关键词：石灰窑；粉尘治理；密封罩；布袋除尘器
一、石灰窑窑顶粉尘现状：
石灰窑是氨碱法生产纯碱的主要设备之一，用于纯碱生产过程中煅烧生石灰。由于石灰窑在运行过程中采用高压强制送风,风机全压达17kpa左右,如果窑顶风压过高，石灰窑在上料过程中，物料夹带的粉尘或微小的物料颗粒就会随气体的外逸被吹出；另外，由于石灰窑顶采用的是回转式布料装置，该装置主要由锥形料斗、盅帽和布料器等几部分组成。各纯碱制造企业只是在锥形料斗上方的密闭装置有一些不同，有的采用双料盅双盅帽形式，有的采用固定密封盖结构。尽管结构不同，但这种布料装置的动静密封点均较多，极易造成泄漏，因此制碱企业窑顶粉尘的治理难度相对较大。
二、系统工艺过程：
青海发投碱业共有7台石灰窑，为了有效的治理石灰工序粉尘污染严重的问题 ,彻底改善员工的工作条件 ,保证员工的身心健康 ,我们针对石灰窑出运灰系统的特点 ,通过多次考查论证 ,决定采用集中除尘的方法进行粉尘治理 。即在每台石灰窑顶的料盅上增加一个密封罩，该密封罩除了留出必要的料车进料口外，顶部安装一条抽尘管线，其它部位采取全密封处理。石灰窑顶部原有放空管中部安装一条抽尘管（DN400）与密封罩顶部抽尘管线（DN400）并入DN700抽尘直管， 由新增的引风机将放空管和密封罩内的粉尘捕集起来(窑顶不得有任何粉尘溢出）引至旋风除尘器中进行预收尘，然后不含大颗粒的烟气通过1条DN700主管道进入布袋除尘器进行全过滤。过滤后的洁净气体通过除尘器出风管道送往引风机通过烟囱排入大气。旋风除尘器收集下来的粉尘通过翻板阀直接落入灰仓内，布袋除尘器收集下的粉尘经螺旋输送机送入灰仓，灰仓内的积灰则由汽车定时运出至场外指定位置。
石灰窑顶部的放空管与密封罩上部管道由2台电动控制阀控制开度，可以保证窑内达到微正压。引风机采用变频调速控制，适时调整引风机转速，可以跟踪烟气量的大小以节约宝贵的电能。
石灰窑顶粉尘治理项目选用分室脉冲喷吹布袋除尘器2台，每4台石灰窑共用1套，处理气体量130000m3/h以上。因我公司正在新建第8座石灰窑，因此，本系统投运后必须满足8座石灰窑正常生产，窑顶不得有溢烟，尾气排放含尘浓度满足≤20mg/Nm 3。
工艺流程示意图：
三、除尘系统设备选型：
1、旋风除尘器
窑顶上料粉尘中含有大量的块状焦炭和石灰石颗粒，这些颗粒直接进入布袋除尘器后会对除尘滤袋产生很强的破坏作用，所以本次除尘系统的布袋除尘器安装之前应当安装一台旋风除尘器，该旋风除尘器可将大颗粒的粉尘颗粒收集下来，保护后面的布袋除尘器，同时这些颗粒焦炭含量很高，有利用价值。
作为预收尘器的旋风除尘器，不需要做的效率太高，因为旋风除尘器的相率和组里呈非线形关系，当达到一定效率后，再要增大一点收尘效率，则必须要用呈陡线上升的阻力来换取，这在使用功率方面时绝对不合算的。本次旋风除尘器应选择结构最为简单但却效率-功率比最合理的XP-2300Ⅱ型旋风除尘器。
2、布袋除尘器
根据目前国家的排放标准，本次要求除尘后气体排放含尘浓度≤20mg/Nm3，这就要求除尘器的过滤风速（气体穿过滤袋的速度）不可高与1.2m/min，本次要求处理的含尘风量为130000m3/h，则除尘器的最小过滤面积因为：1500㎡。因此布袋除尘器的选型为CDL-1500型长袋脉冲式除尘器较为合理。
3、引风机
系统必须排风量：130000m3/h
烟气温度：≤100℃
系统阻力：本次管道长度大且分支多。管道、密封罩、弯头等约1500Pa，旋风除尘器900Pa，布袋除尘器最大按1200Pa，覆膜布袋阻力400Pa，总阻力1500+1400+900+400=4200Pa
增加1.1倍富裕系数：4200×1.1=4620Pa
根据以上参数选择Y4-68No14D锅炉引风机。
四、系统管网确定：
本次处理的粉尘含有坚硬的焦炭颗粒，密度不大但十分坚硬，同时颗粒粒度又比较大，所以管道内风速不可以选择的过高，否则粉尘冲刷管道壁严重，管道磨损严重，寿命缩短。
由于系统管道分支多且烟气含水量较大，所以管道内风速也不可以过低，风速过低时粉尘占附于管道壁，部分分支管道就会堵塞。主管道风速过低时管道壁沾附粉尘，管道下部囤积粉尘会使管道阻力增大，浪费宝贵电能。
参考权威技术资料，本次决议管道内风速选择16m/s。
①：窑顶放空管下引管道直径Φ460×5mm分配风量应为：
0.46×0.46×0.785×16×3600=9600m3/h
②：窑顶密封罩引出管道直径Φ720×5mm分配风量应为：
0.72×0.72×0.785×16×3600=23440m3/h
以上两根细管在窑顶会合后由一根Φ720×6mm的分管道引下并与主管道连接。
③：主管道Φ1200×5mm分配风量应为：
（9600+23440）×4=132160 m3/h
取标准管道通径Φ1400×6mm，该管道接旋风除尘器的进风口。
旋风除尘器出风管道通径Φ1400×6mm，该管道接布袋除尘器的进风口。变细原因是这部分管道内的烟气已经不再含有大颗粒粉尘，风速可提高一些。
布袋除尘器出风口管道直径Φ1400×6mm，该管道接引风机进风口，原因是引风机的进风口直径就是Φ1400mm。
④：烟囱：根据烟囱选用规则，烟囱直径应比总管道大一个规格，本次烟囱选用Φ1500mm比较合理，壁厚8mm。
五、产生的效果：
该除尘系统自投用以来运行平稳，自动化程度高，除尘效果好，彻底解决了窑顶粉尘对环境污染严重的问题，改善了工作环境，减轻了员工劳动强度大的问题。经检测单台除尘器引风机出口含尘量≤13.7mg/m3，达到了尾气排放含尘浓度≤20mg/Nm 3的要求。
参考文献
【1】纯碱生产设备检修与防腐.沈阳：辽宁科学技术出版社，1991
【2】纯碱生产工艺与设备计算.北京：化学工业出版社，1995
论文作者:刘应军
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：石灰窑论文; 粉尘论文; 管道论文; 除尘器论文; 旋风论文; 颗粒论文; 风速论文; 《科学与技术》2019年14期论文;