电石灰制备石灰乳二次化灰用转筒筛设计

张国丰

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

电石灰制备石灰乳二次化灰用转筒筛设计

张国丰

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

简要介绍了电石灰制备石灰乳项目的生产过程以及存在的一些问题，通过增加转筒筛系统使其得以解决。详细介绍了转筒筛的设计过程，转筒筛的设计为公司的独立创新型设计，转筒筛同时具有的化灰和筛分能力是目前其他公司同类设备所不具备的，因此具有十分重要的意义。

电石灰；石灰乳；化灰；筛分；转筒筛

电石灰制备石灰乳项目为股份公司节能、环保项目，利用电石灰通过化渣机制备石灰乳，减少了石灰车间石灰石、焦炭等原材料的消耗，起到了节约能源、节约资金、减少环境污染的综合利用效果。由于电石灰中含有结块，在化灰过程中不能转化为石灰乳，既降低了电石灰的利用率，同时又产生了固体废物。因此，电石灰化灰率提高就成为亟待解决的问题。

1 生产流程及存在问题

原有电石灰制备石灰乳的主要生产流程为原料电石灰通过输送皮带送至储料仓，同时向储料仓加入中水，再经进料绞龙送入化渣机进行搅拌、化灰，化渣机为圆筒形回转设备，回转筒体内部有搅拌部件，通过筒体回转带动电石灰在筒体内部搅拌，使电石灰尽可能多的转化为石灰乳，提高电石灰制备石灰乳的效率。转化后的石灰乳经尾部出液罩、流槽进入储渣桶，由泵打回石灰车间供生产使用，另一部分未被转化的结块电石灰及块状杂质经排渣口排出。原有生产过程如图1所示。

图1 原有生产流程示意图

2 问题分析及解决方案

由于化渣机为原有设备改造而来，受化渣机外形尺寸、能力影响，在现在化灰流程中存在着结块电石灰未被完全溶解的现象，造成电石灰溶解转化为石灰乳的转化率不完全。经过分析，产生未被转化的结块电石灰的原因有三点：一是电石灰本身为粘性物质，将其彻底溶解有一定的难度；二是在化渣机里停留时间问题，电石灰在化渣机里停留时间越长，电石灰的分散度就会越高，相反会变低；三是在化渣机里的搅拌充分问题，搅拌越充分化灰越彻底，相反就不彻底。

通过研究制定的解决方案是：对未被转化的结块电石灰进行二次化灰，使其充分溶解。具体方案为：根据现场场地及设备布置情况，设计一台转筒筛，使其同时具有化灰和筛分能力，经转筒筛二次化灰的石灰乳先储存在地槽里，然后用泵打回储料仓再次进行化灰使用，筛分出来的固体杂质通过输送皮带堆积在一起，定时用车辆清理干净，改造后生产过程示意图如图2所示。

图2 改造后生产流程示意图

3 转筒筛的设计

3.1 转筒筛的设计思路

根据设计要求，转筒筛首先应具有化灰能力，使未被转化的结块电石灰化成石灰乳，然后通过筛分部分将剩余杂质筛分出去，从而得到所需石灰乳。参照股份公司现有设备，电石灰制备石灰乳项目中的化灰设备化渣机，及碱渣压滤项目中的除砂机，化渣机具有化灰能力，除砂机具有筛分能力。两种设备的工作原理：化渣机为筒形转动设备，筒体用前后支撑滚圈支撑，驱动方式为电机减速机通过一对啮合的齿轮带动化渣机筒体旋转，筒体内部具有搅拌部件，使电石灰通过搅拌转化为石灰乳，石灰乳通过抄料斗排出；除砂机同样为转动设备，驱动方式为电机减速机通过转动轴带动除砂机筛体旋转，筛体通过轴承、轴承座支撑，筛体内部有内螺旋，通过内螺旋把固体带出筛体，从而达到筛分目的。

经分析得出结论，两种设备的工作原理相近，综合两种设备的特点，设计出新的设备——转筒筛，转筒筛的筛体前段为化灰部分，后段为筛分部分，驱动方式采用电机减速机通过转轴带动筛体转动，筛体用轴承、轴承座支撑，筛分段外加出液罩收集石灰乳，整个转筒筛的关键部件为筛体。

3.2 筛体的结构形式

筛体的外形采用除砂机筛体外形，筛体的结构如图3所示。筛体内部加装轮毂、轮板，整个筛体通过转筒筛轴、轮毂、轮板带动转动，筛体、轮板、轮毂焊接在一起形成一个刚性整体，与转筒筛轴装配在一起后，对整个转筒筛轴的刚性起到了提高作用。化灰段筒体采用16Mn，以提高其耐磨性。化灰段内径展开及挡料板、搅拌用角钢布置如图4所示，化灰部分前端设有挡料板，挡料板与筛体中心线成70°布置，抄料板的存在减缓了进料速度，加长了物料在化灰段的停留时间，同时不至于使物料直接被冲至后段，而使前端的化灰作用降低。搅拌用角钢布置形式如图4所示，搅拌用角钢与环板使整个前段具有了化灰能力，环板使物料在化灰端具有一定高度的液面，搅拌用角钢随同筛体转动，起到搅拌作用，达到二次化灰效果，搅拌用角钢的布置同时又具有向前推动物料的作用。二次化灰后的固液混合物通过抄料斗从化灰段抄出进入筛分段进行筛分，筛分段筛网采用16Mn钢板冲孔后制成，为检修、更换方便，筛网制成两部分，两部分采用螺栓、螺母连接。筛网内部有双螺旋叶片，通过螺旋叶片将未筛分的固体带出筒内，同时在螺旋叶片外侧，沿中心线方向焊接上五条钢板带，作为筛分部分骨架以加强筛分部分强度。

1.挡料板 2.轮板 3.轮毂 4.化灰段筒体 5.搅拌用角钢 6.抄料斗 7.环板 8.筛网 9.螺旋叶片图3 筛体结构图

图4 化灰段内径展开及挡料板、搅拌用角钢布置图

3.3 转筒筛整体结构

如图5所示为转筒筛整体结构示意图，考虑到空间大小，转筒筛的驱动设备电机减速机置于出料端，转筒筛轴靠轴承、轴承座支撑，筛体同转筒筛轴构成一个刚性整体，电机减速机通过联轴器把转动输送给转筒筛轴，转筒筛轴带动筛体转动。进液端和出料端分别与轴承、轴承座留有一定距离，保证进液端配管和出料端接料。筛分段为出液段，在此端加装上盖及出液槽，收集二次化灰的石灰乳，以备生产使用。进料端加装挡料板，挡料板同进料管现场配合开孔，然后焊接在一起，保证进液不会倒溅。

图5 转筒筛整体结构示意图

4 结 论

通过增加二次化灰系统及主要设备转筒筛的设计应用，原来从化渣机排出的结块电石灰已基本化为石灰乳，提高了石灰石的利用率，给企业带来了可观的效益。具有化灰、筛分功能于一体的创新设计转筒筛也在生产实践中得到了验证，达到了预期的目的。

[1] 唐敬麟.破碎与筛分机械设计选用手册[M].北京：化学工业出版社，2001

[2] 王凯.化工设备设计全书——搅拌设备[M].北京：化学工业出版社，2003

[3] 运输机械设计选用手册编辑委员会.运输机械设计选用手册[M].北京：化学工业出版社，1999

TQ114.15

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1005-8370(2017)04-31-04

2017-02-22

张国丰(1983—)，男，辽宁石油化工大学机械设计制造及其自动化专业，大学学历，机械设计工程师，在唐山三友化工工程设计有限公司从事机械设计工作。