石灰窯窯頂粉塵治理經(jīng)驗(yàn)

李曉光，宋玉軍

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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石灰窯窯頂粉塵治理經(jīng)驗(yàn)

李曉光，宋玉軍

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

通過(guò)增加窯頂布袋除塵設(shè)備，收集富余的窯氣，過(guò)濾其中的粉塵；同時(shí)改進(jìn)窯頂傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)，安裝配合精度較高的動(dòng)靜密封環(huán)和剛性翻板閥等部件，控制窯氣外溢，從而達(dá)到改善環(huán)境的目的。

石灰窯；布袋除塵；粉塵；設(shè)備改造；動(dòng)靜密封環(huán)

在目前公司生產(chǎn)狀況下石灰窯產(chǎn)生的窯氣富余量約為10%～15%，約15 000～20 000 m3/h。在氯堿產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)樟?，減少電石灰的供應(yīng)的情況下，石灰窯窯氣約有50 000～55 000 m3/h左右富余量。多余的窯氣中含有大量的粉塵，為了減少窯頂粉塵的外溢，改善職工的工作環(huán)境，提升公司形象，窯頂粉塵治理勢(shì)在必行。

1 增加布袋除塵設(shè)備

1.1 設(shè)備布局及改造流程

為配合實(shí)現(xiàn)全市環(huán)境空氣質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)的總目標(biāo)，治理石灰窯窯頂粉塵，增加兩套除塵設(shè)備MC-640布袋除塵器。DN1200管道約200 m，DN600管道300 m，調(diào)節(jié)閥12臺(tái)套，增加建筑面積約300 m2。根據(jù)窯頂粉塵性質(zhì)、特點(diǎn)增置兩臺(tái)新型除塵器，每臺(tái)除塵器處理氣量在25 000～30 000 m3/h，清灰方式利用壓縮空氣進(jìn)行清灰，這樣清灰效果較好。

布袋除塵器放置在石灰窯給料框架北側(cè)。整體需重新作二層平臺(tái)，5 m標(biāo)高放置儲(chǔ)倉(cāng)和引風(fēng)機(jī)，10 m標(biāo)高放置布袋除塵器，一層平臺(tái)高度以滿(mǎn)足粉塵排放車(chē)輛進(jìn)出為宜。布袋除塵器進(jìn)風(fēng)管：9#、6#、5#、4#、3#窯用一臺(tái)除塵器，8#、0#、1#、2#、10#窯用一臺(tái)除塵器。分別從各窯頂固定罩及放氣筒接管，放氣筒的接管與固定罩接管之間加裝手動(dòng)閥門(mén)，當(dāng)生產(chǎn)異常(氯堿減量或電石灰停供)時(shí)開(kāi)啟，正常生產(chǎn)時(shí)間處于全關(guān)或少部分開(kāi)啟；固定罩的接管與放氣筒接管匯合后向北斜向下與總管相連(設(shè)計(jì)時(shí)需考慮石灰窯大檢修及日常巡檢通道)，此支管設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在不上料和鐘帽關(guān)閉期間少量開(kāi)啟，鐘帽打開(kāi)時(shí)全部打開(kāi)。每臺(tái)除塵器在卷?yè)P(yáng)機(jī)房頂靠近北側(cè)位置東西方向放置一條總管。各窯分支匯總至此總管，總管設(shè)有冷空氣補(bǔ)充口，總管需留一定角度，氣速保證大量粉塵不沉積。然后從總管向下引入布袋，經(jīng)過(guò)濾后由風(fēng)機(jī)排出，排出口高度應(yīng)滿(mǎn)足環(huán)保要求。如圖1。

圖1 布袋除塵設(shè)備布置示意圖

1.2 流程的自動(dòng)化操作

各支管調(diào)節(jié)閥引入DCS系統(tǒng)，然后與卷?yè)P(yáng)機(jī)上料系統(tǒng)作聯(lián)鎖，當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)下行38 s時(shí)開(kāi)調(diào)節(jié)閥，延時(shí)18 s關(guān)調(diào)節(jié)閥至給定值；當(dāng)上料斗臨近窯頂時(shí)提前5 s開(kāi)閥，倒料完畢下行2 s后，關(guān)閥到一定值(窯頂約15 s)，這樣可以有針對(duì)性的抽吸多余氣體。兩個(gè)總管分別設(shè)測(cè)溫點(diǎn)，溫度檢測(cè)達(dá)到150 ℃左右時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)空氣補(bǔ)充口，補(bǔ)充冷空氣，以降低溫度。溫度檢測(cè)超過(guò)160 ℃左右時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉頂溫超過(guò)200 ℃的石灰窯支管調(diào)節(jié)閥。引風(fēng)機(jī)和排灰絞龍等設(shè)備開(kāi)停、電流、電源指示、運(yùn)行指示等引入DCS系統(tǒng)。

2 窯頂密封結(jié)構(gòu)改造

2.1 動(dòng)靜環(huán)改造特點(diǎn)

