碳酸氢钠研磨系统的粒度控制技术研究
2023-12-09任鸿儒侯国栋侯健孙晓轩江舟伟
任鸿儒 侯国栋 侯健 孙晓轩 江舟伟
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在碳酸氢钠的生产过程中，研磨系统起到了关键的作用。粒度控制技术是研磨系统中的关键环节，直接影响产品的粒度分布和粒度均匀性。粒度过大或过小都会导致产品的质量问题，如颗粒堆积、粉尘生成等。因此，开展对碳酸氢钠研磨系统的粒度控制技术研究，对于提高产品的质量和市场竞争力具有重要意义。
1 碳酸氢钠研磨系统的粒度控制技术具体实施方案
1.1 碳酸氢钠研磨系统设备简介
（1）原料存储
碳酸氢钠的初始材料通过泵车送入原料仓。原料仓内配备了料位传感器，由现有系统进行控制。在仓底部的漏斗区域安装了气动仓壁敲击锤，需要根据实际情况手动触发震打，以防止物料结块。仓顶部安装了除尘器，以防止粉尘外溢，并将粉尘收集到仓内，以减少污染和资源浪费。
（2）研磨机供料
在料仓下方设置了破拱器，以确保阀门下方的输送系统及时清空，从而减少物料在底部出现的压实、结块、粘壁等问题。底部安装了螺旋供料机，并通过气动插板阀与粉碎机隔离。供料进入研磨机的过程由可编程逻辑控制器（PLC）和变频器进行控制。
（3）物料破碎和分级
设备包括：进料螺旋、分级机和粉碎机。粉碎室由粉碎盘和磨块构成，用于将物料破碎成细粉。分级室包含分级叶轮，可以将细粉分为达标产品和不达标产品两种规格，达标产品通过出料管排出，并在小料仓中收集。粉碎盘和分级叶轮分别由各自的驱动装置驱动，分级叶轮的转速可调节，用于调整产品的粒度。螺旋供料装置位于机体内侧壁，用于均匀地将物料送入粉碎室。
（4）物料输送
经过分级的物料通过负压被吸入小料仓，然后通过计量螺杆供料机进入下料口。随后通过旋转阀、加速室，由罗茨风机推送通过管道输送。仓顶部安装了除尘器，用于收集粉料，然后通过后置的高负压风机提供动力。
（5）电控系统
电控系统在碳酸氢钠研磨系统中至关重要，确保系统的高效运行和智能控制。首先，下料螺旋和分级器的电机采用变频控制技术，这使得可以根据实际需求动态地调整电机的转速，以匹配不同的生产情况。通过变频控制，可以有效地优化能源使用，减少电机起停对设备寿命造成的影响，并提高系统的响应速度，以适应不同工艺参数的变化。
其次，PLC控制柜放置在烟气净化配电间，集中管理系统的各个部分。这个PLC控制系统不仅实现了设备的全自动运行，还可以根据实际生产需求进行编程。通过预设参数和逻辑，PLC系统能够智能地协调各个设备的工作，确保整个过程的稳定性和一致性。操作员可以通过现场操作箱在烟气净化间进行现场操控，方便操作和监控。
1.2 系统使用性能及参数要求
系统使用性能及参数要求见表1，碳酸氢钠进料指标要求见下表2。
表1 系统使用性能参数指标
表2 碳酸氢钠进料指标要求
系统使用性能及参数要求方面，碳酸氢钠研磨系统应在现有烟气净化间的碳酸氢钠存储车间中高效运行。根据提供的数据信息，该系统必须保证对原料的高纯度和准确的粒径要求。碳酸氢钠原料的含量应不低于97%，且粒径需在80目到200目之间，以适应现有的罐车运输方式。在研磨过程中，系统应保持原料的含水率在0.5%以下，以确保研磨效果和稳定性。
1.3 设备安装摆放方案
碳酸氢钠的研磨系统计划设置在已有的烟气净化间内的碳酸氢钠储存车间。在这个系统中，研磨机将被安装在现有碳酸氢钠料仓底部的拨料盘位置上。此外，缓存料仓将被放置在原料仓与烟气净化间之间的墙体位置上。这样的布局将有助于实现碳酸氢钠研磨过程，并且能够更好地利用已有的场地结构，如图1所示。
图1 碳酸氢钠研磨系统安装现场
图2为改造前的布设图，图3为改造后的布设图。在研磨机的出料口管道上，将安装一个三通阀，以便在后续阶段直接向烟道投加物料，并进行可能的改造。
图2 改造前
图3 改造后
此系统将被布置于车间内，距离地面高度为3m。在离原料仓框架1.8m处有一个电缆桥架，不需要进行变动或改动。为满足需求，缓存料仓的上方将进行扩展，其直径将被设定为1.7m。料仓的总体高度约为8.5m，有效容积达到5m3，而除尘器的过滤面积为40m2。将文丘里喷射器安装在料仓下方，与料仓下料口相对接。
因缓存料仓的有限空间，相关平台将与原料仓平台相连接，以便于上下移动。系统内的离心风机、冷风机以及现场电控柜将会放置在烟气净化间内，距离车间内墙壁1米的位置进行布置（此位置可能会有所调整）。
为了实现物料输送，将继续使用现有的罗茨风机。PLC控制柜建议放置在烟气净化配电间内，同时在现场设置现场操作柜，以便于实现系统的集中控制和操作。为了避开车间内的电缆桥架，缓存料仓的框架将采用长方形设计，并会在一侧降低宽度。
至于离心风机，其出风口将会与排风总口（由甲方指定）进行合并，确保两者之间的距离不会过远，一般保持在15m以下，以避免过大的阻力影响系统效能。
2 结束语
在碳酸氢钠研磨系统的粒度控制技术研究中，深入探讨了碳酸氢钠的加工过程以及其在烟气脱酸中的应用。通过精细的设备选型和工艺方案设计，实现了碳酸氢钠的有效研磨和粒度控制，为环境保护和产业可持续发展提供了有力的支持。研究中明确了碳酸氢钠粒度对烟气脱酸效率的影响，明晰了适宜的粒径范围，为系统设计和操作提供了依据。此外，将技术研究与实际工程应用相结合，针对某生活垃圾焚烧发电项目展示了碳酸氢钠研磨系统在经济效益和社会效益方面的潜力。
