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无动力粉尘控制系统

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-10-12 13:35:58

进入21世纪,金属加工、采矿行业和电厂都面临着粉尘污染问题,对职工的身体健康造成较大的危害,从而影响企业的生产。无动力粉尘控制是一种新的粉尘控制技术,开始这种技术主要用于控制从大堆固体物料中扬起的粉尘,在美国的电厂得到迅速推广。目前,无动力粉尘控制无需收集粉尘,该技术已逐渐推广到皮带输送煤炭、仓库、烧结厂和球团厂。无动力粉尘控制技术工作原理是最大限度降低大块物料转送过程中引起的感应气流,然后降低感应气流速度,让粉尘在封闭的条件下靠自重沉降。无动力粉尘控制系统可以将粉尘浓度控制在2.0mg/m³以下,即在该粉尘浓度的情况下不需要防尘口罩。该技术特别适合于有扬尘的连续作业车间

1处理大块固体物料过程中的扬尘

了解大块固体料转送过程中粉尘扬起的基本过程有助于理解无动力粉尘控制技术的原理。扬尘有两个基本条件一是有气流产生,二是颗粒非常小,能在气流中悬浮。气流的大小和气流中颗粒的浓度就决定了车间中总的粉尘量。

无动力粉尘控制系统

在物料转送过程中产生的气流是由物料的下落或抛掷引起的。物料下落时,在物料与空气发生摩擦,从而引起气流。产生的气流压迫容器,如皮带输送的漏斗口,然后气流就冲出漏口或容器的开口处。这种气流就可以引起粉尘扬起。[广州新.瑞环保]引起气流的主要原因有:

①物料输送量。物料输送量越大,引起的气流越大。

②物料颗粒。下落物料的颗粒越小,下落到地面的区域越大,则引起的气流越大。

③物料的运送速度。物料的运送速度越大,下落时引起的气流越大。

④不同物料的形状引起的气流大小不同。

⑤密封容器出气孔越大,对气流阻力越小,从而产生较大的气流。

输送过程中扬尘量的大小取决于下列因素:

①输送过程中细颗粒含量。

②在磨矿和冲击过程中产生的细颗粒量。

③处于运动气流范围内的细颗粒量。

④细颗粒没有结成大颗粒的量。

无动力粉尘控制设计的基础是精确预计在有细颗粒扬尘条件下气流的大小。根据计算出的气流大小,设计气流的涡流静止区,传统的经验公式,图表不能适应现代的设计精度和要求。因此,设计必须依靠现代气体动力学和流体力学来计算气流量。

2斜流槽形状

控制斜流槽出料量可以减小气流,降低扬尘数量。特定形状的斜流槽可以降低出料速度,减小气流。好的斜流槽形状设计可以减小物料冲击所引起的扬尘。

斜流槽形状设计是建立在离散元、物料流动分析、传统经验的基础之上。大多数斜流槽设计考虑了无动力粉尘的控制问题。该种斜流槽有一个外罩,使物料连续均匀地从输送带传送到转运带。

最有效的斜流槽设计采用的是离散元技术(DEM)。DEM使用离散元来模拟大块物料在三维空间的流动。好的斜流槽设计与传统流槽相比,可以减小气流30%~50%。例如,对于48英寸输送带,输送能力为1400t/h,转送高度为12英尺,采用传统的斜流槽,则产生的气流约为2500cfm。用DEM设计的斜流槽,则可以使气流降至1500cfm。同时,用DEM设计的流槽可以减少粉尘产生的数量,将物料对流槽壁和接料带的冲击降到最小。该种流槽还可以凝聚小颗粒,从而降低粉尘在气流中的扬尘量。这些都是采用DEM设计流槽的突出优点。但是,采用设计的流槽也还是存在气流(1500cfm)和一定量的扬尘。

无动力粉尘控制系统

3无动力粉尘控制系统

无动力粉尘封闭系统是具有一定形状的流槽,但是设计了空气回流和静止区,从而降低了物料转送时粉尘的溢出量。该系统通过气流循环室控制气流速度,气流循环室的空间大小由引起的气流量而定。一般而言,气流循环室空间越大,气流速度就越小,从而降低了颗粒的悬浮性,气流循环室的另外一个作用是产生低气压区,使粉尘颗粒在封闭系统内环流,最后沉降。

