硫酸矿渣排送.doc

硫酸矿渣排送沸腾炉排渣口的位置同炉内沸腾层高度、膨胀度和起伏比等密切有关，曾想象沸腾层表面和水相似，物料会由高向低移动，从而从出渣口溢流排走，这是有道理的。但在沸腾层区域里，每个颗粒都具有一定的速度和方向并作激烈的运动。它们的运动除受分布器上来的风速影响外，颗粒之间也互相影响着。由于它是聚式颗粒床，因此会形成一股股大大小小的“喷泉”式搅动，从而有时即使沸腾着的颗粒超过了溢流口高，它也不一定会全部溢流而出，这也就是存在的差异。因此，我们应把它看成是颗粒运动过程，其沸腾层表面又具有水的流动性。为了保证良好排渣，所以出渣口都应开设成长方形，出渣口的底面，不应高于沸腾层高，考虑了料层的起伏影响，因此渣口应砌成宽度不大但较狭长，上部实际上已接近料层的分离稀相，这样才能保证良好和充分地进行排渣。60年代初期大多数厂都采用圆管和圆形洞排渣，实践证明渣排的不畅，随后由于对沸腾层性质的认识加深，目前大多数厂都改用长方形的排渣结构，如图11 所示。它是由耐火砖砌成，溢流面砌成倾斜式，一般与垂直面夹角30.，为便于检查清理，通常设二个清理孔，下灰管可制成方形或圆形，下部都装设插板或盘式阀，以作开闭使用。插板材质要较好，以防止高温变形影响操作。也有将排渣室改成沸腾冷却箱式结构，它通称后室，它对防止输渣设备的损坏有好处。后室结构见图12。它里面放一部分风帽，有单独空气室、进风管、两侧安装钢制冷却水箱，其余均为耐火砖砌成。也有的厂把排渣室做成风动溜槽或风动溜图1-1 排渣口结构图管，也有的厂采用上下两个出渣口和采用出渣口下方位置可调的出渣装置等，这些改进对降低灰渣残硫、调节排渣量、适应原料的变化和防止设备损坏等都有一定效果。以上所述的排渣口，底口高度是不可调的或不容易调整的，当遇到原料改变、沸腾层高度发生变化时，出渣就会发生困难，炉底压力就难以控制。为了解决这个缺陷，南京化学工业公司七系统的沸腾炉，除在风帽高度处加开一个排渣口外，并将上面的出渣口其两边做成阴阳槽，以便加减活动调节快（此块用耐火材料烧制），达到改变出渣口底口高度的目的。使用情况较好。图1-2 后室结构矿渣输送设备，通常分干法增湿输送、风动输送和水力输送等三种形式，一般来说它和矿渣的利用有密切关系，如有的厂就近有综合利用设备，则希望尽量采用干法输送，以减少能量损失。而多数厂是将矿渣外运或转堆存放，为了解决粉尘飞扬，改善劳动条件则采用增温输送，这几种不同的输送设备其特点见表1-1表1-1 几种不同的运渣设备分类输送装置操作特点干法增湿输送增湿器胶带输送机灰仓连续可靠，但靠人工调节，增湿不良埋刮板或滚桶增湿器胶带输送机灰仓连续、密闭、可靠风动输送压力输送：贮斗压送仓管道收尘装置灰仓密闭、间断操作、收尘复杂真空抽吸：加料点管道收尘装置真空泵密闭、收尘复杂、动力消耗较大水力输送淬冷器（淬冷）溜槽沉淀池（抓斗）简单、可靠，但产生大量污水1、增湿器 增湿器是将热渣用淋水的办法进行直接降温，以便能使用胶带输送，同时减少运输过程中的粉尘飞扬。它是一种设有挠性牵引构件的运输机，它依靠蜗杆或按螺旋线所布置的浆叶的旋转，使矿渣沿着金属槽运动。它的结构见图! 