硅鈣合金制粉濕法除塵技術(shù)

王寶安

（陜西盛華冶化有限公司, 陜西 漢中 723300）

1 前言

硅鈣合金以硅石、木塊、煤、石灰石等為原料。在礦熱爐內(nèi)利用電極加熱，用高溫還原的方法制得的產(chǎn)品[1]，是一種較為理想的復(fù)合脫氧劑、脫硫劑，被廣泛應(yīng)用于優(yōu)質(zhì)鋼、低碳鋼、不銹鋼等[2-3]，產(chǎn)品主要以粉狀和顆粒狀形式銷售。硅鈣合金制粉是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理加工過(guò)程，它是將硅鈣塊經(jīng)破碎、研磨、篩分、包裝等工序加工成硅鈣粉或硅鈣顆粒[4]，在整個(gè)加工過(guò)程中，容易產(chǎn)生大量的硅鈣粉塵，傳統(tǒng)的硅鈣合金制粉除塵系統(tǒng)采用半封閉干式布袋除塵器，粉塵收集率為70% 左右，放散的粉塵無(wú)法有效捕集，且需要經(jīng)常清掃以避免因粉塵捕集濃度過(guò)大產(chǎn)生爆炸，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。

硅鈣制粉加工過(guò)程的除塵工作一直是行業(yè)難題，直接制約著硅鈣合金行業(yè)的發(fā)展。為了克服傳統(tǒng)硅鈣合金制粉除塵系統(tǒng)粉塵收集率低，存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，本文介紹了由陜西盛華冶化有限公司研發(fā)的一種濕法除塵系統(tǒng)[5]，以期進(jìn)一步提高我國(guó)硅鈣行業(yè)生產(chǎn)裝備的機(jī)械化水平、減輕作業(yè)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效改善了硅鈣合金制粉除塵問(wèn)題。

2 硅鈣合金制粉存在的問(wèn)題

陜西盛華冶化有限公司委托國(guó)家化學(xué)品及制品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，對(duì)硅鈣合金可爆性、最小爆炸濃度、爆炸的最大壓力等參數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，在常溫下，硅鈣粉塵濃度≥0.06kg/m3 時(shí)將會(huì)引起粉塵爆炸，爆炸的最大壓力為0.7 MPa /cm2，這就要求硅鈣合金在制粉過(guò)程中，粉塵濃度要低于0.06kg/m3，而傳統(tǒng)除塵系統(tǒng)難以達(dá)到符合要求除塵效果，使得生產(chǎn)效率受到限制。

3 除塵方案的設(shè)計(jì)

為克服傳統(tǒng)除塵系統(tǒng)除塵效率低，提升硅鈣合金制粉生產(chǎn)能力，陜西盛華冶化有限公司研發(fā)的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、除塵效果好的濕法除塵系統(tǒng)原理圖及結(jié)構(gòu)示意圖，見圖1 和圖2。

圖1 濕法除塵系統(tǒng)的原理圖

圖2 濕法除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 除塵系統(tǒng)的組成

整個(gè)濕法除塵系統(tǒng)由煙塵捕集罩、主風(fēng)管、噴淋塔、沉淀池、風(fēng)機(jī)、清水泵等裝置組成，除塵系統(tǒng)工作順序：粉塵被風(fēng)機(jī)吸入煙塵捕集罩→進(jìn)入噴淋區(qū)被水霧捕集→隨捕集液流入一級(jí)沉淀池→粉塵沉淀→清水逐級(jí)流入清水池→清水泵抽水噴淋。

3.2 除塵系統(tǒng)的工作原理

硅鈣合金制粉產(chǎn)生粉塵的主要環(huán)節(jié)為破碎環(huán)節(jié)和皮帶輸送的跌落環(huán)節(jié)，針對(duì)粉塵產(chǎn)生的部位，分別制作粉塵捕集罩，捕集罩經(jīng)管道連接至主風(fēng)管，然后接入噴淋塔，噴淋塔外接除塵風(fēng)機(jī)?？紤]水的流動(dòng)性，所有除塵管道均采用坡度安裝，為便于施工操作，安裝坡度均設(shè)計(jì)為50‰，便于捕集的硅鈣合金粉塵能隨水流最終匯入沉淀池。