皮带传输区的密封对粉尘的抑制作用也同样重要。在皮带传输区也应该进行密封,降低其流量,从而降低在传输区引发的扬尘问题。

无动力粉尘控制系统的实质是改进密封系统以及密封系统的内部结构。粉尘控制系统可以遵循如下要点进行设计

(1)在密封系统内使气流循环运动,从而降低装载引起的气流量。不应该往流槽内吹气,这样,反而引起扬尘。

(2)降低转载引起的气流速度,让粉尘在气流循环室内静止区内沉降。

(3)密封流槽,从而进一步抑制气流。

(4)密封传输区的皮带,让气流只流经流槽的端部的控制口,从不流经任何其他未控制的出口。

工作车间的扬尘在不同设备条件下,即在有气流循环静止室设备和无气流循环静止室设备条件下,分别在三个采样点取样测验。一共取6个样本,如表所示。数据表明,无气流循环静止室设备的车间粉尘含量是有气流循环静止室设备的粉尘含量的3~30倍。粉尘密封系统是公司于1998年研制的。

4无动力粉尘控制的成本低

无动力粉尘控制系统的显著特点是可以大大降低扬尘量,而且成本低廉。无动力粉尘控制系统控制粉尘时无需电扇。其它粉尘控制系统,如粉尘收集系统、洒水降尘系统,则需要电扇。粉尘收集系统在电扇、除尘袋等出现问题时,就不能正常工作。粉尘抑制系统则经常需要进行维修,需要昂贵的化学产品,压缩空气和水。而无动力粉尘控制系统则只需要偶尔调整或更换密封罩的围裙和尾部密封件,很少需要更换皮带支承滚。而且,该系统的除尘效果好。

无动力粉尘控制系统无需操作成本,只需要很少的维修成本。该系统只需要每月或每年甚至更长时间内,调整或更换密封件就可以正常工作。而其它的粉尘抑制系统则需要大量的人员和材料对粉尘进行控制,而且操作的成本也高。无动力粉尘控制系统的安装成本视设备大小和磨损件而定。通常,无动力粉尘控制系统的安装成本是传统流槽、装载区和皮带支承系统成本的15%~25%。考虑到系统的维修和操作费用,无动力粉尘控制系统比传统的粉尘收集系统的成本低得多。

5应用结果

无动力粉尘控制系统在美国电厂广泛应用。该系统同样适用于钢铁、矿山、铝土、石灰石等物料连续输送的部门。其中一个系统在美国的一个大型燃煤发电厂应用了4年,该厂所使用的皮带宽度为48英尺,输送能力为1400t/h。[广州新瑞.环保]该系统由一个离散元技术设计的陶瓷衬不锈钢转送流槽调节器、气流循环静止室外罩、改进的皮带支承系统和更新的装载区组成。在安装该系统之前,车间的粉尘浓度大,需要带口罩,其粉尘浓度为30mg/m³。在安装新系统之后,粉尘浓度降低到0.48mg/m³,其粉尘浓度降低了98%,不再需要带口罩。

无动力粉尘控制系统也用于一个5级皮带倒运的输送系统,该皮带输送系统在一个车间内,所有的皮带为36英尺宽,输送能力为450t/h,输送的煤炭粒径小于0.75英寸。安装该系统后,其车间粉尘浓度为0.2mg/m³,粉尘浓度是戴口罩标准浓度(2.4mg/m³)的十二分之一。

2005年6月,无动力粉尘控制系统也应用到了一个铁矿石球团厂。该系统替代了昂贵的除尘设备。

无动力粉尘控制系统

6环境许可

无动力粉尘控制系统使用气流循环静止技术,该系统已在美国好几个州被确认为最佳控制技术(BACT),已经取代了动力型粉尘控制系统。BACT技术被认为是环保型技术,它无需能源,它比传统的设备除尘更加经济适用。

7结论

无动力粉尘控制系统能有效控制物料处理时的扬粉。它正在美国各州迅速推广。其主要优点是不需要动力,不需要人员操作,维修简便,成本低廉。

(本文来源:《中国冶金》)

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