13图13 增湿器增湿器一般有下列主要部件组成：半圆形槽底，上半部为垂直壁槽，有密封盖和放空烟囱。工作部分是螺旋叶片，它是焊接在空心轴上的，一端和空心轴焊死，另一端可自由的轴向伸缩（空心轴为双层轴），出口端部两个叶片是反叶片，以免灰尘推向端益处。轴承固定在槽身两端外壳上，制好的螺旋轴及叶片装在两端的轴承上，并用挡圈把它固定起来，防止轴与叶片的轴向移动，起轴向止推作用。半圆形槽（即机壳）分为两段，一段是密封室，另一段为空气室，在空气室里装有喷水管，当高温渣遇到淋水时，即产生大量蒸汽和细尘，由于空气室空间较大，喷水从上部喷下，细尘大部分被沉落下来顺着螺旋槽运动，一部分尘随蒸汽从放空烟囱排出。放空烟囱位置最好接近增湿器的下渣口的一端，以使气流经曲折而出，减少带尘量。密封室在进渣口处，只要上盖和叶片间有一定间隙，不使叶片上盖发生磨擦即可，以免空气从这里漏入。变速箱与增湿器主轴上的齿轮相接，齿轮模数要选大一些的，一般1214，若模数小易被落入的矿尘将齿面磨损和折断。增湿器叶片、主轴最好用耐稀酸的合金材料制作。增温器叶片也可用铸钢制，一般使用寿命可在三个月以上，增湿器的排空烟囱上可装设喷水洗尘器以除去排气中的细尘。洗尘器可用非金属材质制，要耐稀酸腐蚀，其形式见图!14增湿器的缺点是易损坏，修理频繁，使用寿命短，增温不均匀并操作调节次数多。放空洗尘器也易发生细灰飞扬、易堵死，影响环境卫生。为解决增湿器这一缺陷，现在有一些厂改用双螺旋增湿器和放大增湿器上部的空间，取得了一定效果。还有一些厂取消了增湿器，而采用滚筒冷却器，器身一般是用A3钢板制作，在高温渣进口段约2m 长的筒体最好用耐热合金钢板制（1Gr18Ni9Te也可以），内焊螺旋叶片，筒体转动，外淋冷却水，矿渣一般自头部溜入，也可在筒体中部进入，经冷却后的矿渣从简尾送入埋刮板输送机或增湿器。也有一些厂将高温炉渣先溜入带有冷却装置的埋刮板输送机，经冷却后再送入增湿器或增湿滚筒，增湿后的矿渣由皮带机运出。采用这些措施后，增湿器的使用寿命都有了明显的延长，而且环境面貌也有了较大的改观。图14增湿器的排空烟囱上装设喷水洗尘器形式2、埋刮板输送机 埋刮板输送机由头轮、尾轮、机壳、链子、刮板、滑道等组成。在链条以0.1-0.4m/s的速度运行时带动物料一齐运动，物料高度大于刮板高度2-3倍。在满负荷运输时，只见物料流动着不见刮板，刮板埋在物料内故名埋刮板。此机制造、加工都较简单，能耐高温，能密封，且动力消耗较小，可实现干法运送矿渣，抚顺石油二厂在输送沸腾炉和废热锅炉的高温热渣时，运转两年才大修一次。它用一般钢材制作，原设计有机身冷却水箱，后在不通水冷却的情况下运转也很成功。一般进料口增设篦子以防落入火砖或金属杂物造成链条卡环，影响它的运行。埋刮板机运输的机理很简单，它和我们过去在农村中常见的水车的道理差不多，物料在运输时，受到刮板链条在运动方向的压力，加上物料本身的内磨擦力，这种运动压力和物料内磨擦力克服了物料在机槽中运动的外靡擦力，使物料形成了料流而被连续运走，此种直线形运输机也可用于倾斜运输和垂直运输。硫酸生产上用得较成熟的是水平型刮板机（SMS32型），构造见简图1-5埋刮板机的主要组成部件如下：（1）机头：常用头部牵引轮为六齿，它由电机和减速箱带动整个链条、刮板运动。