微动力除尘系统在电石行业的应用

（新疆天业（集团）有限公司，石河子市，832000） 蔡雪融 宋 斌

“十二五”时期，在资源能源短缺矛盾凸显、安全环保形势日益严峻的大环境下，国内电石行业保持了较快增长，产能产量屡创新高，技术进步持续加快，产业结构逐步优化，为保障国民经济平稳较快增长、满足下游需求做出了重要的不可替代的贡献。但是，受世界经济复苏乏力、国内经济增速放缓影响，聚氯乙烯、醋酸乙烯等电石下游产业进入发展低谷，电石行业生产运行也陷入困境，产能过剩、创新能力薄弱等一系列问题和矛盾愈加突显。因此迫使电石行业加强科技创新，加快技术改造，提升工艺装置水平，向着节能降耗、安全环保的方向发展。

近年来新疆天业在实现电石清洁生产方面通过不懈的努力，2008年率先采用先进的电石炉气干法净化配套湿法净化技术，进一步净化电石炉尾气，实现远距离输送；2009年完成了40 000KVA密闭式电石炉的研究与应用；通过对电石炉尾气净化技术方面研究，2012年成功攻克电石炉尾气的深度净化提纯技术，实现了电石炉尾气制乙二醇技术；2014年对电石炉除尘灰的利用进行研究，实现了电石炉除尘灰与炉渣制水泥原料新工艺技术，使电石炉除尘灰实现资源化利用及密闭式输送，2015年通过借鉴无动力除尘与微动力除尘工艺，研究适宜于电石物料输送与破碎的微动力除尘系统。

1 粉尘产生的来源及处理方法

1.1 粉尘产生的来源

电石生产环节较多，煤和石灰需要经过输送、破碎、存储、筛分等多个生产环节，且生产的电石也需要经过破碎、储存。而场内各个生产环节通常需要用带式输送机联系起来。在输送过程中通常须实现多路输送，给料输送带和受料带之间必须存在一定高度差。物料在输送过程中，细小粉尘颗粒往往吸附在粒径较大的物料颗粒上。当物料在落料、筛分、破碎过程中物料与设备发生碰撞，吸附在物料上的细小颗粒就会剥离出来，悬浮在设备及空间当中，对车间环境造成严重的污染。

1.2 常用的除尘技术

电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等工程原料处理系统除尘工艺主要有干式除尘器和湿式除尘器。干式除尘器主要包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。湿式除尘器主要包括喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等。但是常见的运用最多的主要为旋风除尘器和袋式除尘器[1]。袋式除尘器目前已被广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1μm。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99%以上，而且其效率比高。

近年来在电力、化工等行业，有部分企业采用无动力或者微动力除尘工艺，微动力除尘工艺直接对带式输送机转运点输料下落时扬起的粉尘进行综合治理，改变了以往在带式输送机转运站附近设置独立除尘设备的方式，在输送机的转运站下落点设施无动力或者微动力除尘装置，微动力除尘工艺具有体积小、能耗低、投资小、无管道、易检修的特点。

2 微动力除尘系统简介

由图1可知，微动力除尘系统是运用空气动力学原理，使粉尘在负压气流的引导下，在密闭空间内循环运动，在重力作用下沉降下来，只需要小功率的动力设施。没有参与闭环流通的粉尘，将通过阻尼、减压、滤尘、密封帘的逐级作用，直接落入物料传输带中。

2.1 微动力除尘器原理

来自皮带输送点上游的物料在下落过程中与皮带撞击产生了大量的粉尘气体，运用空气动力学原理，在粉尘扬尘点设计一个密闭系统，采用压力平衡和闭环流通方式[2]，尘体在密闭空间内循环过程中，相互碰撞及应力作用，能量逐渐减弱，最终沉降于物料之中。剩余的尘体通过布袋收尘器进行收集，粉尘进入负压吸尘器，由滤袋进行过滤，粉尘被阻留在滤袋外表面，已净化的气体通过滤袋由风机直接排出，随着过滤时间的增加，滤袋外表面粘附的粉尘也不断增加，滤袋阻力也相应增大，从而影响除尘效率，此时启动振打清灰系统使粘附在滤袋表面的粉尘抖落至皮带上，和物料一起运走，小部分粉尘进入前段安装的微缓分离室内，滤尘胶帘对其进行有效阻挡和过滤，实现了空气粉尘的闭路循环。

图1 转运站微动力控制原理

2.2 微动力除尘工艺的应用

微动力除尘系统在皮带机机头、机尾除尘器设计；将缓尘室直接安装于皮带头部，边沿有增加风速的口板，侧面装有检查门，便于设备维护；微动力功能室与缓尘室通过紧固件相连，内置弹性骨架、按要求设计的滤袋，为尽可能增加滤袋的除尘面积，滤袋采用扁平式设计，弹性骨架安装于具有减震功能的花板。缓冲室内装有曲柄机构、振打架和摆杆，在若干根振打杆与滤袋的下端装有振打架，若干根振打杆与布袋插在振打架内，振打架的上方通过两个摆杆固定在缓冲室的内壁上，振打架的一侧与曲柄机构相连。