原有石灰窯頂布料旋轉(zhuǎn)料斗與轉(zhuǎn)斗蓋之間的密封結(jié)構(gòu)為環(huán)形迷宮密封形式，此類(lèi)密封結(jié)構(gòu)需添加機(jī)油、鋼砂等輔助介質(zhì)才可達(dá)到完好密封狀態(tài)，但由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣，添加的介質(zhì)在使用中極易因瞬間頂壓過(guò)大產(chǎn)生溢冒，加之砂塵和雨水的摻雜容易固化，不易清理。綜上客觀因素致使窯頂驅(qū)動(dòng)裝置負(fù)載不均或過(guò)載，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備損壞和停產(chǎn)。

動(dòng)靜環(huán)密封起初主要應(yīng)用于密閉式泵的機(jī)械密封，工作條件是決定密封效果的主要因素，若使其在正常工況如壓力、溫度、潤(rùn)滑速度等條件下不損壞，那么對(duì)零件的制造精度和設(shè)備輸出載荷的要求較高，因此為了達(dá)到良好的密封效果，需克服工作條件帶來(lái)的波動(dòng)及零部件加工制造的困難。石灰窯頂?shù)膭?dòng)靜環(huán)密封改造是在拆除原有環(huán)形迷宮密封后，在原位置、原外形尺寸不變的條件下安裝的。靜環(huán)與動(dòng)環(huán)分別成半加工，圓度和平面度均需小于外形尺寸的0.05%；該裝置在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面增加了自動(dòng)脂潤(rùn)滑系統(tǒng)，當(dāng)頂壓過(guò)大時(shí)可抑制窯氣中夾帶的粉塵侵入接觸面中間；靜環(huán)與轉(zhuǎn)斗蓋之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)料斗處于靜止?fàn)顟B(tài)，使用特氟龍石棉帆布連接，該材料具有耐高溫、耐腐蝕、抗老化的特點(diǎn)，在窯頂頂溫較高時(shí)仍可保持其完整性。

圖2 動(dòng)靜密封環(huán)改造

2.2 翻板閥改造特點(diǎn)

石灰窯的另一窯氣泄露點(diǎn)位于上料小車(chē)投料的溜子口。原有溜子口使用普通鋼板加填料密封的結(jié)構(gòu)，因長(zhǎng)期使用填料容易老化、脫落，導(dǎo)致密封不嚴(yán)，且由于作業(yè)環(huán)境處于有毒有害氣體的密閉容器，在維護(hù)時(shí)不利于安全檢修。綜上原因，對(duì)傳統(tǒng)翻板閥進(jìn)行改造。

剛性翻板閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于閥板與溜子口的剛性密封接觸面，同時(shí)為了達(dá)到良好的接觸效果，避免兩個(gè)零件在驅(qū)動(dòng)氣缸的作用下相互磕碰，在曲臂和閥板處固定有柔性連接裝置，使閥板與密封面之間先通過(guò)過(guò)渡摩擦再達(dá)到完整密封。該結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，可通過(guò)曲臂的長(zhǎng)孔調(diào)整閥板的安裝角度，以便于現(xiàn)場(chǎng)施工。

圖3 翻板閥改造示意圖

3 結(jié) 語(yǔ)

布袋除塵技術(shù)廣泛應(yīng)用于冶金采礦、石藥化工等生產(chǎn)領(lǐng)域，在氨堿法純堿生產(chǎn)過(guò)程中主要體現(xiàn)在堿石和生石灰在投運(yùn)過(guò)程中濾塵、降塵的作用，而在窯頂粉塵治理項(xiàng)目中應(yīng)用實(shí)為先例。通過(guò)合理控制氣量和氣體溫度，定期檢查、維護(hù)，能夠達(dá)到理想的除塵效果。窯頂動(dòng)靜密封和剛性翻板閥結(jié)構(gòu)改造是在經(jīng)過(guò)反復(fù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察、設(shè)計(jì)錘煉，大膽試用的一個(gè)改造項(xiàng)目。該項(xiàng)目借用傳統(tǒng)機(jī)械密封形式，通過(guò)特殊環(huán)境在結(jié)構(gòu)上加以改造完善，設(shè)計(jì)出適合窯頂環(huán)境的動(dòng)靜密封結(jié)構(gòu)；同時(shí)找出原有密封閥板的使用缺陷，逐步攻克結(jié)構(gòu)上存在的薄弱環(huán)節(jié)加以實(shí)施。綜上改造的技術(shù)成果在實(shí)際生產(chǎn)中效果顯著，窯頂密封形式的改造應(yīng)用對(duì)整個(gè)石灰窯頂環(huán)境治理項(xiàng)目起到了錦上添花的作用。

[1] 關(guān)宸祥.石灰窯[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1986

[2] 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì).袋式除塵器濾料及配件手冊(cè)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2007

TQ114.15

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1005-8370(2016)02-26-03

2014-07-31

李曉光(1984—)，大學(xué)本科，唐山三友集團(tuán)純堿公司石灰車(chē)間主任助理，曾獲得3項(xiàng)國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利成果，發(fā)表多篇學(xué)術(shù)性論文。