化灰機(jī)排氣筒粉塵治理探索與應(yīng)用

張志軍(中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司，青海 德令哈 817099)

0 引言

在化灰機(jī)(又名石灰消化機(jī))排氣筒粉塵治理作業(yè)環(huán)節(jié)過程中，要根據(jù)安裝需求進(jìn)行粉塵治理工藝設(shè)計，保證化灰機(jī)排氣筒作業(yè)穩(wěn)定運行的同時，降低能源消耗，減少各種風(fēng)險的發(fā)生概率，大幅度提高化工生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。例如，現(xiàn)代氨堿法生產(chǎn)過程中配置石灰乳工藝，在生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用，其核心要點就在于化灰機(jī)排氣筒粉塵治理方案。

1 化灰機(jī)工藝流程介紹

化灰機(jī)是現(xiàn)代化工行業(yè)進(jìn)行碳酸鈣、磷酸氫鈣等物質(zhì)的消化處理設(shè)備，現(xiàn)階段又被應(yīng)用于造紙、廢水處理、制糖、冶金等多個行業(yè)領(lǐng)域，具有良好的發(fā)展前景。化灰機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括動力裝置、濾網(wǎng)、滾筒等，分為單筒型和雙筒型兩種，單筒型化灰機(jī)的石灰乳與砂石成順流由尾部排出，雙筒型化灰機(jī)則分為中心套筒和外套筒兩層。化灰機(jī)如圖1所示。

圖1 化灰機(jī)模型圖

化灰機(jī)工藝流程主要為：灰倉內(nèi)的石灰同化灰水經(jīng)過喂料機(jī)后一同進(jìn)入化灰機(jī)內(nèi)，常規(guī)化灰機(jī)為臥式回轉(zhuǎn)圓筒，其出口端向下傾斜，當(dāng)石灰和水從上端加入時，在化灰機(jī)內(nèi)互相混合反應(yīng)。在這個過程中，化灰機(jī)內(nèi)部的石灰被逐漸粉化成粉末，粉末進(jìn)而與大量的水混合生成石灰乳。由于化灰機(jī)圓筒內(nèi)裝有許多螺旋形式排列的角鐵，其會促使石灰與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并隨著化灰機(jī)的運動規(guī)律前進(jìn)。二石灰乳與生燒石塊及砂子同時從化灰機(jī)前部向后部運動，在機(jī)尾部有篩分筒，返石經(jīng)返石皮帶送入返石倉，再回窯重新煅燒。石灰乳從出口端流出后入兩層振動篩。石灰乳從篩孔流下入石灰乳桶，再用灰乳泵送至蒸氨、鹽水精制等工序使用，其余剩下的未消化返砂通過分化，經(jīng)篩分后會送入化灰機(jī)進(jìn)行二次利用。

該流程由于在化灰機(jī)尾部排汽，出汽帶灰量少，有的生產(chǎn)廠已配置了出汽余熱回收裝置，即用水洗滌化灰機(jī)出汽，提高化灰水溫度，從而降低蒸氨汽耗。化灰機(jī)中生石灰與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會釋放出大量熱能，形成水蒸氣，其反應(yīng)公式為[1]：

在反應(yīng)過程中，部分化灰機(jī)內(nèi)的粉塵會逐漸溶解到水蒸氣中，隨著水蒸氣一起消失，這部分粉塵量較小，可以經(jīng)過除塵收集處理后重新返回加工系統(tǒng)，并且由于其自身攜帶一定熱量，因此可以適當(dāng)提高化灰水溫度，從而達(dá)到水溫要求。