用铁链传动装置而不用齿轮，主要原因是考虑传动负荷的弹性问题，延长设备使用寿命。常用机头有二种结构形式，一种是低机头型图1-6（a），一种是高机头型图1-6（b）。图15 水平埋刮板机示意图高机头型的电动机机架固定放置于机头壳体的顶部，对安装运转都好，热胀冷缩时有较大的自动调整量，张紧装置无需作较多次的调整。一般较短的设备采用低型机头，因胀缩量不大，无须经常调整。（2）链条刮板：链条刮板是埋刮板机的主要零部件之一，常用锻造链条和板链。锻造链加工较复杂且不易正确，成本也较高，故近来大多采用板链，它可用普通扁钢加工，如采用铸造链条，则更能减少加工量，提高零部件寿命、销轴和孔的公差，间隙常留4mm以保证热胀要求。加工精度则较高，一般采用5为宜。链条、刮板、销轴的材料最好采用耐温耐磨材料，如：15铬、15锰钒等，材质较好时厚度可适当减薄。链条松紧的调节，有用弹簧和重锤的两种方式来调节，以重锤自动调节为宜。图16（a、b） 埋刮板机机头（3）中间机体：中间机体是承受物料输送的机壳，它可以装设冷却水箱，使经过较短距离输送后的矿渣温度降低至100以下。水箱都装在机壳外部。有水箱的机体底部盖板与两侧壳体焊接，顶盖板除法兰接头处用螺栓连接外，其余亦可用弹性夹子压牢，弹性夹材料为可锻铸铁或铸钢。（4）机尾：有尾轮和类似胶带运输机的张紧装置，作调节使用。有的尾部轴承采用滚动轴承，并在机壳外部留有一部分调节量，便于拆换链板。埋刮板机的制作有一定要求，特别是要注意安装的平直，法兰接头和壳体的垂直程度如何等，常常对安装能否完成要求关系很大。整个机体的安装，除机头固接于基础外，机身必须允许其作纵向涨缩，不允许作横向的移动。对链条必须保证链片上的两个销轴孔平行和各链片的两销轴孔的节距一致，否则就不能保证链片的平稳运行，而将会影响与壳体的碰、刮，影响使用寿命，且有怪声。链条与刮板的焊接，必须十分注意质量，防止运行中的变形或断开，由于埋刮板机一般用于热渣运输，因此机体的进出料口接头部分，应采用适应涨缩要求的结构，又要注意保持密切状况下使用，目前大多数采用砂封式的结构。壳体盖板与壳体连接可用石棉绳作垫层，盖板上应设有一定量的检查孔，如盖板采用砂封，则就不必再设检查孔。埋刮板机在操作使用时要注意下列几点：（1）机头、机尾轴承部分、传动套筒等均需经常注油润滑，以使运转灵活。但运输链条绝不可加润滑油，只要保持销轴与轴孔间清洁无锈、灵活即可，故长期不用时要定期开动运转，防止咬死。（2）定期检查链条刮板运行情况，若发现链条磨损过多刮板变形或脱落，销轴开口销损坏或脱落时，要及时进行更换，防止重大故障。（3）要防止金属杂物或耐火砖等进入输送机，以免损坏部件，故进料口常设一个篦子和活门，堵料时开活门清理。（4）运行中要注意链条的松紧情况，注意头尾轮的齿合情况，要及时进行调整。（5）埋刮板机不宜带负荷启动，特别是较长的运输机，以防止烧坏电机。因此，停车前要将物料排净，同时应设过电流继电器保护装置。（6）若干台埋刮板机连在一起，组成一运输线时，开车应从最后一台开始，停车应从第一台开始，并采用联锁装置。（7）由于排渣量的不均衡性，同时要保证一定的壳体刚性，采用的设备应比实际排渣量大二倍，这样才能保证安全运行。