管鏈輸送機在鉛冶煉行業(yè)中的應用

周亮亮，楊衛(wèi)嚴，連明磊

（1.中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西 南昌 330031；2.六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004）

1 引言

華東某再生鉛冶煉廠是一家具有近二十年歷史，專業(yè)從事廢舊鉛酸蓄電池回收和加工的企業(yè)。為了滿足日益嚴峻的環(huán)保要求，該廠計劃新建一套節(jié)能、環(huán)保、自動化水平較高的側(cè)吹新工藝處理廢舊鉛酸蓄電池，并加快推進冶煉煙氣的超低排放改造。隨著國家日益提倡循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)境保護，將廢舊鉛酸蓄電池綜合處理不僅可以回收其中的有價資源，而且有利于保護環(huán)境。

目前在鉛冶煉的工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及到鉛環(huán)集煙塵的輸送問題。由于鉛環(huán)集煙塵的PbO 含量較高（可達90%以上），且PbO 具有粘性大，受壓后易板結(jié)，煙塵顆粒細小容易飛揚，有毒害性等特點，因此不適合采用氣力輸送工藝。

當前，各鉛冶煉廠鉛環(huán)集煙塵輸送方式主要有兩種：“埋刮板或螺旋+斗式提升”的機械輸送方式；“人工+叉車”的運輸方式。以上兩種輸送方式均存在一定的弊端。如采用第一種輸送方式，則需要考慮合理的輸送檢修通道，這給現(xiàn)有改造的鉛冶煉廠帶來困難，而且埋刮板輸送機數(shù)量較多，機械故障點也多，容易發(fā)生堵料、卡料等情況，鉛環(huán)集煙塵的泄漏點多也容易對廠區(qū)內(nèi)的環(huán)境造成污染。如采用第二種輸送方式，則存在人工勞動強度大，自動化程度較低，難于保證操作工人和廠區(qū)內(nèi)的安全衛(wèi)生。

管鏈機械輸送是一種新型的物料輸送方式，可以在水平、垂直、彎曲和三維方向上靈活布置，具有輸送量大，輸送過程全密閉，自動化程度高等特點。管鏈機械輸送方式在化工行業(yè)和鋼鐵行業(yè)得到了較為廣泛的應用。比如，揚州惠通化工技術(shù)有限公司采用管鏈輸送化工原料PTA（精對苯二甲酸），蘇州蘇信特鋼有限公司采用管鏈輸送除塵器捕集的煙塵，但在鉛冶煉行業(yè)中應用的較少。文中分析了管鏈機械輸送方式的可靠性，目的是為有色行業(yè)鉛環(huán)集煙塵輸送工藝的選擇提供參考和借鑒。

2 鉛環(huán)集煙塵和管鏈輸送機

2.1 鉛環(huán)集煙塵的物性參數(shù)

華東某再生鉛冶煉廠采用側(cè)吹工藝處理廢舊鉛酸蓄電池，側(cè)吹熔煉車間產(chǎn)生的環(huán)集煙氣經(jīng)熔煉車間環(huán)集布袋除塵器除塵后送往脫硫系統(tǒng)，除塵器捕集的鉛環(huán)集煙塵采用管鏈輸送機輸送到原料庫的煙塵倉并返回側(cè)吹爐系統(tǒng)。熔煉車間環(huán)集布袋除塵器捕集的鉛環(huán)集煙塵量約0.1 t/h，側(cè)吹爐工藝煙氣的各除塵器捕集的鉛冶煉煙塵量約18 t/h，鉛環(huán)集煙塵和鉛冶煉煙塵匯合后統(tǒng)一由管鏈輸送機輸送，選擇該設備的輸送能力為60 t/h。鉛煙塵的物性參數(shù)如表1 所示。

2.2 管鏈輸送機的配置

熔煉車間環(huán)集布袋除塵器捕集的煙塵采用1#管鏈輸送機和2#管鏈輸送機接力送往原料庫的煙塵倉，其中1#管鏈輸送機立面配置圖如圖1 所示，1#管鏈輸送機平面配置圖如圖2 所示。

從圖1、圖2 可以看出，熔煉車間環(huán)集布袋除塵器的排塵口有2 個，鉛環(huán)集煙塵的輸送路徑需要從地面±0.000 m 上升到8.500 m 高的位置，而且需要跨過廠區(qū)道路。從熔煉車間環(huán)集布袋除塵器的排塵口到原料庫的煙塵倉水平距離約81.55 m（其中1#管鏈輸送機水平輸送距離38.50 m，2#管鏈輸送機水平輸送距離43.05 m），垂直距離約5.20 m（從地面標高±0.000 m 到煙塵倉頂面標高5.200 m）。

1#管鏈輸送機設備規(guī)格如表2 所示；2#管鏈輸送機立面配置圖如圖3 所示；2#管鏈輸送機平面配置圖如圖4 所示； 2#管鏈輸送機設備規(guī)格如表3 所示。

