微動(dòng)力除塵系統(tǒng)在電石行業(yè)的應(yīng)用

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子市，832000） 蔡雪融 宋 斌

“十二五”時(shí)期，在資源能源短缺矛盾凸顯、安全環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的大環(huán)境下，國內(nèi)電石行業(yè)保持了較快增長，產(chǎn)能產(chǎn)量屢創(chuàng)新高，技術(shù)進(jìn)步持續(xù)加快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，為保障國民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長、滿足下游需求做出了重要的不可替代的貢獻(xiàn)。但是，受世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇乏力、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增速放緩影響，聚氯乙烯、醋酸乙烯等電石下游產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展低谷，電石行業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行也陷入困境，產(chǎn)能過剩、創(chuàng)新能力薄弱等一系列問題和矛盾愈加突顯。因此迫使電石行業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新，加快技術(shù)改造，提升工藝裝置水平，向著節(jié)能降耗、安全環(huán)保的方向發(fā)展。

近年來新疆天業(yè)在實(shí)現(xiàn)電石清潔生產(chǎn)方面通過不懈的努力，2008年率先采用先進(jìn)的電石爐氣干法凈化配套濕法凈化技術(shù)，進(jìn)一步凈化電石爐尾氣，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送；2009年完成了40 000KVA密閉式電石爐的研究與應(yīng)用；通過對(duì)電石爐尾氣凈化技術(shù)方面研究，2012年成功攻克電石爐尾氣的深度凈化提純技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電石爐尾氣制乙二醇技術(shù)；2014年對(duì)電石爐除塵灰的利用進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了電石爐除塵灰與爐渣制水泥原料新工藝技術(shù)，使電石爐除塵灰實(shí)現(xiàn)資源化利用及密閉式輸送，2015年通過借鑒無動(dòng)力除塵與微動(dòng)力除塵工藝，研究適宜于電石物料輸送與破碎的微動(dòng)力除塵系統(tǒng)。

1 粉塵產(chǎn)生的來源及處理方法

1.1 粉塵產(chǎn)生的來源

電石生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，煤和石灰需要經(jīng)過輸送、破碎、存儲(chǔ)、篩分等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，且生產(chǎn)的電石也需要經(jīng)過破碎、儲(chǔ)存。而場內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)通常需要用帶式輸送機(jī)聯(lián)系起來。在輸送過程中通常須實(shí)現(xiàn)多路輸送，給料輸送帶和受料帶之間必須存在一定高度差。物料在輸送過程中，細(xì)小粉塵顆粒往往吸附在粒徑較大的物料顆粒上。當(dāng)物料在落料、篩分、破碎過程中物料與設(shè)備發(fā)生碰撞，吸附在物料上的細(xì)小顆粒就會(huì)剝離出來，懸浮在設(shè)備及空間當(dāng)中，對(duì)車間環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

1.2 常用的除塵技術(shù)

電力、鋼鐵、有色、建材、石油加工、化工等工程原料處理系統(tǒng)除塵工藝主要有干式除塵器和濕式除塵器。干式除塵器主要包括重力沉降室、慣性除塵器、電除塵器、布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器。濕式除塵器主要包括噴淋塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌劑、泡沫除塵器和水膜除塵器等。但是常見的運(yùn)用最多的主要為旋風(fēng)除塵器和袋式除塵器[1]。袋式除塵器目前已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門中，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微粒可達(dá)0.1μm。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá)99%以上，而且其效率比高。

近年來在電力、化工等行業(yè)，有部分企業(yè)采用無動(dòng)力或者微動(dòng)力除塵工藝，微動(dòng)力除塵工藝直接對(duì)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)輸料下落時(shí)揚(yáng)起的粉塵進(jìn)行綜合治理，改變了以往在帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)站附近設(shè)置獨(dú)立除塵設(shè)備的方式，在輸送機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)站下落點(diǎn)設(shè)施無動(dòng)力或者微動(dòng)力除塵裝置，微動(dòng)力除塵工藝具有體積小、能耗低、投資小、無管道、易檢修的特點(diǎn)。

