收尘器在电解金属锰粉生产中的应用

伍宏斌

(湖南特种金属材料厂,湖南 长沙 410013)

收尘器在电解金属锰粉生产中的应用

伍宏斌

(湖南特种金属材料厂,湖南 长沙 410013)

简要介绍了几种常用收尘器在电解金属锰粉生产过程中的应用,分析了收尘器选型应注意的问题,及几种电解金属锰粉收尘工艺的优缺点。

收尘器;锰粉生产;应用

在电解金属锰粉生产过程中,由于是直接破碎电解金属锰片,会产生大量的有害尘气,严重污染了周围的空气和环境,甚至危害到生产人员的身体健康。选择合适的收尘设备,一直是一个有待解决的问题。随着我国收尘器技术的迅速发展,电解金属锰粉生产所采用的收尘器选型也越来越复杂,下面就电解金属锰粉常用的几种收尘设备进行分析研究和总结。

1 电解金属锰粉生产中常用的几种收尘设备

1.1 旋风收尘器

在工业生产领域使用的收尘装置中,旋风收尘器由于结构简单,设计和制造成本低,使用过程中没有运动部件,保养和维修工作量小,收尘效果好。通过选用合适的材料和结构形式,可以用于高温、高压和腐蚀性气体环境等特殊场合,因此成为工业生产领域中应用最为广泛的收尘装置之一。

旋风收尘器的工作原理是含尘气体由进风管切向进入筒体上部,受筒体和锥筒的约束,气流由上向下作螺旋运动,受惯性作用,尘粒被抛向筒体和锥筒内壁,并与筒体和锥筒内壁发生碰撞,失去速度后与气流分离,受重力和螺旋气流下降运动的影响,沿筒体和锥筒内壁落入旋风收尘器底部的集尘斗,完成收尘工作,剩余螺旋气流从锥筒底部螺旋上升,从中心管排出。

在旋风收尘器用于电解金属锰粉的生产和使用过程中,为了提高旋风收尘器的气相——固相分离效率,我们对影响旋风收尘器效率的进风风道作了大量的研究,现在通用的两种位置的进风风道结构为全内切型和全外切型,其目的都是为了增加气流螺旋运动的切向速度,减小湍流引起的压力损失。这两种位置的进风风道结构在电解金属锰粉的实际使用中没有显示出明显的优点,反而因电解金属锰粉在入风口的沉积,影响到进风口风速和旋风收尘器的工艺参数,进一步影响到旋风收尘器的收尘效率。

电解金属锰粉生产采用进风风道的内侧面与筒体切割相交,进风风道的外侧面从筒体的外围与筒体通过曲面相接的旋风收尘器。其进风风道外侧面与内侧面之间的中心线与筒体相切,进风风道与筒体通过螺线面光滑连接,螺线面是阿基米德螺线面或对数螺线面,螺线面对筒体所包容的圆周角为180(°)～270(°)。这种介于全内切与全外切之间的半内切半外切型旋风收尘器,减小了螺旋气流相对于筒体几何中心的偏心度,使流经旋风收尘器的气流的压降和径向分流减小,克服了进风风道内壁与筒体相切而造成的螺旋气流切向速度减小而对气相——固相分离效率带来的不利影响,显著提高了旋风收尘器对电解金属锰粉粉尘的收尘效率。

1.2 布袋式收尘器

布袋式收尘器也是冶金矿山中常用的收尘设备。它含有壳体、进风管、排风管、布袋和灰斗。灰斗位于壳体的下方,布袋设置在壳体内。按压力分类,布袋式收尘器主要包括正压式收尘器和负压式收尘器;按清灰方式分为反吹袋式收尘器、脉冲袋式收尘器和振打袋式收尘器;按过滤方式上又分为内滤式和外滤式;脉冲袋式收尘器从结构上大致也分为两种:一种是气箱脉冲袋式收尘器,一种是长袋离线袋式收尘器。不论什么形式,它的工作原理是,含尘气体从进风管进入后,通过布袋进行过滤,绝大部分粉尘被布袋表面捕集,被阻挡在有尘气体一侧,粘附在滤布上,气体经布袋过滤后得到净化,净化后的气体通过排风管排入大气。当粘附在滤布上的粉尘量达到一定程度时,除尘设备采用不同的清灰方式清除布袋上粘附的粉尘。

电解金属锰粉生产常用的布袋收尘器各种型式都有,采用布袋收尘器清灰所得超细锰粉化学性质无太大变化,使电解金属锰粉生产的收率得到保证。研究中发现电解金属锰粉生产中最大的担心就是布袋的起火问题,故降低布袋收尘器内氧气含量是解决问题的方法之一,向布袋内输送阻燃气体比如氮气,从而降低氧气含量,当易燃粉尘中的氧浓度低于16%时,则不会发生自燃现象,可以保护布袋,不会因自燃而损坏布袋。

电解金属锰粉生产用的布袋收尘器通常采用涤纶做布袋材料,而目前较先进的则采用聚四氟乙烯微孔过滤膜与传统涤纶滤布复合而成的复膜过滤材料制作的收尘滤袋,这种滤袋表面光滑、微孔密集、抗腐蚀、耐酸碱、清灰后粘料少,使用寿命长,气体温度在露点以上时,其相对湿度达70%仍能正常工作。在制作过程中,加入防静电金属丝,可有效防止因静电引起的粉尘起火。

