料仓破拱装置在污泥处置行业的应用研究

高洪波，郝丽君，刘开连

（1.北京排水集团污泥处置分公司，北京 100021；2.机科发展科技股份有限公司，北京 100044）

0 引言

一般脱水污泥含水率在75%～80%。回填料按照所采用不同的工艺含水率在35%～60%。辅料可根据污泥处置厂当地的料源情况合理选择，适用辅料的原料比较多，比如秸秆、花生壳、磨菇渣等等，其含水率也各不相同，三种料仓中由于回填料的粘度大、流动性较差，常在料仓内部出现架桥、起拱的现象，这些现象都严重制约着物料混合的效率和均匀性。

在实际生产中发现料仓起拱位置变化不定，因此单单从改变料仓本体的外形很难保证料仓内物料的顺利排出，对于回填料这种特性的物料必须要在料仓内部安装动力装置进行强行的破拱，才能满足污泥处置工程中混料系统的高效、连续生产的要求。

1 破拱方式在工程上的应用现状

污泥处置行业中发酵后的物料是由脱水污泥、回填料（部分发酵后的物料）、辅料按一定的配比混合而成，混合过程见图1。

图1 混料系统的流程图

料仓在诸多行业都有广泛的应用，按照各生产行业中物料特性以及在工程使用中所采用的料仓种类也出现了不同形式的破拱方式，比如空气炮法、振动电机振打法、机械齿耙拨料法、液压滑架法、链板提升法等等。

（1）震动破坏：在易结拱区仓壁外侧安装仓壁振动器，见图2。

（2）充气：在易结拱区安装压缩空气喷嘴，用压缩空气喷射，从而松散压实物料不使结拱。

图2 振动器图

以上两种方式比较适合于粘性不大的脆性物料，且只适用于料口锥角比较大的浅仓中。由于此种物料在堆积的时候物料之间会有一定的搭接空间，这样在震动或者充气时，物料就会形成一种新的流动趋势，从而到达破拱的目的。但此种破拱形式对于物料粘性较大而料仓高度较高的情况下不适合用此种方式。（3）机械强制式破拱：采用机械破拱的方法很多，这里面提及了适合于楔形料仓的几种典型破拱方式，如仓壁处设置可升降的插板；在料仓顶部挂上锤链或圆盘；在仓内安装旋转破拱装置，见图3。目前，经过长时间的料仓厂家调研以及相关破拱资料的收集，针对庞各庄污泥处置厂的这种含水率高，带有粘性的返混料及辅料，有的起到一定的效果，但不能彻底解决起拱的问题。

2 新型破拱装置的研制

针对现有技术的不足，本文提出了一种结构简单、经济低廉、技术可靠的拨料式料仓破拱装置，见图4，此装置主要包括料仓、破拱装置、输送装置，料仓下部设有破拱装置，底部设有输送装置，破拱装置包括多个与输送装置，平行放置的破拱器，破拱器为轴状物，在破拱器轴向等间距的设置了多个固定的拨料齿耙，本发明的料仓破拱装置主要应用于污泥处置行业，倒梯形仓体从理论上杜绝仓内物料由于仓壁面作用而起拱，破拱装置一方面可以支撑上部的物料，减小上方带有粘性的挤压输送装置，另一方面可以保证截面上各处的物料都能下落，避免存在滞料区导致其上部物料起拱。

采用上述方案后，本发明的拨料式料仓破拱装置，与现有技术相比，具有如下优点：

（1）拨料式料仓破拱装置适用于各种粘度大、流动性较差的料仓破拱。

（2）结构简单、流量可控，可连同料仓及输送装置做成一体化设备；

（3）在出料方向的仓壁上可安装检修门，便于齿耙的更换及其他部件的维护，不影响生产。

图4 拨料式料仓破拱装置的结构示意图

3 新型破拱装置的实验研究

（1）实验方法。在实验开始之前，首先要测定回填料的含水率，测定方法采用建设部污泥监测行业检测法——微波炉检测法，从准备做实验用的回填料堆体上取3～5g，放到托盘天平上，读取物料的重量，然后将称好的物料放置微波率进行烘干，烘干后取出再次测量物料的重量，两次的重量的差值就是物料中含水份的重量，测量过程见图5、图6。

图7 拨料式破拱实验装置

按照上面的测量方法既可测量出回填料的含水率，由于不同含水率的回填料的粘度和流动性都不一样，为了充分验证该新型装置的可靠性，可以把物料的含水率按 30%、35%、40%、45%、50%划分成5个组实验，分别将调好含水率的物料投入到实验装置中，见图7，观察不同含水率物料的排出时间以及是否在料仓中出现架桥、起拱的现象。

（2）实验过程及结果。由于每组含水率的实验过程都是一样的，这里只对含水率为50%物料的实验过程及结果进行了描述总结：①将含水率为50%的回填料填满实验料仓，物料在料仓内停留5分钟后，开启拨料器、螺旋输送机，观察出料的效果；②将含水率为50%的回填料填满实验料仓，物料在料仓内停留24小时后，开启拨料器、螺旋输送机，观察出料效果；③将含水率为50%的回填料填满实验料仓，物料在料仓内停留24小时后，在料仓上方加重量块将物料再次压实，开启拨料器、螺旋输送机，观察出料效果。以上三种实验完成后，发现物料在仓内没有发现结拱的现象，而且从螺旋输送机输出物料也比较均匀，由于污泥行业中回填料含水率一般在30%～50%之间，而50%的含水率状态下回填料的流动性最差、粘度也是最大的，因此，该种新型破拱装置可以满足污泥处置行业中混料系统连续生产的要求。

4 结论

基于污泥处置行业中料仓的使用现状、物料的特性以及现有破拱技术的形式，本文提出了一种有针对性的全新的料仓破拱装置，该装置一方面可以支撑上部的物料，减小上方带有粘性的挤压输送装置，另一方面可以保证截面上各处的物料都能下落，避免存在滞料区导致其上部物料起拱。

为了验证该破拱装置在工程中应用的可行性，特别挑选了50%的含水率的物料（该状态下回填料的流动性最差、粘度也是最大的）进行了带料实验，发现物料在仓内没有发现结拱的现象，而且从螺旋输送机输出物料也比较均匀，因此，该种新型破拱装置可以满足污泥处置行业中混料系统连续生产的要求。

[1]郝丽君，兰轩花，胡建成，周书征，刘开连.料仓在污泥处置行业的应用研究[J].环境工程，2012，1.

[2]李志义，王淑兰，等.粉体料仓的合理设计[J].化工装备技术，1995，3.

[3]Chulze D.Chem.lng[J].tech,1995,67(1):60～68.