安裝過(guò)程中，粉塵捕集罩上部與主風(fēng)管連接的彎管處安裝向內(nèi)的噴淋頭，對(duì)進(jìn)入除塵風(fēng)管的硅鈣合金粉塵進(jìn)行第一次噴淋捕集，控制好除塵罩進(jìn)風(fēng)口與噴淋位置距離，一般情況下，噴淋位置處于彎管的水平位置，以便粉塵進(jìn)入管道后立即被捕集。被捕集的硅鈣合金粉塵隨捕集液經(jīng)主風(fēng)管流入噴淋塔，噴淋塔底部安裝噴淋頭進(jìn)行第二次噴淋捕集，噴淋塔頂部安裝折板式洗滌器進(jìn)行除霧，折板式洗滌器選擇氣液分離效率≧98.5% 看，避免出現(xiàn)粉塵回收不理想或帶水現(xiàn)象。噴淋塔下部設(shè)計(jì)有兩個(gè)傾斜管道，管道上分別安裝截止閥，可控制粉塵捕集液分別流向不同的沉淀池，兩個(gè)分支管道內(nèi)安裝有反沖水，可強(qiáng)制把捕集到的礦漿沖進(jìn)沉淀池，也避免了管道阻塞；噴淋塔下端配備兩個(gè)濁水沉淀池和一個(gè)清水池，正常工作時(shí)，兩個(gè)濁水沉淀池一用一備，確保在清理回收沉淀池時(shí)不影響整個(gè)除塵系統(tǒng)的運(yùn)行。捕集的粉塵渾濁液經(jīng)濁水池沉淀后，粉塵沉入池底，水進(jìn)入清水池經(jīng)清水泵供噴淋循環(huán)利用。

3.3 除塵方案的安全可行性

本方案各支路管道設(shè)計(jì)選用阻燃PE管，耐壓等級(jí)為≥1.25MPa，能夠承受0.7 MPa /cm2硅鈣粉塵爆炸的最大壓力；高壓離心風(fēng)機(jī)和水泵安裝在單獨(dú)隔離的房間內(nèi)，高壓離心風(fēng)機(jī)凈化空氣出口導(dǎo)出風(fēng)機(jī)房，避免因除塵效果不足而產(chǎn)生危險(xiǎn)；除塵罩風(fēng)管閥、水閥均采用手動(dòng)或氣動(dòng)控制，避免在集塵區(qū)安裝電氣設(shè)備。粉塵進(jìn)入粉塵捕集罩后在收塵管道彎管口立即進(jìn)行噴淋，進(jìn)行第一次捕集，避免硅鈣合金粉塵在管道內(nèi)因其它物理因素產(chǎn)生危險(xiǎn)。為保證長(zhǎng)期正常工作，設(shè)計(jì)時(shí)清水泵可選用兩臺(tái)水泵，一用一備，一臺(tái)常用泵，另一臺(tái)泵設(shè)置低壓自動(dòng)啟動(dòng)，保證各噴淋管道不缺水，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

經(jīng)檢測(cè)，在陜西盛華冶化有限公司硅鈣合金制粉車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度為0.03kg/m3，遠(yuǎn)低于0.06kg/m3 警戒濃度。同時(shí)，本系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，成本低，在安裝過(guò)程中需根據(jù)硅鈣合金制粉生產(chǎn)能力的不同，選用合理除塵器，匹配合適的風(fēng)機(jī)，粉塵捕集率由傳統(tǒng)的70% 提升至90% 以上。

4 總結(jié)

通過(guò)硅鈣合金制粉濕法除塵技術(shù)應(yīng)用，可有效捕集硅鈣合金制粉作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的粉塵，將粉塵捕集率由傳統(tǒng)的70% 提升至90% 以上，粉塵濃度為0.03kg/m3，遠(yuǎn)低于0.06kg/m3 警戒濃度，明顯改善硅鈣制粉作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，降低勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，有效解決了粉塵爆炸的不安全隱患。同時(shí)，硅鈣合金制粉濕法除塵系統(tǒng)，配備了多級(jí)沉淀池，可將收集的粉塵風(fēng)干回爐利用，清水循環(huán)利用，既滿足了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，又實(shí)現(xiàn)了資源充分利用，進(jìn)一步促進(jìn)了清潔生產(chǎn)，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。