铝粉生产装置包装除尘系统的技术改造(杨昌勇提供)20131227.doc

铝粉生产装置包装除尘系统的技术改造 作者：孟宪森，刘仲一，常政刚，杨德峰 摘要：介绍中国石油吉林石化公司高碳醇厂铝粉生产装置包装除尘系统存在的缺陷，并对其进行了重新设计和改造。实际运行表明，改造后除尘效果明显，取得了良好的经济效益和社会效益。 关键词：除尘器；吸尘罩；清洁生产 中国石油吉林石化公司高碳醇厂铝粉生产装置生产工艺是以铝锭为原料，经过高温加热将铝锭熔化为铝液，再通过高温高压氮气将铝液击碎雾化成液珠，冷却后成为铝粉。铝粉再通过分级系统分离出不同规格的铝粉产品。分级系统由离心分级器、旋风除尘器和布袋除尘器串联组成。在离心风机的风送作用下，对铝粉进行输送和分级，系统一次可产出不同规格的铝粉产品。 铝粉尘对环境、操作人员均可造成危害，粉尘被人吸入后将导致矽肺病，对皮肤及眼睛也会产生不良的刺激。粉尘对工业生产也有极大的影响，会加快设备磨损，影响设备寿命。如何治理铝粉尘使其符合HSE（健康、安全、环境）的要求，达到国家粉尘卫生标准是一个迫切需要解决的问题。为防止铝粉污染室内空气，首先从工艺设备和生产操作等方面采取综合性措施，然后再根据作业地点的具体情况，考虑采用除尘系统的形式。 一、除尘系统改造前状况 改造前铝粉分级装置产品包装操作程序如下：包装系统的五台收料罐下部各有一个减压除尘料斗，出料时将阀门打开，下料速度由手动阀门控制开度进行调解，铝粉落入减压除尘料斗中，收料罐内压力在料斗中泄放，扬起的粉尘大部分沉降于料斗下的包装袋或包装桶中，少量扬起的粉尘通过连接扁布袋除尘器的管线抽除，在管线上安装空气过滤器，大量空气通过过滤器，稀释含有铝粉的气体，使之浓度降至安全浓度37mg/m3以下，以防其遇明火爆炸。改造前工艺流程见图1。 除尘设施不能有效收集铝粉尘的主要原因如下：包装口处没有吸尘罩，因此未能在整个包装口处形成均匀的负压区，只能在与除尘管线接口处形成较强的吸尘区，此吸尘区作用面积较小，无法完全捕捉外溢铝粉尘，而且由于此处负压较强，大颗粒粉尘易被吸入到除尘管线中，造成除尘管线入口经常性堵塞。 国家规范对除尘系统风管的主支管连接方式变径管长度、弯头的最小曲率半径及节数、三通的夹角及长度等要求均有明确规定，但现场实际与设计及规范不符，使用中造成管道中局部涡流加剧，增加系统阻力，影响除尘系统内各点的风量平衡，从而使各个弯头和三通处经常堵塞铝粉，进而达不到预期的除尘效果，而且增加停车检修频次，影响连续化生产。 二、改造方案 除尘系统是捕集、输送、净化含铝粉尘空气直至干净气体排放的整个系统，在包装间内设置就是为了有效地控制粉尘外逸、减少作业场所的污染、改善车间的工作环境。同时含尘气体经除尘器过滤达到排放标准后再排至室外，避免污染室外空气，利于保护环境。此次除尘系统改造方案如下。 1包装口吸尘罩的设计制作 吸尘罩的作用是限制粉尘扩散，有效地控制粉尘源，将进入罩内最少的空气量经管道系统排出。同时吸尘罩将粉尘扩散区域包围起来，使空气在负压诱导作用下经吸尘罩流入管道内，以防止粉尘泄入空气中。吸尘罩的设计要合理，尽量靠近扬尘区，形成均匀的负压吸尘区，作用面积要大，完全捕捉外溢粉尘。 