電石破碎及輸送系統除塵技術改造研究

李 軍，王小博，鄧建民

（1.寧夏電力有限公司，寧夏 銀川750011；2.寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山753202）

寧夏英力特化工股份公司A裝置聚氯乙烯產能為12萬t/a，采用電石濕式發生工藝，電石用量約為500 t/d。其中電石一級破碎原采用人工破碎，將電石破碎成200～300 mm的電石塊后，再經二級顎式破碎機破碎成50～80 mm的電石塊，再用除鐵器除去電石中夾帶的矽鐵等雜物，最后利用皮帶輸送機送至電石料倉，供加料崗位使用。

1 除塵系統工藝運行現狀

原除塵系統采用旋風+水浴的干濕法結合除塵工藝。即在發生器電石加料處、電石料倉、輸送管廊和電石破碎等產生電石粉塵處設置吸塵罩，通過負壓抽送使夾帶電石粉塵的氣體先進入旋風除塵器，在旋風除塵器中氣流由直線運動轉變為圓周運動，旋轉氣流的絕大部分沿器壁自圓筒體螺旋形向下，朝旋風分離器錐體流動，形成外旋氣流，在旋轉過程中產生離心力，將相對密度較大的電石粉塵甩向器壁，電石粉塵與器壁接觸后失去徑向慣性力而靠向下的動量和重力沿器壁面下落，進入集灰槽，外旋氣流到達錐體時，因圓錐形的收縮而向旋風除塵器中心靠攏，根據“旋轉矩”不變原理，其切向速度不斷提高，電石粉塵所受離心力也不斷加強，當氣流到達錐體下端某一位置時，即以同樣的旋轉方向從旋風分離器中部由下反轉向上，繼續做螺旋性流動，形成內旋氣流，向上氣流經排氣管排出至次級水浴除塵，當具有一定速度的含有少量電石粉塵的氣體通過進氣管噴頭進入水浴除塵器時，對水層產生沖擊作用進入水中，改變了氣體的運動方向，而電石粉塵由于慣性力作用則繼續按原來方向運動，其中大部分電石粉塵與水黏附后留在水中，在沖擊水浴作用后，有一部分塵粒仍隨氣流運動并與大量的沖擊水滴和泡沫混合在一起，池內形成一拋物線的水滴和泡沫區域，電石粉塵氣體在此區域內進一步凈化，電石粉塵被水捕集，凈化氣體中的水滴經脫水裝置與氣流初步分離，凈化氣體由排氣管排出。旋風除塵器回收的電石粉塵人工返回電石輸送皮帶加入發生器，水浴除塵器產生渣漿送至電石渣漿池。電石粉塵干濕法凈化流程簡圖見圖1。

圖1 電石粉塵干濕法凈化流程簡圖

水浴除塵系統風機風量設計為24172～33175m3/h，風壓7.3～7.8 kPa，其操作簡便，能夠滿足原有電石破碎系統除塵要求。電石粉塵中既有細微粉塵，又有較大顆粒，因此選用旋風除塵器+水浴除塵的二級除塵，能夠得到較高的除塵效率。

2 電石破碎技術改造對除塵系統的影響

因人工電石破碎時勞動強度大，現場粉塵濃度高，對工作人員有較大的傷害。后進行技術改造，增加一級電石破碎機，將轉運來的塊狀電石由機械加入一級顎式破碎機后經皮帶機輸送至二級破碎系統。破碎廠房南北長66 m，東西寬36 m，在廠房內有足夠容積增加一臺750×1 050 mm鄂式粗破破碎機、后續系統連接的3條上料皮帶和2臺料倉，本次改造未增加新的除塵系統。因增加了連續機械破碎設備，另外粉塵泄漏點增多，導致電石破碎現場空氣環境粉塵含量更高，粉塵含量經常在300 mg/m3以上，因粉塵產生點增加較多，原有除塵系統處理能力已不能滿足現有設施及環保要求。

根據GB 15581—2016《燒堿、聚氯乙烯工業污染物排放標準》中電石破碎工序污染物凈化排放監控位置大氣中顆粒物含量特別排放限值為50 mg/m3的要求[1]，因此必須建設新的電石除塵系統，才能保證排放達到限值要求。

