石灰窯窯頂粉塵治理經驗

李曉光，宋玉軍

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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石灰窯窯頂粉塵治理經驗

李曉光，宋玉軍

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

通過增加窯頂布袋除塵設備，收集富余的窯氣，過濾其中的粉塵；同時改進窯頂傳統密封結構，安裝配合精度較高的動靜密封環和剛性翻板閥等部件，控制窯氣外溢，從而達到改善環境的目的。

石灰窯；布袋除塵；粉塵；設備改造；動靜密封環

在目前公司生產狀況下石灰窯產生的窯氣富余量約為10%～15%，約15 000～20 000 m3/h。在氯堿產業鏈收量，減少電石灰的供應的情況下，石灰窯窯氣約有50 000～55 000 m3/h左右富余量。多余的窯氣中含有大量的粉塵，為了減少窯頂粉塵的外溢，改善職工的工作環境，提升公司形象，窯頂粉塵治理勢在必行。

1 增加布袋除塵設備

1.1 設備布局及改造流程

為配合實現全市環境空氣質量明顯好轉的總目標，治理石灰窯窯頂粉塵，增加兩套除塵設備MC-640布袋除塵器。DN1200管道約200 m，DN600管道300 m，調節閥12臺套，增加建筑面積約300 m2。根據窯頂粉塵性質、特點增置兩臺新型除塵器，每臺除塵器處理氣量在25 000～30 000 m3/h，清灰方式利用壓縮空氣進行清灰，這樣清灰效果較好。

布袋除塵器放置在石灰窯給料框架北側。整體需重新作二層平臺，5 m標高放置儲倉和引風機，10 m標高放置布袋除塵器，一層平臺高度以滿足粉塵排放車輛進出為宜。布袋除塵器進風管：9#、6#、5#、4#、3#窯用一臺除塵器，8#、0#、1#、2#、10#窯用一臺除塵器。分別從各窯頂固定罩及放氣筒接管，放氣筒的接管與固定罩接管之間加裝手動閥門，當生產異常(氯堿減量或電石灰停供)時開啟，正常生產時間處于全關或少部分開啟；固定罩的接管與放氣筒接管匯合后向北斜向下與總管相連(設計時需考慮石灰窯大檢修及日常巡檢通道)，此支管設自動調節閥，在不上料和鐘帽關閉期間少量開啟，鐘帽打開時全部打開。每臺除塵器在卷揚機房頂靠近北側位置東西方向放置一條總管。各窯分支匯總至此總管，總管設有冷空氣補充口，總管需留一定角度，氣速保證大量粉塵不沉積。然后從總管向下引入布袋，經過濾后由風機排出，排出口高度應滿足環保要求。如圖1。

圖1 布袋除塵設備布置示意圖

1.2 流程的自動化操作

各支管調節閥引入DCS系統，然后與卷揚機上料系統作聯鎖，當卷揚機下行38 s時開調節閥，延時18 s關調節閥至給定值；當上料斗臨近窯頂時提前5 s開閥，倒料完畢下行2 s后，關閥到一定值(窯頂約15 s)，這樣可以有針對性的抽吸多余氣體。兩個總管分別設測溫點，溫度檢測達到150 ℃左右時，自動打開空氣補充口，補充冷空氣，以降低溫度。溫度檢測超過160 ℃左右時，自動關閉頂溫超過200 ℃的石灰窯支管調節閥。引風機和排灰絞龍等設備開停、電流、電源指示、運行指示等引入DCS系統。

2 窯頂密封結構改造

2.1 動靜環改造特點

原有石灰窯頂布料旋轉料斗與轉斗蓋之間的密封結構為環形迷宮密封形式，此類密封結構需添加機油、鋼砂等輔助介質才可達到完好密封狀態，但由于生產環境惡劣，添加的介質在使用中極易因瞬間頂壓過大產生溢冒，加之砂塵和雨水的摻雜容易固化，不易清理。綜上客觀因素致使窯頂驅動裝置負載不均或過載，嚴重時造成設備損壞和停產。

動靜環密封起初主要應用于密閉式泵的機械密封，工作條件是決定密封效果的主要因素，若使其在正常工況如壓力、溫度、潤滑速度等條件下不損壞，那么對零件的制造精度和設備輸出載荷的要求較高，因此為了達到良好的密封效果，需克服工作條件帶來的波動及零部件加工制造的困難。石灰窯頂的動靜環密封改造是在拆除原有環形迷宮密封后，在原位置、原外形尺寸不變的條件下安裝的。靜環與動環分別成半加工，圓度和平面度均需小于外形尺寸的0.05%；該裝置在動環和靜環的接觸面增加了自動脂潤滑系統，當頂壓過大時可抑制窯氣中夾帶的粉塵侵入接觸面中間；靜環與轉斗蓋之間相對旋轉料斗處于靜止狀態，使用特氟龍石棉帆布連接，該材料具有耐高溫、耐腐蝕、抗老化的特點，在窯頂頂溫較高時仍可保持其完整性。

圖2 動靜密封環改造

2.2 翻板閥改造特點

石灰窯的另一窯氣泄露點位于上料小車投料的溜子口。原有溜子口使用普通鋼板加填料密封的結構，因長期使用填料容易老化、脫落，導致密封不嚴，且由于作業環境處于有毒有害氣體的密閉容器，在維護時不利于安全檢修。綜上原因，對傳統翻板閥進行改造。

剛性翻板閥的結構特點在于閥板與溜子口的剛性密封接觸面，同時為了達到良好的接觸效果，避免兩個零件在驅動氣缸的作用下相互磕碰，在曲臂和閥板處固定有柔性連接裝置，使閥板與密封面之間先通過過渡摩擦再達到完整密封。該結構制造簡單，可通過曲臂的長孔調整閥板的安裝角度，以便于現場施工。

圖3 翻板閥改造示意圖

3 結 語

布袋除塵技術廣泛應用于冶金采礦、石藥化工等生產領域，在氨堿法純堿生產過程中主要體現在堿石和生石灰在投運過程中濾塵、降塵的作用，而在窯頂粉塵治理項目中應用實為先例。通過合理控制氣量和氣體溫度，定期檢查、維護，能夠達到理想的除塵效果。窯頂動靜密封和剛性翻板閥結構改造是在經過反復現場實地勘察、設計錘煉，大膽試用的一個改造項目。該項目借用傳統機械密封形式，通過特殊環境在結構上加以改造完善，設計出適合窯頂環境的動靜密封結構；同時找出原有密封閥板的使用缺陷，逐步攻克結構上存在的薄弱環節加以實施。綜上改造的技術成果在實際生產中效果顯著，窯頂密封形式的改造應用對整個石灰窯頂環境治理項目起到了錦上添花的作用。

[1] 關宸祥.石灰窯[M].北京：中國建筑工業出版社，1986

[2] 中國環保產業協會袋式除塵委員會.袋式除塵器濾料及配件手冊[M].沈陽：東北大學出版社，2007

TQ114.15

B

1005-8370(2016)02-26-03

2014-07-31

李曉光(1984—)，大學本科，唐山三友集團純堿公司石灰車間主任助理，曾獲得3項國家實用新型專利成果，發表多篇學術性論文。