碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)的粒度控制技術(shù)研究

任鴻儒 侯國(guó)棟 侯健 孫曉軒 江舟偉

1. 晉中環(huán)榆再生能源有限公司 山西 晉中 030000 2. 上海環(huán)境工程建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司 上海 200000

在碳酸氫鈉的生產(chǎn)過(guò)程中，研磨系統(tǒng)起到了關(guān)鍵的作用。粒度控制技術(shù)是研磨系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的粒度分布和粒度均勻性。粒度過(guò)大或過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，如顆粒堆積、粉塵生成等。因此，開展對(duì)碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)的粒度控制技術(shù)研究，對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

1 碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)的粒度控制技術(shù)具體實(shí)施方案

1.1 碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介

（1）原料存儲(chǔ)

碳酸氫鈉的初始材料通過(guò)泵車送入原料倉(cāng)。原料倉(cāng)內(nèi)配備了料位傳感器，由現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行控制。在倉(cāng)底部的漏斗區(qū)域安裝了氣動(dòng)倉(cāng)壁敲擊錘，需要根據(jù)實(shí)際情況手動(dòng)觸發(fā)震打，以防止物料結(jié)塊。倉(cāng)頂部安裝了除塵器，以防止粉塵外溢，并將粉塵收集到倉(cāng)內(nèi)，以減少污染和資源浪費(fèi)。

（2）研磨機(jī)供料

在料倉(cāng)下方設(shè)置了破拱器，以確保閥門下方的輸送系統(tǒng)及時(shí)清空，從而減少物料在底部出現(xiàn)的壓實(shí)、結(jié)塊、粘壁等問(wèn)題。底部安裝了螺旋供料機(jī)，并通過(guò)氣動(dòng)插板閥與粉碎機(jī)隔離。供料進(jìn)入研磨機(jī)的過(guò)程由可編程邏輯控制器（PLC）和變頻器進(jìn)行控制。

（3）物料破碎和分級(jí)

設(shè)備包括：進(jìn)料螺旋、分級(jí)機(jī)和粉碎機(jī)。粉碎室由粉碎盤和磨塊構(gòu)成，用于將物料破碎成細(xì)粉。分級(jí)室包含分級(jí)葉輪，可以將細(xì)粉分為達(dá)標(biāo)產(chǎn)品和不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品兩種規(guī)格，達(dá)標(biāo)產(chǎn)品通過(guò)出料管排出，并在小料倉(cāng)中收集。粉碎盤和分級(jí)葉輪分別由各自的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，分級(jí)葉輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)，用于調(diào)整產(chǎn)品的粒度。螺旋供料裝置位于機(jī)體內(nèi)側(cè)壁，用于均勻地將物料送入粉碎室。

（4）物料輸送

經(jīng)過(guò)分級(jí)的物料通過(guò)負(fù)壓被吸入小料倉(cāng)，然后通過(guò)計(jì)量螺桿供料機(jī)進(jìn)入下料口。隨后通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥、加速室，由羅茨風(fēng)機(jī)推送通過(guò)管道輸送。倉(cāng)頂部安裝了除塵器，用于收集粉料，然后通過(guò)后置的高負(fù)壓風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力。

（5）電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)在碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)中至關(guān)重要，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行和智能控制。首先，下料螺旋和分級(jí)器的電機(jī)采用變頻控制技術(shù)，這使得可以根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以匹配不同的生產(chǎn)情況。通過(guò)變頻控制，可以有效地優(yōu)化能源使用，減少電機(jī)起停對(duì)設(shè)備壽命造成的影響，并提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，以適應(yīng)不同工藝參數(shù)的變化。

其次，PLC控制柜放置在煙氣凈化配電間，集中管理系統(tǒng)的各個(gè)部分。這個(gè)PLC控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的全自動(dòng)運(yùn)行，還可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求進(jìn)行編程。通過(guò)預(yù)設(shè)參數(shù)和邏輯，PLC系統(tǒng)能夠智能地協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備的工作，確保整個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性。操作員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作箱在煙氣凈化間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操控，方便操作和監(jiān)控。

1.2 系統(tǒng)使用性能及參數(shù)要求

系統(tǒng)使用性能及參數(shù)要求見表1，碳酸氫鈉進(jìn)料指標(biāo)要求見下表2。

表1 系統(tǒng)使用性能參數(shù)指標(biāo)

