收塵器在電解金屬錳粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

伍宏斌

(湖南特種金屬材料廠,湖南 長(zhǎng)沙 410013)

收塵器在電解金屬錳粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

伍宏斌

(湖南特種金屬材料廠,湖南 長(zhǎng)沙 410013)

簡(jiǎn)要介紹了幾種常用收塵器在電解金屬錳粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用,分析了收塵器選型應(yīng)注意的問(wèn)題,及幾種電解金屬錳粉收塵工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。

收塵器;錳粉生產(chǎn);應(yīng)用

在電解金屬錳粉生產(chǎn)過(guò)程中,由于是直接破碎電解金屬錳片,會(huì)產(chǎn)生大量的有害塵氣,嚴(yán)重污染了周?chē)目諝夂铜h(huán)境,甚至危害到生產(chǎn)人員的身體健康。選擇合適的收塵設(shè)備,一直是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。隨著我國(guó)收塵器技術(shù)的迅速發(fā)展,電解金屬錳粉生產(chǎn)所采用的收塵器選型也越來(lái)越復(fù)雜,下面就電解金屬錳粉常用的幾種收塵設(shè)備進(jìn)行分析研究和總結(jié)。

1 電解金屬錳粉生產(chǎn)中常用的幾種收塵設(shè)備

1.1 旋風(fēng)收塵器

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用的收塵裝置中,旋風(fēng)收塵器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)和制造成本低,使用過(guò)程中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,保養(yǎng)和維修工作量小,收塵效果好。通過(guò)選用合適的材料和結(jié)構(gòu)形式,可以用于高溫、高壓和腐蝕性氣體環(huán)境等特殊場(chǎng)合,因此成為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的收塵裝置之一。

旋風(fēng)收塵器的工作原理是含塵氣體由進(jìn)風(fēng)管切向進(jìn)入筒體上部,受筒體和錐筒的約束,氣流由上向下作螺旋運(yùn)動(dòng),受慣性作用,塵粒被拋向筒體和錐筒內(nèi)壁,并與筒體和錐筒內(nèi)壁發(fā)生碰撞,失去速度后與氣流分離,受重力和螺旋氣流下降運(yùn)動(dòng)的影響,沿筒體和錐筒內(nèi)壁落入旋風(fēng)收塵器底部的集塵斗,完成收塵工作,剩余螺旋氣流從錐筒底部螺旋上升,從中心管排出。

在旋風(fēng)收塵器用于電解金屬錳粉的生產(chǎn)和使用過(guò)程中,為了提高旋風(fēng)收塵器的氣相——固相分離效率,我們對(duì)影響旋風(fēng)收塵器效率的進(jìn)風(fēng)風(fēng)道作了大量的研究,現(xiàn)在通用的兩種位置的進(jìn)風(fēng)風(fēng)道結(jié)構(gòu)為全內(nèi)切型和全外切型,其目的都是為了增加氣流螺旋運(yùn)動(dòng)的切向速度,減小湍流引起的壓力損失。這兩種位置的進(jìn)風(fēng)風(fēng)道結(jié)構(gòu)在電解金屬錳粉的實(shí)際使用中沒(méi)有顯示出明顯的優(yōu)點(diǎn),反而因電解金屬錳粉在入風(fēng)口的沉積,影響到進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速和旋風(fēng)收塵器的工藝參數(shù),進(jìn)一步影響到旋風(fēng)收塵器的收塵效率。

電解金屬錳粉生產(chǎn)采用進(jìn)風(fēng)風(fēng)道的內(nèi)側(cè)面與筒體切割相交,進(jìn)風(fēng)風(fēng)道的外側(cè)面從筒體的外圍與筒體通過(guò)曲面相接的旋風(fēng)收塵器。其進(jìn)風(fēng)風(fēng)道外側(cè)面與內(nèi)側(cè)面之間的中心線與筒體相切,進(jìn)風(fēng)風(fēng)道與筒體通過(guò)螺線面光滑連接,螺線面是阿基米德螺線面或?qū)?shù)螺線面,螺線面對(duì)筒體所包容的圓周角為180(°)～270(°)。這種介于全內(nèi)切與全外切之間的半內(nèi)切半外切型旋風(fēng)收塵器,減小了螺旋氣流相對(duì)于筒體幾何中心的偏心度,使流經(jīng)旋風(fēng)收塵器的氣流的壓降和徑向分流減小,克服了進(jìn)風(fēng)風(fēng)道內(nèi)壁與筒體相切而造成的螺旋氣流切向速度減小而對(duì)氣相——固相分離效率帶來(lái)的不利影響,顯著提高了旋風(fēng)收塵器對(duì)電解金屬錳粉粉塵的收塵效率。

