硅钙合金制粉湿法除尘技术

王宝安

（陕西盛华冶化有限公司, 陕西 汉中 723300）

1 前言

硅钙合金以硅石、木块、煤、石灰石等为原料。在矿热炉内利用电极加热，用高温还原的方法制得的产品[1]，是一种较为理想的复合脱氧剂、脱硫剂，被广泛应用于优质钢、低碳钢、不锈钢等[2-3]，产品主要以粉状和颗粒状形式销售。硅钙合金制粉是一个简单的物理加工过程，它是将硅钙块经破碎、研磨、筛分、包装等工序加工成硅钙粉或硅钙颗粒[4]，在整个加工过程中，容易产生大量的硅钙粉尘，传统的硅钙合金制粉除尘系统采用半封闭干式布袋除尘器，粉尘收集率为70% 左右，放散的粉尘无法有效捕集，且需要经常清扫以避免因粉尘捕集浓度过大产生爆炸，劳动强度极大。

硅钙制粉加工过程的除尘工作一直是行业难题，直接制约着硅钙合金行业的发展。为了克服传统硅钙合金制粉除尘系统粉尘收集率低，存在爆炸风险，劳动强度大等问题，本文介绍了由陕西盛华冶化有限公司研发的一种湿法除尘系统[5]，以期进一步提高我国硅钙行业生产装备的机械化水平、减轻作业工人的劳动强度，有效改善了硅钙合金制粉除尘问题。

2 硅钙合金制粉存在的问题

陕西盛华冶化有限公司委托国家化学品及制品安全质量监督检验中心，对硅钙合金可爆性、最小爆炸浓度、爆炸的最大压力等参数进行了检测。检测数据表明，在常温下，硅钙粉尘浓度≥0.06kg/m³ 时将会引起粉尘爆炸，爆炸的最大压力为0.7 MPa /cm²，这就要求硅钙合金在制粉过程中，粉尘浓度要低于0.06kg/m³，而传统除尘系统难以达到符合要求除尘效果，使得生产效率受到限制。

3 除尘方案的设计

为克服传统除尘系统除尘效率低，提升硅钙合金制粉生产能力，陕西盛华冶化有限公司研发的一种结构简单、效率高、除尘效果好的湿法除尘系统原理图及结构示意图，见图1 和图2。

图1 湿法除尘系统的原理图

图2 湿法除尘系统结构示意图

3.1 除尘系统的组成

整个湿法除尘系统由烟尘捕集罩、主风管、喷淋塔、沉淀池、风机、清水泵等装置组成，除尘系统工作顺序：粉尘被风机吸入烟尘捕集罩→进入喷淋区被水雾捕集→随捕集液流入一级沉淀池→粉尘沉淀→清水逐级流入清水池→清水泵抽水喷淋。

3.2 除尘系统的工作原理

硅钙合金制粉产生粉尘的主要环节为破碎环节和皮带输送的跌落环节，针对粉尘产生的部位，分别制作粉尘捕集罩，捕集罩经管道连接至主风管，然后接入喷淋塔，喷淋塔外接除尘风机。考虑水的流动性，所有除尘管道均采用坡度安装，为便于施工操作，安装坡度均设计为50‰，便于捕集的硅钙合金粉尘能随水流最终汇入沉淀池。

安装过程中，粉尘捕集罩上部与主风管连接的弯管处安装向内的喷淋头，对进入除尘风管的硅钙合金粉尘进行第一次喷淋捕集，控制好除尘罩进风口与喷淋位置距离，一般情况下，喷淋位置处于弯管的水平位置，以便粉尘进入管道后立即被捕集。被捕集的硅钙合金粉尘随捕集液经主风管流入喷淋塔，喷淋塔底部安装喷淋头进行第二次喷淋捕集，喷淋塔顶部安装折板式洗涤器进行除雾，折板式洗涤器选择气液分离效率≧98.5% 看，避免出现粉尘回收不理想或带水现象。喷淋塔下部设计有两个倾斜管道，管道上分别安装截止阀，可控制粉尘捕集液分别流向不同的沉淀池，两个分支管道内安装有反冲水，可强制把捕集到的矿浆冲进沉淀池，也避免了管道阻塞；喷淋塔下端配备两个浊水沉淀池和一个清水池，正常工作时，两个浊水沉淀池一用一备，确保在清理回收沉淀池时不影响整个除尘系统的运行。捕集的粉尘浑浊液经浊水池沉淀后，粉尘沉入池底，水进入清水池经清水泵供喷淋循环利用。

3.3 除尘方案的安全可行性

本方案各支路管道设计选用阻燃PE管，耐压等级为≥1.25MPa，能够承受0.7 MPa /cm²硅钙粉尘爆炸的最大压力；高压离心风机和水泵安装在单独隔离的房间内，高压离心风机净化空气出口导出风机房，避免因除尘效果不足而产生危险；除尘罩风管阀、水阀均采用手动或气动控制，避免在集尘区安装电气设备。粉尘进入粉尘捕集罩后在收尘管道弯管口立即进行喷淋，进行第一次捕集，避免硅钙合金粉尘在管道内因其它物理因素产生危险。为保证长期正常工作，设计时清水泵可选用两台水泵，一用一备，一台常用泵，另一台泵设置低压自动启动，保证各喷淋管道不缺水，确保系统正常运行。

经检测，在陕西盛华冶化有限公司硅钙合金制粉车间生产现场粉尘浓度为0.03kg/m³，远低于0.06kg/m³ 警戒浓度。同时，本系统简单可靠，成本低，在安装过程中需根据硅钙合金制粉生产能力的不同，选用合理除尘器，匹配合适的风机，粉尘捕集率由传统的70% 提升至90% 以上。

4 总结

通过硅钙合金制粉湿法除尘技术应用，可有效捕集硅钙合金制粉作业过程产生的粉尘，将粉尘捕集率由传统的70% 提升至90% 以上，粉尘浓度为0.03kg/m³，远低于0.06kg/m³ 警戒浓度，明显改善硅钙制粉作业现场环境，降低劳动作业强度，有效解决了粉尘爆炸的不安全隐患。同时，硅钙合金制粉湿法除尘系统，配备了多级沉淀池，可将收集的粉尘风干回炉利用，清水循环利用，既满足了作业现场环境要求，又实现了资源充分利用，进一步促进了清洁生产，具有良好的推广应用价值。