程控联锁控制系统的优化设计；微动力控制部分采用时序自动控制及手动控制两种控制方式，且留有联动端子实现与原设备联动运行，控制箱安装在除尘器附近，就近选取电源，安装、操作及维护方便，收尘风机采用变频器无级调速控制，以调整适宜的风速，提高收尘效果。

清灰系统传动设计；清灰采用振动电机传动清灰的方式，振动电机传动曲柄机构，曲柄机构带动振打架和摆杆运动，摆杆作用于装有弹性骨架的滤袋，滤袋模板与功能室之间采用胶垫减震连接方式，既增加清尘效果又减少对整体设备的振动损伤。

具体工艺流程如下：含尘气体→微负压吸尘→多功能消尘室→滤尘室→微环室→振打清灰→净气排空。

2.3 微动力除尘工艺流程

微动力除尘主要有带式输送机、除尘器箱体、引风机、布袋、密封胶帘、清灰装置、驱动装置、振打连杆等设备构成。

微动力除尘装置安装在皮带输送机上，当皮带机启动时微动力除尘系统开始运行，除尘箱体顶部安装的引风机启动，大量含尘气体进入除尘箱体中，其中颗粒大、比重大的粉尘在重力作用下沉降下来，颗粒小的粉尘在气流通过除尘布袋时被吸附在布袋表面，滤袋上的粉尘随着时间增加而积聚，当到达一定时间时，引风机停止工作，除尘布袋表面吸附的粉尘在重力作用下降落至输送皮带机上，但仍有部分粉尘吸附在除尘布袋的表面，启动驱动装置，驱动装置通过驱动连杆带动振打连杆及清灰装置开始震动，清灰装置作用于除尘布袋，除尘布袋与骨架发生振动，使除尘布袋表面吸附的粉尘掉落在输送皮带机上，由皮带机输送下一工段；由于物料在下落至皮带机时，会有部分粉尘及物料向后方喷溅，因此在除尘器两端设置缓冲室及密封胶帘，使粉尘在缓冲室经过相互碰撞及重力作用沉降下来，并经过密封胶帘的阻挡，阻挡粉尘的溢出，当驱动装置停止工作数秒后，除尘系统引风机开始运行，微动力除尘系统进入下一个循环阶段。

3 经济性分析

采用微动力除尘工艺后减少了粉尘收集系统，除尘系统运行后收集的粉尘回落至带式输送机，和物料颗粒一起输送至料仓，减少了粉尘收集排放造成的二次污染，且微动力除尘工艺实现了全过程自动化操作，可减少原料除尘工艺岗位人员，进一步提高了人员的劳动生产率。同时微动力除尘工艺设备结构简单，能耗小，检修方便，大大减少了设备的维护费用。

新疆天业原电石生产原料粉尘及电石粉尘的除尘工艺均采用大型的布袋式除尘器，大型除尘布袋的运行功率均为50～55KW，其一个电石生产项目原料除尘及电石粉尘除尘器共有32台，每年耗电量到达1 382.4万KW。技改后全部采用微动力除尘工艺，微动力除尘工艺单台运行功率为4.5～5.5KW，共采用40台，每年耗电量为172.8万KW，每年可节约耗电1 209.6万KW，节约电费380万元。

4 微动力除尘系统运行效果与存在的问题

微动力除尘工艺自投入生产运行一年以来，石灰库及中转站、电石破碎等部分的原料粉尘得到很好的遏制，未发生设备故障，维修频次较低，取得了良好的效果。

除尘系统存在的问题，除尘工艺对于常温物料的除尘效果明显，但对于高温物料除尘效果较差。且只适应于带式输送机及破碎筛分的除尘，应用范围有限。

5 结束语

皮带运输系统是电石生产的重要组成部分，其在转运过程中的粉尘污染对岗位作业环境产生严重影响，使用大型的除尘设备不仅耗能高而且在较长的风管内能耗损失较大，除尘效果不好。新疆天业在电石生产原料输送、转运、破碎等工段设置微动力除尘系统，除尘效果明显，大大改善了输送机破碎系统的工作环境，能耗低、无须人工操作，进一步降低了电石生产成本，降低了操作人员的工作强度，提高了人员劳动率。

[1]瞿仁静,白荣林,邹魏.节能减排除尘新技术[J].云南冶金,2009,38(5):53-56

[2]彭建宏,关万科,梁勇.微动力除尘系统在皮带转运物料中除尘效果评价[J].中国职业医学,2013,40(5):489-490