摘 要：工业硅制粉振动筛采用新型的二次除尘工艺，对振动筛筛面进行第一次除尘，捕集设备振动引起的大部分粉尘，粉尘直接落入振动筛内；将振动筛整体密封进行二次除尘，捕集振动筛缝隙漏出的少量的粉尘，单独清灰。除尘效果好，投资少，运行费用低。
关键词：硅粉，支承型振动筛，一次除尘，二次除尘，软连接
1.前言
云南永昌硅业有限公司现有年产工业硅5万吨、硅铁5万吨、粒度硅粉4000t生产线各一条，共有25000kVA、12500kVA矮烟罩半封闭旋转式矿热电炉7台。十二五期间，还将投资10亿元，生产规模将达到年产金属硅15万吨、硅铁5万吨、硅粉6万吨。
工业硅主要应用于多晶硅、单晶硅、有机硅的生产，粒度需求多在30~200目，即660~76μm。硅粉的生产原料为各种标号的金属硅块。
硅粉的生产方法，目前流行的有雷蒙磨、对辊法、盘磨法和气流磨法，四种方法均为物理破碎、筛分。雷蒙磨、对辊法、盘磨法是挤压破碎，工艺简单，但环境污染严重，噪声大，粉尘量多对操作工人的身体健康危害大。气流磨法为冲击破碎，该法气磨法分级粒度均匀，活性大，可一次制造多种粒级的硅粉。
云南永昌硅业有限公司采用气流磨法工艺生产硅粉，采用二次除尘技术对一台支承振动筛进行除尘，总投资为20万元，工期20天，于2009年12月建成投产，粉尘捕集率＞95%，除尘器出口含尘量<30mg/Nm3，低于国家排放标准；操作点的含尘浓度<5mg/m3，符合国家职业卫生标准。与传统的布袋除尘技术相比，投资节省10万元，工期缩短20天，每年节约运行电费8万元。
2.传统的振动筛除尘方法
振动筛主要分为直线振动筛、圆振动筛、旋振筛?、激振式振动筛，一般由振动器、筛箱、支承或悬挂装置、传动装置等部分组成。是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的，工作时两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。其工作部分固定不动，靠物料沿工作面滑动而使物料得到筛分。
我国支承型振动筛的除尘方法，多数采用集中式负压吸风大倾角皮带的除尘除尘工艺进行除尘。布袋除尘工艺包含粉尘捕集罩、输送管道、布袋除尘器、引风机和烟囱等。优点是除尘效率高。缺点是投资大；粉尘捕集率低；水平管道易堵塞，影响捕集率；抽风量大，运行费用高；除尘器、引风机和烟囱等占地面积大；需设置专职的操作维护人员及粉尘运输设备。
支承型振动筛除尘最大的难度在于粉尘的捕集和输送。
采用传统的布袋除尘工艺捕集器组成：在振动筛筛面上设置一个锥形的捕集罩，与粉尘输送管道连成一体。
为了避免粉尘溢出捕集罩，捕集罩内必须是负压状态；为了避免粉尘在管道内沉积，必须采用大风量进行输送。两个因素均需要强大的动力，一旦粉尘沉积于管道内部，抽风效率就会大大降低，捕集罩内的负压状态就会被破坏，粉尘将溢出捕集罩，捕集效率大幅度降低。采用布袋除尘工艺的振动筛除尘系统，在运行了一两年后，除尘管道堵塞，除尘系统瘫痪，振动筛粉尘飞扬，操作岗位环境质量差。
3.新型的振动筛除尘方法
为解决上述问题，昆明冶金研究院发明一种支承型振动筛的除尘方法，并申请了专利，解决振动筛粉尘的捕集和输送问题，除尘系统粉尘捕集率高、处理成本低、投资少、占地小、除尘器寿命长、施工工期短。
新型的除尘方法，主要是对支承型振动筛进行二次除尘。一次除尘设备固定于振动筛上，捕集的粉尘直接进入振动筛；二次除尘设备放置于振动筛附近，单独清灰。
一次除尘：对支承型振动筛筛面进行密封，在其上部设置一次粉尘过滤器，在粉尘过滤器内设置高效布袋对含尘气流进行过滤，干净气流经3.0kW的小型风机排出，粉尘经过滤器底部进入振动筛。振动筛筛面随振动筛一起振动，粉尘过滤器是固定的，两者一个动一个不动，通过管道连接，连接处采用橡胶进行软连接进行减振连接。
二次除尘：对支承型振动筛整体及一次除尘连接口进行密封，在密封器上部开口，用管道将振动筛缝隙处逸出的含尘气体引入二次粉尘过滤器，在粉尘过滤器内设置高效布袋对含尘气流进行过滤，干净气流同样经3.0kW小型风机排出，粉尘经过滤器底部的管道及阀门独立排出。
新型除尘系统没有管道等引出厂房，也无除尘器、风机、烟囱等设备，不占地，无景观视觉污染。无需配备操作工人，维护方便，费用低。动力消耗大约为布袋除尘技术的20%，与布袋除尘技术相比节约投资约20～30%。保证粉尘捕集率长期达到95%以上。
4.新型除尘方法的特点
振动筛筛面应尽量密封，不留缝隙，振动筛因为设备剧烈振动引起强烈的正压，只要振动筛有任何微小的缝隙，大量的粉尘便会连续逸出。