1.3 静电收尘器

静电收尘器包含壳体、静电集尘单元、电源供应单元、进风管道及出风管道。静电集尘单元可包含很多静电集尘元件,且任一静电集尘元件均具有一收集管以及一放电电极位于该收集管内,电源供应单元分别与静电集尘元件的收集管及放电电极电性连接,在两者之间形成电场。当含尘废气通过进风管道进入静电集尘元件的收集管时,放电电极可通过电晕放电而使废气中的粉尘带电,并使粉尘在电场的作用下朝收集管的壁面移动,附在收集管上,在重力作用下落入灰斗。

静电收尘器在电解金属锰粉中使用得比较少,其原因如下:①在于电解金属锰粉的比电阻与静电收尘器很难匹配;②长期使用废气中的锰粉粉尘容易附着于放电电极上,将导致放电电极污损,进而降低其电晕强度及使用寿命;③电解金属锰粉在收尘器各部件都会附着,使收集管及放电电极间绝缘性能降低,有时会形成短路而产生火花,导致意外的发生。

现在在电解金属锰粉中使用的静电收尘器在设计方面加入了尘气调质系统,该系统的壳体内设有喷水雾装置和均流装置,当尘气从进风口进入其内时,尘气首先与喷水雾装置喷出的水雾接触,尘气中的粉尘变湿,其重量增加,部分成团后因重量大而直接下落到壳体底部,沿底部进入排水槽后排出,这样降低了尘气中的粉尘浓度,有利于提高静电收尘器的除尘效率;同时,尘气中的粉尘变湿,大大改善了电解金属锰粉的比电阻,也有利于提高静电除尘单元的除尘效率;尘气中的粉尘变湿,也消除了静电引起电解金属锰粉起火的可能性。

当尘气通过均流装置时,尘气中的一部分粉尘与该装置中的位于前部的均流板发生碰撞,失去动能后落入壳体的底部,沿底部进入排水槽排出,这再一次使粉尘浓度得到了降低,通过阻流板之间的间隙的尘气继续向后运动,在通过位于后部的均流板时,尘气中的一部分粉尘与该板发生碰撞失去动能后落入壳体的底部,也沿底部进入排水槽排出,尘气中的一部分通过该板中的通孔继续向后运动进入静电除尘单元进行除尘,通孔对尘气的气流方向和流速的大小进行控制。最后洁净的气体从静电收尘器的排风口排出。

但粉尘在收尘设备上的粘结较严重,影响静电收尘器的使用效果,需要经常清理。

1.4 湿式收尘器

湿式收尘器主要采用的是含有文氏除尘器的设备,将气液分离器、文氏除尘器和集液槽相互连通,利用文氏除尘器上内、外喷嘴的相互作用,加上前端的喷淋,收尘效率得到很大提高。

湿式收尘器的优点是有效防止电解金属锰粉在此设备内起火,而且操作简单,维修方便。其缺点是回收的锰粉,因氧化严重,利用价值低。

1.5 复合收尘器

复合收尘器是近几年新研发的收尘设备,主要是湿式布袋收尘器和静电布袋复合收尘器。

将两种收尘设备组合到一起,减少风道,均匀风速,有利于除尘效率的提高,粉尘进入布袋前先进行湿式收尘或静电收尘,也大大降低了布袋的负荷,延长布袋使用寿命。

但该技术运行时存在缺陷:如果较大的粉尘颗粒在进入布袋收尘室时,继续向滤布方向运动的粉尘颗粒比较小或轻,最终那些超细的粉尘将被滤布阻挡,并粘附在其上面。在停止过滤工作进行清灰时,不管是以何种方式清灰,粘附在滤布上的粉尘将被抖落,很多粉尘再次形成细小的颗粒,由于清灰时气流方向不是朝出风管道方向,这些粉尘迅速弥散在整个收尘器内,而且这些质量轻,细度小的粉尘所形成的飞尘,造成二次尘气,这些不按设计气流方向运动的二次尘气对复合收尘设备的影响较大,使设备维护工作量加大。由此造成设备运行阻力增加,直接导致设备处理风量的下降和风机全压的上升,造成除尘设备工作参数与原设计参数严重偏离,除尘效率下降。

所以在电解金属锰粉的生产中,复合收尘器仅作为实验或小型生产用收尘器,在大多数电解金属锰粉生产厂家很少看到。复合收尘器还有待于进一步改进。

2 结 语

综上所述,电解金属锰粉生产常用的几种收尘设备各有优缺点,现主流生产厂家基本上是采用前级旋风收尘器后级湿式收尘器组合,或是前级旋风收尘器后级布袋收尘器组合。随着研究的深入,新技术的不断推广,收尘设备不断改进,电解金属锰粉生产对环境的影响也会越来越小。

[1] 丁楷如,等.锰矿开发与加工技术[M].长沙:湖南科学技术出版社,1992.

[2] 胡名操.环境保护实用手册[M].北京:机械工业出版社, 1990.

A Production Application in Dust Catcher in Mn-powder

WU Hong-bin
(Hunan Special Metal Materials Factory,Changsha,Hunan 410013,China)

This article briefly introduces several kinds of commonly-used dust catchers in EMM’s application of production,analysing the question to which the dust catcher shaping should be paid attention,including several kinds of advantages and disadvantages in the dust craft of EMM powder.

Dust catcher;Mn-powder production;Application

book=47,ebook=47

X701.2

B

1002-4336(2010)03-0039-02

2010-04-30

伍宏斌(1967-),男,广东顺德人,高级工程师,主要从事生产管理工作,电话:0731-88681160.