2 化灰機(jī)排氣筒粉塵治理的意義

社會發(fā)展對環(huán)保要求不斷提高。化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為人們生活用品提供了必不可少的原料，但化工行業(yè)也是耗能及污染大戶，在生產(chǎn)、貯存、使用和廢棄物處理等各個環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)，對自然環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，危及人類健康。為執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)的政策，各行各業(yè)都將綠色發(fā)展、節(jié)能減排成為行業(yè)發(fā)展的核心目標(biāo)。而化灰機(jī)排氣筒粉塵治理是基于化工作業(yè)項目質(zhì)量、施工速度、人員安全、設(shè)備質(zhì)量等方面不造成影響為前提，利用各種先進(jìn)施工工藝，降低污染排放、保護(hù)自然環(huán)境，并健全化工節(jié)能施工評定標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3 化灰機(jī)排氣筒粉塵治理方案探究

3.1 完善施工準(zhǔn)備工作

進(jìn)行化灰機(jī)除塵作業(yè)前，技術(shù)人員應(yīng)從節(jié)約資源角度入手，完善施工準(zhǔn)備工作，深化化工節(jié)能建設(shè)。首先，要對項目作業(yè)原理進(jìn)行嚴(yán)格論證，強(qiáng)調(diào)節(jié)能降耗理念應(yīng)用，依靠科學(xué)技術(shù)手段優(yōu)化化灰機(jī)作業(yè)質(zhì)量，避免發(fā)生施工風(fēng)險，全面降低工程投入成本。例如在化灰機(jī)安裝設(shè)計階段，可以利用BIM技術(shù)輸入項目相關(guān)數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)出相應(yīng)的三維展示模型，結(jié)合施工設(shè)計圖紙完成建模，尋找其中復(fù)雜的除塵處理環(huán)節(jié)，降低可能存在的風(fēng)險概率和作業(yè)能耗。其次，化灰機(jī)除塵作業(yè)過程中會涉及到多種類型的材料及設(shè)備，為有效提高這些設(shè)備材料的使用效果，應(yīng)在采購環(huán)節(jié)提高化灰機(jī)設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)，要求設(shè)備自身具備較高的質(zhì)量。可以將廢舊零部件進(jìn)行重新利用，有效降低施工成本，保證化灰機(jī)能夠有效運行，以及管道線路的鋪設(shè)質(zhì)量。最后，化灰機(jī)除塵作業(yè)開始前，有關(guān)部門應(yīng)對工作人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，提高其個人責(zé)任意識及安全意識。對施工流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，發(fā)揮有限資源的經(jīng)濟(jì)效益最大化，堅決杜絕土地資源浪費情況發(fā)生。遵守節(jié)能減排施工準(zhǔn)則，在除塵過程中合理使用可循環(huán)資源，降低化灰機(jī)排氣筒粉塵治理時對環(huán)境造成的污染。此外，石灰單位面積的大小，即單位重量的石灰塊的全部表面積的大小，對于化灰機(jī)的消化速度影響較大，石灰塊越大，在同樣的條件下消化過程進(jìn)行得越快越不完全。因此，在化灰機(jī)排氣筒粉塵治理施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，應(yīng)將石灰預(yù)先粉碎能加速消化反應(yīng)，提高化灰機(jī)能力。