表2 碳酸氫鈉進(jìn)料指標(biāo)要求

系統(tǒng)使用性能及參數(shù)要求方面，碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)有煙氣凈化間的碳酸氫鈉存儲(chǔ)車間中高效運(yùn)行。根據(jù)提供的數(shù)據(jù)信息，該系統(tǒng)必須保證對(duì)原料的高純度和準(zhǔn)確的粒徑要求。碳酸氫鈉原料的含量應(yīng)不低于97%，且粒徑需在80目到200目之間，以適應(yīng)現(xiàn)有的罐車運(yùn)輸方式。在研磨過(guò)程中，系統(tǒng)應(yīng)保持原料的含水率在0.5%以下，以確保研磨效果和穩(wěn)定性。

1.3 設(shè)備安裝擺放方案

碳酸氫鈉的研磨系統(tǒng)計(jì)劃設(shè)置在已有的煙氣凈化間內(nèi)的碳酸氫鈉儲(chǔ)存車間。在這個(gè)系統(tǒng)中，研磨機(jī)將被安裝在現(xiàn)有碳酸氫鈉料倉(cāng)底部的撥料盤位置上。此外，緩存料倉(cāng)將被放置在原料倉(cāng)與煙氣凈化間之間的墻體位置上。這樣的布局將有助于實(shí)現(xiàn)碳酸氫鈉研磨過(guò)程，并且能夠更好地利用已有的場(chǎng)地結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)安裝現(xiàn)場(chǎng)

圖2為改造前的布設(shè)圖，圖3為改造后的布設(shè)圖。在研磨機(jī)的出料口管道上，將安裝一個(gè)三通閥，以便在后續(xù)階段直接向煙道投加物料，并進(jìn)行可能的改造。

圖2 改造前

圖3 改造后

此系統(tǒng)將被布置于車間內(nèi)，距離地面高度為3m。在離原料倉(cāng)框架1.8m處有一個(gè)電纜橋架，不需要進(jìn)行變動(dòng)或改動(dòng)。為滿足需求，緩存料倉(cāng)的上方將進(jìn)行擴(kuò)展，其直徑將被設(shè)定為1.7m。料倉(cāng)的總體高度約為8.5m，有效容積達(dá)到5m3，而除塵器的過(guò)濾面積為40m2。將文丘里噴射器安裝在料倉(cāng)下方，與料倉(cāng)下料口相對(duì)接。

因緩存料倉(cāng)的有限空間，相關(guān)平臺(tái)將與原料倉(cāng)平臺(tái)相連接，以便于上下移動(dòng)。系統(tǒng)內(nèi)的離心風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)以及現(xiàn)場(chǎng)電控柜將會(huì)放置在煙氣凈化間內(nèi)，距離車間內(nèi)墻壁1米的位置進(jìn)行布置（此位置可能會(huì)有所調(diào)整）。

為了實(shí)現(xiàn)物料輸送，將繼續(xù)使用現(xiàn)有的羅茨風(fēng)機(jī)。PLC控制柜建議放置在煙氣凈化配電間內(nèi)，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)操作柜，以便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中控制和操作。為了避開車間內(nèi)的電纜橋架，緩存料倉(cāng)的框架將采用長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)，并會(huì)在一側(cè)降低寬度。

至于離心風(fēng)機(jī)，其出風(fēng)口將會(huì)與排風(fēng)總口（由甲方指定）進(jìn)行合并，確保兩者之間的距離不會(huì)過(guò)遠(yuǎn)，一般保持在15m以下，以避免過(guò)大的阻力影響系統(tǒng)效能。

2 結(jié)束語(yǔ)

在碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)的粒度控制技術(shù)研究中，深入探討了碳酸氫鈉的加工過(guò)程以及其在煙氣脫酸中的應(yīng)用。通過(guò)精細(xì)的設(shè)備選型和工藝方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了碳酸氫鈉的有效研磨和粒度控制，為環(huán)境保護(hù)和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了有力的支持。研究中明確了碳酸氫鈉粒度對(duì)煙氣脫酸效率的影響，明晰了適宜的粒徑范圍，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作提供了依據(jù)。此外，將技術(shù)研究與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合，針對(duì)某生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目展示了碳酸氫鈉研磨系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益方面的潛力。