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黑碳化硅除尘粉(振动筛除尘设备)

2022-11-19  本文已影响 365人 
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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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