3 新增高效除塵設施的技術改造

要達到《燒堿、聚氯乙烯工業污染物排放標準》GB 15581—2016新版標準排放限值要求，只能選用除塵效率更高的設備。

3.1 高效除塵設備的選用

使用除塵設備是控制粉塵污染的重要措施，除塵器種類眾多，各類除塵器的除塵效率、設備費用及操作費用等都不一樣，選用除塵器時，應對各種除塵器的性能有深刻的理解，充分考慮粉塵發生設備的結構、原料種類、操作條件、含塵氣體的性質和量、使用目的、需要捕集粉塵的特性和價值、捕集量等情況，以組合最佳的除塵系統。由于電石粉塵與水接觸后產生易燃氣體，含有大量電石粉塵的氣體處理不宜選用濕式除塵器。而干式除塵器中，袋式過濾器屬于高效除塵器，除塵效率一般＞99%，運行穩定，不受風量波動影響，適用性強，不受粉塵比電阻值限制[2]。因此對于夾帶電石粉塵的氣體來說，采用脈沖式袋式除塵器比較適合，其除掉較細粉塵效果顯著，還可以達到自動清灰的目的[3]。

3.2 新增除塵系統組成、吸塵口設置及風量調整

在電石破碎庫房外新建一套LCM型脈沖布袋除塵器系統，該系統由以下部分組成：半密閉罩或全密閉罩、管道、手動調節風閥、LCM型脈沖布袋除塵器和風機等設施。

在新增電石粗破機、粗破機加料口和下料口各設置1個吸塵口，3條上料皮帶、皮帶下料口各設置吸塵口1個，2臺料倉和料倉下料口各設置吸塵口一個，通過引風機的抽吸將含塵氣體通過吸塵口引入除塵系統。為了使每個吸塵口的除塵風量達到合理的使用，在吸塵口后端各安裝1個調風閥，進行風量調節。

3.3 脈沖式袋式除塵器處理電石粉塵工作原理

彌漫在空氣中的電石粉塵，通過吸塵口經管道負壓抽吸進入布袋除塵器后，由于管徑變化，氣流速度減慢，在慣性作用下，氣體夾帶的電石粉塵落入灰斗，起到預收塵的作用；氣流再折向上通過內部裝有骨架的濾袋，電石粉塵被捕集在濾袋的外表面，通過濾袋凈化后的氣體匯集到出風管排出。隨著過濾工況的進行，濾袋上的電石粉塵增多，當濾袋阻力達到限定值或設定清灰時間值時，設定程序打開電磁脈沖閥進行噴吹，利用壓縮空氣瞬間噴吹使袋內壓力劇增，將粘附在濾袋上的電石粉塵吹至灰斗中，由排灰機構排出。

4 選用設備主要技術參數及運行效果

選用除塵器型號：LCM型脈沖布袋除塵器；處理風量60 000 m3/h；

全過濾面積840 m2；出口粉塵濃度小于30 mg/m3；除塵效率大于等于99.9%；本體漏風量≤3%；濾袋材質：滌綸針刺氈；濾籠材質：碳鋼（表面鍍鋅處理）；濾袋固定及密封方式：彈簧漲圈；控制方式：PLC控制，手動和自動；輸灰方式：星型卸料器；風機選用風量60 000 m3/h；全壓4 700 Pa；配套防爆電機，功率132 kW。

該系統自2020年4月投入運行后，電石破碎現場粉塵含量降低，無明顯粉塵，電石破碎布袋除塵器出口廢氣檢測結果見表1。

表1 電石破碎布袋除塵器出口廢氣檢測結果

5 結語

新增除塵技術改造項目投入運行后經組織驗收，多次分析排放口含塵≤30 mg/m3，達到《燒堿、聚氯乙烯工業污染物排放標準》限定值要求，電石破碎廠房內粉塵含量明顯降低。此次技改達到項目技術改造要求，減輕了原干+濕法除塵系統負荷。該項目投運后約回收粉塵電石2 t/d，可產生一定經濟效益。下一步將研究粉塵電石輸送回用于小型濕式發生技術，減少電石粉塵行程；研究將冷卻的電石坨直接投料破碎及輸送密封技術，減少反復裝載粉塵，從而進一步降低電石消耗和生產成本。