不同)的表面自然垂直,將一部份粉塵除去,然后在進(jìn)行氣體反吹清灰,清灰后靜置一段時(shí)間讓粉塵沉降,最后才將進(jìn)氣閥打開(kāi)又進(jìn)行工作。這樣在清灰時(shí)就不會(huì)有二次揚(yáng)塵的問(wèn)題,清灰比較徹底,但減小了除塵面積,要達(dá)到相同的效果就要使設(shè)備規(guī)格更大。?

每一收塵器的廢氣處理量都有一極限,根據(jù)氣布比而言(既氣流與布袋表面積的比值),一般都維持在1-2之間。如果要增加其氣流處理量,可以通過(guò)增加每一排的袋子數(shù)目或增加排數(shù)來(lái)達(dá)到,如果采用前者,因距離較長(zhǎng)氣流散熱使氣溫的降低,造成在尾部的袋子容易結(jié)露,采用后者便不會(huì)有這種情況。?

清灰時(shí)所用的壓縮空氣也是一個(gè)難解決的問(wèn)題,空壓機(jī)出來(lái)的壓縮空氣雖有經(jīng)過(guò)干燥器,干燥的效果不是很好,用于反吹除塵的氣體中還是有水存在,這樣會(huì)造成布袋的粘結(jié)粉塵硬化,堵塞通氣孔,增加通風(fēng)阻力。?

在水泥磨系統(tǒng)中,因?yàn)闃菍涌臻g的限制,再加上袋收塵機(jī)的體積較大,所以其濾袋的鐵絲濾網(wǎng)(濾袋骨架)采用兩節(jié)組成,這樣在換濾袋時(shí),可以分兩節(jié)抽出,就不會(huì)有困擾。?

(6)影響袋收塵效率的因素?

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