銅冶煉電除塵器排灰系統的改進設計與應用

   摘    要：針對銅冶煉中產生的煙氣特點，對排灰系統存在的問題進行分析，重新進行了選型和設計，取得了良好效果。 
        關鍵詞：銅冶煉 排灰系統 設計 

        排灰系統是電除塵器設備十分關鍵的配套設施，其適用性和可靠性對電除塵器本身的正常使用起著相當重要的作用。由于銅冶煉產生的煙氣中煙塵具有溫度高、成分復雜（特別含有毒成分）、塵量大、黏性大、粒度不勻、有腐蝕性等特點，所以對排灰系統的要求非常嚴格，不僅要排灰通暢，無飛揚，還要耐高溫、耐腐蝕。 
        銅陵有色金屬公司第一冶煉廠是1953年投產的銅冶煉老企業，目前冶煉采用密閉鼓風爐加轉爐的工藝生產粗銅，冶煉中產生的煙氣經收塵后生產硫酸。過去一直采用鼓風爐和轉爐的兩種煙氣分別除塵，再經混氣進入制酸系統。因鼓風爐煙氣電除塵器為20世紀80年代早期設計制造，不僅陳舊、老化，而且排灰系統的灰斗手拉插板卸灰，漏氣、漏灰嚴重，使電除塵器總除塵效率在80％以下。加上轉爐煙氣為效率較低的沖擊洗滌式除塵，所以造成大量煙塵進入制酸系統，嚴重影響硫酸生產，也使環保問題十分突出。 
        經過反復論證，2004年決定改為將鼓風爐和轉爐兩種煙氣先進行混氣，再集中進入電除塵器除塵。新選并安裝了一臺90m2、四電場、雙通道的2DCC45一4電除塵器。現介紹如下，供參考。 
        排灰系統目前國內使用的大致有：①氣力輸送排灰系統；②埋刮板輸送機加煙灰罐排灰系統；③通用螺旋輸送機加煙灰車排灰系統；④溢流螺旋或星型卸灰閥加煙灰車排灰系統等等。前兩種排灰系統投資較大，并且要求煙塵溫度較低、黏性小、腐蝕性小、無結塊，因此銅冶煉中使用的不是很多，效果也不理想。 
        在第一冶煉廠的銅冶煉生產中，鼓風爐煙塵的溫度高，成分復雜（含銅、鉛、鋅等多種重金屬化合物），粒度不均，偶有單體硫結塊；轉爐煙塵的有毒物較多（含砷、鉛等），有腐蝕性，黏性大，堆比重輕，粒度極細，易飛揚。所以混氣后的煙塵就形成了具有高溫、成分復雜、有腐蝕性、黏性大、粒度不均、易飛揚、偶有結塊等特點。 
        針對上述特點，在前述③，④類排灰系統的基礎上進行重新設計。新排灰系統如圖1所示。圖中電動插板閥為常閉，使灰斗與排灰系統隔離，防止電除塵器漏風、漏氣，排灰時才打開。排灰時，煙灰由螺旋輸送機送入儲灰斗進行儲存（一般能儲存一天的收塵量），此時通氣管蝶閥關閉，使煙灰不能外泄。星型卸灰閥出口與煙灰車接口之間，有一個下端可升降、中間方管可伸縮的軟接口裝置（如圖2)。該裝置的布袋罩和通氣管由耐高溫布袋制成。下接口的密封面由5cm×5cm的方形石棉繩盤繞固定而成，使裝車時軟接口與煙灰車接口之間保持良好的密封。 
        軟接口的作用是為了在卸灰裝車過程中防止煙塵飛揚，污染現場環境。
煙灰裝車時，首先煙灰車就位，再由卷揚機放下軟接口，其下端密封面與煙灰車接口接合后，打開通氣管上端蝶閥，啟動星型卸灰閥進行卸灰裝車。由于密封良好，裝灰過程中煙灰車內排出的氣體和飛揚起來的煙塵，經布袋罩上的通氣管，穿過蝶閥進入儲灰斗，不會產生外泄。這樣，裝車時煙灰車和儲灰斗形成一個封閉系統，既防止了煙灰飛揚污染，又解決了儲灰斗由于卸灰抽空作用，產生儲灰斗內部負壓而形成的卸灰困難。

        新排灰系統將原先單純的排灰功能，增加到具有排灰、儲灰和裝車三個功能為一體。該系統具有以下特點： 
        1．密封性能好。系統將排灰過程、儲灰和裝車過程有效地隔離開來，互不干涉，確保每個過程的密封效果； 
        2．如前所述，冶煉煙塵具有高溫、有毒、有較大腐蝕性、黏性大、易飛揚、偶有結塊等特點，新排灰系統采取措施克服這些特點所帶來的不利因素：如鋼構件采用耐溫、耐腐較好的Q235B鋼材，相關設備也采用耐熱耐腐型的；儲灰斗外壁安裝一臺小型機械振動器以克服黏性大，增加煙灰流動性；適當加大電動插板閥通口尺寸和星型卸灰閥及螺旋輸送機的規格尺寸，減少因偶然發生的小結塊或電除塵器振打零件脫落而造成的閥門和螺旋輸送機卡死現象。另外，能及時將灰斗中的煙灰排到儲灰斗，也有效阻止了煙灰結塊現象的發生；增強系統的密封性，防止了有毒煙灰的外泄等。系統結構簡單，操作、維護十分方便，易于實現自動化。 
        2004年8月，該排灰系統隨著新電除塵器一起進行了聯動試車，經過幾次簡單的調整，系統完全達到了設計要求，效果良好。通過一段時間的使用，已證明了系統具有密封性能好、適應性好、可靠性高、可操作性強、維修量少、維護簡單等特點。