1.2 布袋式收塵器

布袋式收塵器也是冶金礦山中常用的收塵設(shè)備。它含有殼體、進(jìn)風(fēng)管、排風(fēng)管、布袋和灰斗。灰斗位于殼體的下方,布袋設(shè)置在殼體內(nèi)。按壓力分類,布袋式收塵器主要包括正壓式收塵器和負(fù)壓式收塵器;按清灰方式分為反吹袋式收塵器、脈沖袋式收塵器和振打袋式收塵器;按過(guò)濾方式上又分為內(nèi)濾式和外濾式;脈沖袋式收塵器從結(jié)構(gòu)上大致也分為兩種:一種是氣箱脈沖袋式收塵器,一種是長(zhǎng)袋離線袋式收塵器。不論什么形式,它的工作原理是,含塵氣體從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入后,通過(guò)布袋進(jìn)行過(guò)濾,絕大部分粉塵被布袋表面捕集,被阻擋在有塵氣體一側(cè),粘附在濾布上,氣體經(jīng)布袋過(guò)濾后得到凈化,凈化后的氣體通過(guò)排風(fēng)管排入大氣。當(dāng)粘附在濾布上的粉塵量達(dá)到一定程度時(shí),除塵設(shè)備采用不同的清灰方式清除布袋上粘附的粉塵。

電解金屬錳粉生產(chǎn)常用的布袋收塵器各種型式都有,采用布袋收塵器清灰所得超細(xì)錳粉化學(xué)性質(zhì)無(wú)太大變化,使電解金屬錳粉生產(chǎn)的收率得到保證。研究中發(fā)現(xiàn)電解金屬錳粉生產(chǎn)中最大的擔(dān)心就是布袋的起火問(wèn)題,故降低布袋收塵器內(nèi)氧氣含量是解決問(wèn)題的方法之一,向布袋內(nèi)輸送阻燃?xì)怏w比如氮?dú)?從而降低氧氣含量,當(dāng)易燃粉塵中的氧濃度低于16%時(shí),則不會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象,可以保護(hù)布袋,不會(huì)因自燃而損壞布袋。

電解金屬錳粉生產(chǎn)用的布袋收塵器通常采用滌綸做布袋材料,而目前較先進(jìn)的則采用聚四氟乙烯微孔過(guò)濾膜與傳統(tǒng)滌綸濾布復(fù)合而成的復(fù)膜過(guò)濾材料制作的收塵濾袋,這種濾袋表面光滑、微孔密集、抗腐蝕、耐酸堿、清灰后粘料少,使用壽命長(zhǎng),氣體溫度在露點(diǎn)以上時(shí),其相對(duì)濕度達(dá)70%仍能正常工作。在制作過(guò)程中,加入防靜電金屬絲,可有效防止因靜電引起的粉塵起火。

1.3 靜電收塵器

靜電收塵器包含殼體、靜電集塵單元、電源供應(yīng)單元、進(jìn)風(fēng)管道及出風(fēng)管道。靜電集塵單元可包含很多靜電集塵元件,且任一靜電集塵元件均具有一收集管以及一放電電極位于該收集管內(nèi),電源供應(yīng)單元分別與靜電集塵元件的收集管及放電電極電性連接,在兩者之間形成電場(chǎng)。當(dāng)含塵廢氣通過(guò)進(jìn)風(fēng)管道進(jìn)入靜電集塵元件的收集管時(shí),放電電極可通過(guò)電暈放電而使廢氣中的粉塵帶電,并使粉塵在電場(chǎng)的作用下朝收集管的壁面移動(dòng),附在收集管上,在重力作用下落入灰斗。

靜電收塵器在電解金屬錳粉中使用得比較少,其原因如下:①在于電解金屬錳粉的比電阻與靜電收塵器很難匹配;②長(zhǎng)期使用廢氣中的錳粉粉塵容易附著于放電電極上,將導(dǎo)致放電電極污損,進(jìn)而降低其電暈強(qiáng)度及使用壽命;③電解金屬錳粉在收塵器各部件都會(huì)附著,使收集管及放電電極間絕緣性能降低,有時(shí)會(huì)形成短路而產(chǎn)生火花,導(dǎo)致意外的發(fā)生。

現(xiàn)在在電解金屬錳粉中使用的靜電收塵器在設(shè)計(jì)方面加入了塵氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng),該系統(tǒng)的殼體內(nèi)設(shè)有噴水霧裝置和均流裝置,當(dāng)塵氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入其內(nèi)時(shí),塵氣首先與噴水霧裝置噴出的水霧接觸,塵氣中的粉塵變濕,其重量增加,部分成團(tuán)后因重量大而直接下落到殼體底部,沿底部進(jìn)入排水槽后排出,這樣降低了塵氣中的粉塵濃度,有利于提高靜電收塵器的除塵效率;同時(shí),塵氣中的粉塵變濕,大大改善了電解金屬錳粉的比電阻,也有利于提高靜電除塵單元的除塵效率;塵氣中的粉塵變濕,也消除了靜電引起電解金屬錳粉起火的可能性。