此次改造是在五个包装口处，安装五个三面封闭的吸尘罩，并尽量靠近包装扬尘区，尽可能多的设置遮挡面，给予密封，吸尘罩安装不能影响包装操作与设备维修。根据现场实际情况，采用伞形罩，侧面安装，取消原有空气过滤器，见图2。 2除尘管道的改造 除尘管道的作用是将吸尘罩收集的含铝粉尘的气体在粉尘没有沉积前由扁布袋除尘器的除尘风机抽出，要求有最小的压力降及最小的功率消耗。根据现有扁布袋除尘器的能力重新按标准设计除尘管道，与五个吸尘罩相连，采用顶吸的捕集方式。在生产工艺和现场条件允许的前提下，系统的管道应尽可能短，以节省投资、防止堵管。管道以垂直或倾斜布置为宜，避免采用水平管。必须采用水平管段时，应尽量缩短距离，斜管与水平面的夹角应大于粉尘的安息角，即倾角不应小于45。90。为减小系统阻力，应减少弯头，管道弯头的曲率半径以管径的1.52倍为宜，管道的三通与主管的连接角度以取夹角小于35。为宜，管道渐扩管和渐缩管的扩张角以10。20。为宜，收缩角以25。为宜。同时应设置清灰孔，方便堵管清理时吹扫。除尘系统的排风口应高出屋面1.5m，排风方向应水平，末端设置环境保护监测孔，出风口风速应大于lOm/s。 3扁布袋除尘器的改造 如果现有扁布袋除尘器风机抽吸能力不够，需要更新增压除尘风机，按新设计能力更换扁布袋。但抽风量大会使除尘系统庞大，投资高，运行费用也高。抽风量小不能形成一定的负压，达不到除尘目的，因此选择合适的抽风量是非常必要的。 若安装除尘罩经计算，除尘风量约为5200m/h，而再用扁布袋除尘器处理风量为2260m3/h，根本达不到设计要求。 若安装除尘罩经计算，过滤面积约为52m2，而再用扁布袋除尘器过滤面积为22.8m2，也达不到设计要求。 因新设计的风机除尘风力和布袋过滤面积接近原有扁布袋过滤器参数的一倍，决定和原有扁布袋过滤器并联安装一台新布袋除尘器，以满足设计要求，见图2。 扁布袋除尘器采用最新式拍板机械振打清灰系统，新型振打装置使奇偶两大组扁布袋之间发生异步的对拍振动，在拍打时相邻布袋面间时分时合，除了依靠机械振动振落布面上的积尘外，还因相合时布面间生成了高气压，分离时布面间生成了低气压，各布面两侧的气压构成了反吹脉冲气流，防止布面积尘搭桥和堵塞，因而大大提高了清灰效率。 风机入口与管道的连接采用渐扩或渐缩的直管最好，如采用弯管，转弯的方向应与叶轮旋转方向一致，以免影响风机效率。风机出口不应直接转弯，必须转弯时，转弯方向应与叶轮旋转方向一致。为系统启动方便，风机入口管道上应装设调节阀门。 三、结束语 2008年6月实施了粉尘治理改造项目，经1年多实际运行表明，改造后除尘效果明显。扁布袋除尘器回收的铝粉，可作为成品出售。回收铝粉10.56t，回收效益31.68万元，去除新增扁布袋除尘器电能，每年创效约30万元。该改造方案投资少、见效快，大大改善了现场操作环境，减少了污染，从根本上解决了环保和安全隐患问题，具有可观的经济价值。 参考文献： 1常政刚氮气雾化微细球形铝粉的生产工艺J硫磷设计与粉体工程，2009(1)：37-41 2张洪贵铝粉对人体的危害及应采取的对策J刑事技术，1992(2)：37-38 3刘贤富铝粉生产过程中的火灾危害及防范对策J消防