2 微動(dòng)力除塵系統(tǒng)簡介

由圖1可知，微動(dòng)力除塵系統(tǒng)是運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，使粉塵在負(fù)壓氣流的引導(dǎo)下，在密閉空間內(nèi)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在重力作用下沉降下來，只需要小功率的動(dòng)力設(shè)施。沒有參與閉環(huán)流通的粉塵，將通過阻尼、減壓、濾塵、密封簾的逐級(jí)作用，直接落入物料傳輸帶中。

2.1 微動(dòng)力除塵器原理

來自皮帶輸送點(diǎn)上游的物料在下落過程中與皮帶撞擊產(chǎn)生了大量的粉塵氣體，運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，在粉塵揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)密閉系統(tǒng)，采用壓力平衡和閉環(huán)流通方式[2]，塵體在密閉空間內(nèi)循環(huán)過程中，相互碰撞及應(yīng)力作用，能量逐漸減弱，最終沉降于物料之中。剩余的塵體通過布袋收塵器進(jìn)行收集，粉塵進(jìn)入負(fù)壓吸塵器，由濾袋進(jìn)行過濾，粉塵被阻留在濾袋外表面，已凈化的氣體通過濾袋由風(fēng)機(jī)直接排出，隨著過濾時(shí)間的增加，濾袋外表面粘附的粉塵也不斷增加，濾袋阻力也相應(yīng)增大，從而影響除塵效率，此時(shí)啟動(dòng)振打清灰系統(tǒng)使粘附在濾袋表面的粉塵抖落至皮帶上，和物料一起運(yùn)走，小部分粉塵進(jìn)入前段安裝的微緩分離室內(nèi)，濾塵膠簾對(duì)其進(jìn)行有效阻擋和過濾，實(shí)現(xiàn)了空氣粉塵的閉路循環(huán)。

圖1 轉(zhuǎn)運(yùn)站微動(dòng)力控制原理

2.2 微動(dòng)力除塵工藝的應(yīng)用

微動(dòng)力除塵系統(tǒng)在皮帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾除塵器設(shè)計(jì)；將緩塵室直接安裝于皮帶頭部，邊沿有增加風(fēng)速的口板，側(cè)面裝有檢查門，便于設(shè)備維護(hù)；微動(dòng)力功能室與緩塵室通過緊固件相連，內(nèi)置彈性骨架、按要求設(shè)計(jì)的濾袋，為盡可能增加濾袋的除塵面積，濾袋采用扁平式設(shè)計(jì)，彈性骨架安裝于具有減震功能的花板。緩沖室內(nèi)裝有曲柄機(jī)構(gòu)、振打架和擺桿，在若干根振打桿與濾袋的下端裝有振打架，若干根振打桿與布袋插在振打架內(nèi)，振打架的上方通過兩個(gè)擺桿固定在緩沖室的內(nèi)壁上，振打架的一側(cè)與曲柄機(jī)構(gòu)相連。

程控聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；微動(dòng)力控制部分采用時(shí)序自動(dòng)控制及手動(dòng)控制兩種控制方式，且留有聯(lián)動(dòng)端子實(shí)現(xiàn)與原設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，控制箱安裝在除塵器附近，就近選取電源，安裝、操作及維護(hù)方便，收塵風(fēng)機(jī)采用變頻器無級(jí)調(diào)速控制，以調(diào)整適宜的風(fēng)速，提高收塵效果。

清灰系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)；清灰采用振動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)清灰的方式，振動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)，曲柄機(jī)構(gòu)帶動(dòng)振打架和擺桿運(yùn)動(dòng)，擺桿作用于裝有彈性骨架的濾袋，濾袋模板與功能室之間采用膠墊減震連接方式，既增加清塵效果又減少對(duì)整體設(shè)備的振動(dòng)損傷。

具體工藝流程如下：含塵氣體→微負(fù)壓吸塵→多功能消塵室→濾塵室→微環(huán)室→振打清灰→凈氣排空。

2.3 微動(dòng)力除塵工藝流程

微動(dòng)力除塵主要有帶式輸送機(jī)、除塵器箱體、引風(fēng)機(jī)、布袋、密封膠簾、清灰裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、振打連桿等設(shè)備構(gòu)成。