振动筛筛面捕集口及一次粉尘过滤器排尘管道软连接口，设在振动筛筛面的中部，尽可能多地将振动筛扬起的粉尘引入一次粉尘过滤器。捕集口设为喇叭口。
软连接为橡胶材质，可为方形或圆形，与振动筛筛面捕集口及一次粉尘过滤器排尘管道吻合。
二次除尘密封箱与二次粉尘过滤器之间用除尘管道连接，除尘管道设在密封箱尾部上部。
在对振动筛密封处理中，设备应处于常温、常压状态，密封箱体采用钢焊接件，与设备之间的软连接密封采用橡胶板（管）。
振动筛上方和旁边的空间应在2000mm以上，便于布置一次粉尘过滤器，过滤器内过滤速度为0.8~1.2m/min。
振动筛应与二次除尘密封箱内壁保留100mm以上的空隙，避免碰撞。密封箱应定时清扫排除灰尘，振动筛传动部分可视情况是否进入密封箱内，密封箱箱板应可拆卸，方便更换振动筛筛面与检修。
5.除尘器性能指标理论计算
（1）全效率
全效率为除尘器除下的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之百分比。如下式所示：
η=(G2/G1)×100%
式中：η——除尘器的效率，%；
G1——进入除尘器的粉尘量，g/s；
G2——除尘器除下的粉尘量，g/s。
由于在现场无法直接测出进入除尘器的粉尘量，应先测出除尘器进出口气流中的含尘浓度和相应的风量，再用下式计算：
η=(Q1C1-Q2C2/Q1C1)×100%
式中：Q1——除尘器入口风量，m3/s ；
C1——除尘器入口浓度，mg/ m3；
Q2——除尘器出口风量，m3/s ；
C2——除尘器出口浓度，mg/ m3。
（2）总效率
在除尘系统中，两个除尘器串联运行时，除尘系统的总效率用η表示，按下式计算：
η=1-（1-η1）（1-η2）
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（3）穿透率穿透率ρ为除尘器出口粉尘的排出量与入口粉尘的进入量的百分比，按下式计算：
ρ=（Q2C2/ Q1C1）×100%
（4）分级效率
分级效率ηc为除尘器对某一粒径dc或粒径范围△dc内粉尘的除尘效率，如下式所示：
ηc=(△Sc/△Sj) ×100%
式中：△Sc——在△dc的粒径范围内，除尘器捕集的粉尘量，g/s；
△Sj——在△dc的粒径范围内，进入除尘器的粉尘量，g/s。
（5）压力损失
除尘器压力损失△P为除尘器进、出口处气体流经除尘器所耗的阻力，当知道除尘器局部阻力系数ξ值时，可用下式计算。在现场可用压力表直接测出。
△P=ξρ0ν2/2
式中：△P——除尘器的压力损失，Pa；
ρ0——处理气体的密度，kg/m3；
ν2——除尘器入口处的气流速度，m/s。
6.应用实例
二次除尘技术，2009年成功地应用于云南永昌硅业有限公司制粉车间一台支承振动筛。图1是支承振动筛的除尘装置示意图。图中各标号依次表示：支承振动筛1、筛面捕集口2、软连接3、一次粉尘过滤器4、落料管5、二次除尘密封箱6、二次除尘管道7、二次粉尘过滤器8、排尘管道9、排尘阀门10、底部灰斗11、出料口12。
图1 支承振动筛的除尘装置示意图
物料通过落料管5进入支承振动筛1，筛分后从振动筛底部灰斗11及端部出料口12排出。对支承型振动筛1的筛面进行密封，在密封罩上设置捕集口2，与一次粉尘过滤器4之间用软连接3进行连接，一次粉尘过滤器4捕集下的粉尘直接排入支承振动筛1，不用设置专门的清灰装置。
将支承型振动筛1、筛面捕集口2和软连接3，采用二次除尘密封箱6进行密封，在二次除尘密封箱6上端尾部设置二次除尘管道7，与二次粉尘过滤器8下部连接，捕集下的粉尘通过排尘管道9及排尘阀门10排出。
7.结论
采用二次除尘技术，进行支承型振动筛除尘，特别是运用于工业硅制粉工艺，可以解决粉尘量大、粉尘难捕集的难题，以6kW微型动力解决粉尘飞扬的问题，除尘效果好，投资小，运行费用低，除尘设施占地小，具有比传统的除尘方法更优越的特点。
参考文献：
【1】冶金工业部建设协调司、中国冶金建设协会.钢铁企业采暖通风设计手册【M】.冶金工业出版社，1996. 324-325.
【2】北京有色冶金设计研究总院、长沙有色冶金设计研究院、南昌有色冶金设计研究院、昆明有色冶金设计研究院.重有色金属冶炼设计手册——冶炼烟气收尘通用工程常用数据卷【M】.冶金工业出版社，1996. 202-205.
【3】金国淼.化工设备设计全书——除尘设备设计【M】.上海科学技术出版社，1985.80-86.
【4】瞿仁静，白荣林，胡娟等.无动力除尘技术在龙山矿的应用【J】.云南冶金，2009，（1）37-38.
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