當(dāng)塵氣通過(guò)均流裝置時(shí),塵氣中的一部分粉塵與該裝置中的位于前部的均流板發(fā)生碰撞,失去動(dòng)能后落入殼體的底部,沿底部進(jìn)入排水槽排出,這再一次使粉塵濃度得到了降低,通過(guò)阻流板之間的間隙的塵氣繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng),在通過(guò)位于后部的均流板時(shí),塵氣中的一部分粉塵與該板發(fā)生碰撞失去動(dòng)能后落入殼體的底部,也沿底部進(jìn)入排水槽排出,塵氣中的一部分通過(guò)該板中的通孔繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜電除塵單元進(jìn)行除塵,通孔對(duì)塵氣的氣流方向和流速的大小進(jìn)行控制。最后潔凈的氣體從靜電收塵器的排風(fēng)口排出。

但粉塵在收塵設(shè)備上的粘結(jié)較嚴(yán)重,影響靜電收塵器的使用效果,需要經(jīng)常清理。

1.4 濕式收塵器

濕式收塵器主要采用的是含有文氏除塵器的設(shè)備,將氣液分離器、文氏除塵器和集液槽相互連通,利用文氏除塵器上內(nèi)、外噴嘴的相互作用,加上前端的噴淋,收塵效率得到很大提高。

濕式收塵器的優(yōu)點(diǎn)是有效防止電解金屬錳粉在此設(shè)備內(nèi)起火,而且操作簡(jiǎn)單,維修方便。其缺點(diǎn)是回收的錳粉,因氧化嚴(yán)重,利用價(jià)值低。

1.5 復(fù)合收塵器

復(fù)合收塵器是近幾年新研發(fā)的收塵設(shè)備,主要是濕式布袋收塵器和靜電布袋復(fù)合收塵器。

將兩種收塵設(shè)備組合到一起,減少風(fēng)道,均勻風(fēng)速,有利于除塵效率的提高,粉塵進(jìn)入布袋前先進(jìn)行濕式收塵或靜電收塵,也大大降低了布袋的負(fù)荷,延長(zhǎng)布袋使用壽命。

但該技術(shù)運(yùn)行時(shí)存在缺陷:如果較大的粉塵顆粒在進(jìn)入布袋收塵室時(shí),繼續(xù)向?yàn)V布方向運(yùn)動(dòng)的粉塵顆粒比較小或輕,最終那些超細(xì)的粉塵將被濾布阻擋,并粘附在其上面。在停止過(guò)濾工作進(jìn)行清灰時(shí),不管是以何種方式清灰,粘附在濾布上的粉塵將被抖落,很多粉塵再次形成細(xì)小的顆粒,由于清灰時(shí)氣流方向不是朝出風(fēng)管道方向,這些粉塵迅速?gòu)浬⒃谡麄€(gè)收塵器內(nèi),而且這些質(zhì)量輕,細(xì)度小的粉塵所形成的飛塵,造成二次塵氣,這些不按設(shè)計(jì)氣流方向運(yùn)動(dòng)的二次塵氣對(duì)復(fù)合收塵設(shè)備的影響較大,使設(shè)備維護(hù)工作量加大。由此造成設(shè)備運(yùn)行阻力增加,直接導(dǎo)致設(shè)備處理風(fēng)量的下降和風(fēng)機(jī)全壓的上升,造成除塵設(shè)備工作參數(shù)與原設(shè)計(jì)參數(shù)嚴(yán)重偏離,除塵效率下降。

所以在電解金屬錳粉的生產(chǎn)中,復(fù)合收塵器僅作為實(shí)驗(yàn)或小型生產(chǎn)用收塵器,在大多數(shù)電解金屬錳粉生產(chǎn)廠家很少看到。復(fù)合收塵器還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

2 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,電解金屬錳粉生產(chǎn)常用的幾種收塵設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn),現(xiàn)主流生產(chǎn)廠家基本上是采用前級(jí)旋風(fēng)收塵器后級(jí)濕式收塵器組合,或是前級(jí)旋風(fēng)收塵器后級(jí)布袋收塵器組合。隨著研究的深入,新技術(shù)的不斷推廣,收塵設(shè)備不斷改進(jìn),電解金屬錳粉生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)越來(lái)越小。

[1] 丁楷如,等.錳礦開(kāi)發(fā)與加工技術(shù)[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1992.

[2] 胡名操.環(huán)境保護(hù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.

A Production Application in Dust Catcher in Mn-powder

WU Hong-bin
(Hunan Special Metal Materials Factory,Changsha,Hunan 410013,China)

This article briefly introduces several kinds of commonly-used dust catchers in EMM’s application of production,analysing the question to which the dust catcher shaping should be paid attention,including several kinds of advantages and disadvantages in the dust craft of EMM powder.

Dust catcher;Mn-powder production;Application

book=47,ebook=47

X701.2

B

1002-4336(2010)03-0039-02

2010-04-30

伍宏斌(1967-),男,廣東順德人,高級(jí)工程師,主要從事生產(chǎn)管理工作,電話:0731-88681160.