微動(dòng)力除塵裝置安裝在皮帶輸送機(jī)上，當(dāng)皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)微動(dòng)力除塵系統(tǒng)開始運(yùn)行，除塵箱體頂部安裝的引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，大量含塵氣體進(jìn)入除塵箱體中，其中顆粒大、比重大的粉塵在重力作用下沉降下來，顆粒小的粉塵在氣流通過除塵布袋時(shí)被吸附在布袋表面，濾袋上的粉塵隨著時(shí)間增加而積聚，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定時(shí)間時(shí)，引風(fēng)機(jī)停止工作，除塵布袋表面吸附的粉塵在重力作用下降落至輸送皮帶機(jī)上，但仍有部分粉塵吸附在除塵布袋的表面，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置通過驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)振打連桿及清灰裝置開始震動(dòng)，清灰裝置作用于除塵布袋，除塵布袋與骨架發(fā)生振動(dòng)，使除塵布袋表面吸附的粉塵掉落在輸送皮帶機(jī)上，由皮帶機(jī)輸送下一工段；由于物料在下落至皮帶機(jī)時(shí)，會(huì)有部分粉塵及物料向后方噴濺，因此在除塵器兩端設(shè)置緩沖室及密封膠簾，使粉塵在緩沖室經(jīng)過相互碰撞及重力作用沉降下來，并經(jīng)過密封膠簾的阻擋，阻擋粉塵的溢出，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置停止工作數(shù)秒后，除塵系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行，微動(dòng)力除塵系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)階段。

3 經(jīng)濟(jì)性分析

采用微動(dòng)力除塵工藝后減少了粉塵收集系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)運(yùn)行后收集的粉塵回落至帶式輸送機(jī)，和物料顆粒一起輸送至料倉，減少了粉塵收集排放造成的二次污染，且微動(dòng)力除塵工藝實(shí)現(xiàn)了全過程自動(dòng)化操作，可減少原料除塵工藝崗位人員，進(jìn)一步提高了人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)微動(dòng)力除塵工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能耗小，檢修方便，大大減少了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

新疆天業(yè)原電石生產(chǎn)原料粉塵及電石粉塵的除塵工藝均采用大型的布袋式除塵器，大型除塵布袋的運(yùn)行功率均為50～55KW，其一個(gè)電石生產(chǎn)項(xiàng)目原料除塵及電石粉塵除塵器共有32臺(tái)，每年耗電量到達(dá)1 382.4萬KW。技改后全部采用微動(dòng)力除塵工藝，微動(dòng)力除塵工藝單臺(tái)運(yùn)行功率為4.5～5.5KW，共采用40臺(tái)，每年耗電量為172.8萬KW，每年可節(jié)約耗電1 209.6萬KW，節(jié)約電費(fèi)380萬元。

4 微動(dòng)力除塵系統(tǒng)運(yùn)行效果與存在的問題

微動(dòng)力除塵工藝自投入生產(chǎn)運(yùn)行一年以來，石灰?guī)旒爸修D(zhuǎn)站、電石破碎等部分的原料粉塵得到很好的遏制，未發(fā)生設(shè)備故障，維修頻次較低，取得了良好的效果。

除塵系統(tǒng)存在的問題，除塵工藝對(duì)于常溫物料的除塵效果明顯，但對(duì)于高溫物料除塵效果較差。且只適應(yīng)于帶式輸送機(jī)及破碎篩分的除塵，應(yīng)用范圍有限。

5 結(jié)束語

皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)是電石生產(chǎn)的重要組成部分，其在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的粉塵污染對(duì)崗位作業(yè)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使用大型的除塵設(shè)備不僅耗能高而且在較長的風(fēng)管內(nèi)能耗損失較大，除塵效果不好。新疆天業(yè)在電石生產(chǎn)原料輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)、破碎等工段設(shè)置微動(dòng)力除塵系統(tǒng)，除塵效果明顯，大大改善了輸送機(jī)破碎系統(tǒng)的工作環(huán)境，能耗低、無須人工操作，進(jìn)一步降低了電石生產(chǎn)成本，降低了操作人員的工作強(qiáng)度，提高了人員勞動(dòng)率。

[1]瞿仁靜,白榮林,鄒魏.節(jié)能減排除塵新技術(shù)[J].云南冶金,2009,38(5):53-56

[2]彭建宏,關(guān)萬科,梁勇.微動(dòng)力除塵系統(tǒng)在皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)物料中除塵效果評(píng)價(jià)[J].中國職業(yè)醫(yī)學(xué),2013,40(5):489-490