埋刮板机是一种密闭的，连续的运输设备适用于干法回吸灰渣，因此不少厂采用它。3、水力输送 采用水力输送矿渣的优点是所需设备不多，动力消耗亦较少，操作环境较好，而且易于使下灰管密闭，运行可靠，缺点是矿渣含水较高（20%30%），尤其冬天转运工作较困难，水渣分离需要的占地面积较大，且有部分稀有元素的盐类溶于水中，不仅损失了一部分资源，而是增加了污水处理的工作量。一般采用水力输送的流程，首先使矿渣流到渣水混合罐（也有采用“淬冷器”的），渣水在罐中利用连续的水流冲击搅动后，流入带有1.5%2.0%坡度的沟流槽，再一起进入矿渣沉淀池，沉淀后的澄清液经溢流排入下水道，沉渣用抓斗起重机抓放入车内外运或另行处理。 沉淀池最少要两个，一个澄清，另一个挖渣，交替使用。渣水进口含尘约2050g/L，经澄清后水中含尘0.40.6g/L，颜色基本上是清的。如果现场场地较小，也可进入沟流槽或用泥浆泵送出处理，这样可同时解决运输问题，但要增加搅拌器和解决好泥浆泵与管道的靡损问题。一般采用淬冷器的水渣比7:1 即可，水力输送时水渣比较高，达2025：1。混合罐（或淬冷器）可用水泥制成，下灰管一般用铸铁制，它伸入水面下100150mm（视设备中负压大小而定）便可形成水封。下灰管直径宜大一些，如采用200300管子，为防止下灰管内结块，淬冷器在管内装有一水管冲洗（见图17）。4 风动输送 风动输送硫铁矿渣的方法采用的单位不多，这种方法一般有采用压力输送和真空吸送两种。前者采用仓式或船形吹灰器，气体压力19.659104Pa，葫芦岛锌厂和大冶冶炼厂等单位采用；后者一般用真空泵抽吸，真空度7.99KPa以上，株洲冶炼厂等单位使用。风动输送的优点是密闭，输送设备除了空压机和真空泵外都是一些静止设备和管道，较简单。缺点是动力消耗大，且多为间隙操作，粉尘回收时较费事，管道的磨损情况也较严重。有的单位采用低风压大风量输送矿渣或利用炉底鼓风机富余能力，接一到线输送矿渣，输送风速2030m/s，单位体积气体所输送物料量（即混合比），一般在真空吸送时约1-5，采用高压压送时可达5-50，大风量运行时，混合比常小于1。5 锁气排灰阀 为了解决沸腾炉排灰管的连续排灰又不致漏气问题，一般常采用锁气排灰阀，有的称“闪动阀”和“翻板阀”。常用的锁气排灰阀见图18。锁气排灰阀由钢壳、阀盘、杠杆和重锤（或平衡杆）组成，阀盘上保持一定的灰封层，当灰量继续增多时，超过重锤（平衡杆）重量，阀盘即被压开，矿渣徐徐排出，灰排完，因重量关系，阀盘又将下灰管盖闭，这样一开一闭，即可保证下灰的连续进行，为了解决阀盘开启排灰时有被抽入空气的可能，一个办法是将重锤进行调节，使下灰管中保持一定的灰封层。灰封高度应根据负压情况而定，平衡锤用调节力臂来进行，设杠杆重量略而不计，其平衡情况可按下式来定：W1W2FPa=W3b式中：W1灰柱重量，Kg； W3 重锤重量，Kg；W2阀盘重量，Kg； ab距离，mm；F灰管面积，cm2； P 负压，Pa。图17 水力输送矿渣装置图18 锁气排灰阀实际生产上因生产负荷经常波动，采用这样调节的不多。因此，第二种办法是采用两个锁气伐串联使