3.2 排氣筒粉塵水洗處理工藝

生石灰轉(zhuǎn)運過程中，由于缺少水汽成分接觸，形成內(nèi)部干燥粉塵，經(jīng)過化灰機(jī)吸風(fēng)口后，會統(tǒng)一收集到除塵器中進(jìn)行處理。生石灰進(jìn)入化灰機(jī)之前，存在部分水蒸氣，這些水蒸氣會逆流至化灰機(jī)連接處，并且隨著干料引風(fēng)的持續(xù)作用水蒸氣逆流情況不斷增強(qiáng)，便形成了同水蒸氣混合的粉塵。在這個過程中，若簡單地使用除塵器進(jìn)行化灰作業(yè)，將會把水蒸氣也吸引到除塵器中，粉塵與蒸汽之間的結(jié)合會產(chǎn)生氫氧化鈣，同空氣中的二氧化碳反應(yīng)后生成固體碳酸鈣，封堵住化灰機(jī)的過濾孔，降低其除塵效果，所以要使用水洗的方式降低粉塵含量。針對夾帶水汽的物料除塵工藝，可以使用水洗的方法對化灰機(jī)排氣筒進(jìn)行粉塵治理，這種物料粉塵濃度相對較高，且濕度及重量也比較大。經(jīng)過一定時間的水洗處理，排氣筒內(nèi)部氫氧化鈣的濃度不斷增加，影響粉塵吸收效果，因此需要定期更換內(nèi)部水來保障除塵效率。在洗滌塔選型設(shè)計環(huán)節(jié)，其核心要點為有效完成排氣筒粉塵，以及提高機(jī)內(nèi)溫度，降低用水量。就部分夾帶蒸汽熱量的粉塵，應(yīng)用排氣筒粉塵水洗處理工藝，借助水洗的方法完成水蒸氣熱量吸收處理，將蒸汽溶于水中，實現(xiàn)粉塵水洗功能。在蒸汽溶于水中后，洗滌水的溫度會逐漸上升，同時其對于石灰粉塵的吸收效果也會明顯下降，因此在使用一段時間后，應(yīng)該及時更換洗滌塔填料，合理控制水溫，來保障蒸汽洗滌效果。理想的洗滌水溫度在70 ℃左右。

3.3 科學(xué)節(jié)能處理技術(shù)

隨著節(jié)約型企業(yè)作業(yè)理念的不斷深入，現(xiàn)階段工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)越來越注重節(jié)能處理。在除塵器選型作業(yè)時，會考慮機(jī)械余量，這對設(shè)備的節(jié)能效果以及除塵性能提出節(jié)能要求。就常規(guī)干料氧化鈣粉塵完成不同除塵點的風(fēng)量核算后，要將除塵器的漏風(fēng)率納入檢測范圍中，如圖2所示，部分企業(yè)為提高工業(yè)生產(chǎn)速度，會額外增加除塵器風(fēng)量的余量，相應(yīng)的化灰機(jī)除塵器過濾面積也會相應(yīng)升高。因此，完成風(fēng)壓核算后，要根據(jù)最遠(yuǎn)程阻力進(jìn)行漏風(fēng)率測試，保證其存在5%～8%的余量。針對部分高于正常工作狀態(tài)的風(fēng)量，可以借助變頻和風(fēng)機(jī)進(jìn)行除塵設(shè)備負(fù)荷控制，有效延長粉塵處理設(shè)備使用設(shè)備。此外，還可以借助控溫控軋技術(shù)(TMCP)，強(qiáng)化化灰機(jī)排氣筒粉塵治理效果，它能夠在控溫設(shè)備的幫助下，完成粉塵處理溫度控制，從而提高粉塵處理效率，適用于多種化工除塵項目中。此外，化灰機(jī)排氣筒作業(yè)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量殘渣，將殘渣應(yīng)用于建筑行業(yè)中的路渣材料，以及鋼渣水泥中，能夠有效提高建筑材料的強(qiáng)度。并且殘渣中含有鈣鎂等可以被碳酸化的成分，它們通過碳酸化養(yǎng)護(hù)方式永久儲存溫室氣體二氧化碳，即利用工業(yè)廢物進(jìn)行二氧化碳吸收。結(jié)合科學(xué)的制備，按一定配比將鋼渣與石子、沙子進(jìn)行融合，得到滲水路面磚，其滲水性較強(qiáng)，能夠有效提高化工廢料處理效率，實現(xiàn)廢物利用，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)[3]。

圖2 化灰機(jī)除塵器設(shè)備

4 結(jié)語

伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，我國化工作業(yè)正在向著節(jié)能化、高新化方向發(fā)展，各種新型化工材料逐漸出現(xiàn)在城市高層建筑中。強(qiáng)化化灰機(jī)排氣筒粉塵治理方案探究，能夠有效地提高現(xiàn)代化工生產(chǎn)作業(yè)的安全性、技術(shù)性、環(huán)保性，很好地實現(xiàn)了除塵效果，同時預(yù)防了環(huán)保事故的發(fā)生。