3 管鏈輸送機的特點及設備維護管理

3.1 管鏈輸送機的特點

在密閉的管鏈輸送管內(nèi)，借助鏈條牽引帶動輸送盤片移動并連續(xù)使物料沿管道輸送。當水平輸送時，物料受到輸送盤片在運動方向的推力。當料層間的內(nèi)摩擦力大于物料與管壁的外摩擦力時，物料就隨輸送盤片向前運動，形成穩(wěn)定的料流。當垂直輸送時，管內(nèi)物料顆粒受輸送盤片向上推力，因為下部給料阻止上部物料下滑，產(chǎn)生了橫向側(cè)壓力，所以增強了物料的內(nèi)摩擦力，當物料間的內(nèi)摩擦力大于物料與管內(nèi)壁外摩擦力及物料自重時，物料隨輸送盤片向上輸送，形成連續(xù)料流［1］。已授權(quán)實用新型專利《粉體物料管鏈輸送機》（ZL201922208061.8）介紹了一種能有效輸送粉體物料且防止物料堆積的輸送設備，該設備的進料口和出料口的一側(cè)內(nèi)部安裝有固定桿，固定桿上開設有彈簧槽和安裝直角三角塊，可有效防止粉體物料的堆積［2］。

表1 鉛煙塵的物性參數(shù)

圖1 1#管鏈輸送機立面配置圖

圖2 1#管鏈輸送機平面配置圖

表2 1#管鏈輸送機設備規(guī)格

圖3 2#管鏈輸送機立面配置圖

圖4 2#管鏈輸送機平面配置圖

表3 2#管鏈輸送機設備規(guī)格

管鏈輸送機具有以下特點：管鏈輸送是一個分節(jié)組裝成整體的圓管式緊湊結(jié)構(gòu)，輸送效率高，與埋刮板輸送、螺旋輸送相比較，輸送效率可提高2～3 倍［3］；管鏈輸送布置靈活、安裝方便，可以在水平、垂直、彎曲和三維方向上布置。由于管鏈輸送機的結(jié)構(gòu)呈管道狀，可根據(jù)用戶實際需要在現(xiàn)有場地進行設計，而且可以實現(xiàn)多口進料，多口出料，能滿足各種場合的使用；物料輸送系統(tǒng)從進料口到出料口全密閉，無物料粉塵泄漏，適用于極細粉料的輸送，有利于環(huán)境保護；管鏈機械輸送方式最大水平輸送距離可達60 m，最大垂直輸送高度可達40 m，最大輸送能力可達200 t/h；物料輸送過程中，在同種輸送能力的情況下，管鏈機械輸送方式的能耗最低，可降低運行成本；物料輸送過程中，鏈條運行速度慢，管道內(nèi)壁摩擦小而且無積料，可以最大限度保證輸送物料的完整性；由于管鏈輸送機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單可靠耐用，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用特殊工藝處理，所以設備維修率低，提高了設備的使用壽命；物料輸送過程中，可以載惰性氣體保護以實現(xiàn)防爆設計，滿足易燃易爆粉狀物料的輸送要求；物料輸送過程中，出料口不需設置除塵器排氣，只需簡單排氣即可，滿足生產(chǎn)企業(yè)對環(huán)境保護的要求；管鏈輸送采用計算程序控制，自動化程度較高，使輸送管道和彎頭等部位保持必要的靜摩擦力和拉緊力，具有低噪音、低磨損的特點。

3.2 設備維護管理

（1）應定期檢查管鏈輸送設備的張緊情況，確保管鏈鏈條的張緊程度處于一個合適的范圍內(nèi)。張緊度太緊，會引起輸送管、鏈輪齒、軸承等過度磨損；張緊度太松，會引起脫鏈事故［4］。

（2）如果將管鏈輸送設備作為生產(chǎn)進料的關(guān)鍵設備，建議進行雙電源供電，以便在其中一個電源檢修時，還可以確保管鏈輸送設備的正常運行［5］。

4 結(jié)論

（1）華東某再生鉛冶煉廠采用2 臺管鏈輸送機接力輸送鉛環(huán)集煙塵，管鏈輸送機是首次應用于中國瑞林公司的設計項目中。項目自2018 年10 月投產(chǎn)后，管鏈輸送機運行狀況良好。如果按以往的設計思路，需要采用“3 臺埋刮板輸送機+1 臺斗式提升機”才能實現(xiàn)將鉛環(huán)集煙塵輸送至原料庫的煙塵倉，但采用了管鏈輸送機后，只需要2 臺該設備即可。經(jīng)過比較后發(fā)現(xiàn)，采用管鏈輸送方式可節(jié)約設備投資約30%，節(jié)約運行成本約20%，具有較好的應用前景。

（2）目前國內(nèi)使用的管鏈輸送機絕大部分是用在PTA（精對苯二甲酸）、PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）等化工原料的中小型輸送方面，可能是由于管鏈輸送機設計理論不夠完善，對該設備的認識不充分等因素造成的［6］。相信隨著該設備設計理論的逐漸優(yōu)化，逐漸改進其結(jié)構(gòu)和性能后，管鏈輸送機會應用得更加廣泛。