料倉破拱裝置在污泥處置行業的應用研究

高洪波，郝麗君，劉開連

（1.北京排水集團污泥處置分公司，北京 100021；2.機科發展科技股份有限公司，北京 100044）

0 引言

一般脫水污泥含水率在75%～80%。回填料按照所采用不同的工藝含水率在35%～60%。輔料可根據污泥處置廠當地的料源情況合理選擇，適用輔料的原料比較多，比如秸稈、花生殼、磨菇渣等等，其含水率也各不相同，三種料倉中由于回填料的粘度大、流動性較差，常在料倉內部出現架橋、起拱的現象，這些現象都嚴重制約著物料混合的效率和均勻性。

在實際生產中發現料倉起拱位置變化不定，因此單單從改變料倉本體的外形很難保證料倉內物料的順利排出，對于回填料這種特性的物料必須要在料倉內部安裝動力裝置進行強行的破拱，才能滿足污泥處置工程中混料系統的高效、連續生產的要求。

1 破拱方式在工程上的應用現狀

污泥處置行業中發酵后的物料是由脫水污泥、回填料（部分發酵后的物料）、輔料按一定的配比混合而成，混合過程見圖1。

圖1 混料系統的流程圖

料倉在諸多行業都有廣泛的應用，按照各生產行業中物料特性以及在工程使用中所采用的料倉種類也出現了不同形式的破拱方式，比如空氣炮法、振動電機振打法、機械齒耙撥料法、液壓滑架法、鏈板提升法等等。

（1）震動破壞：在易結拱區倉壁外側安裝倉壁振動器，見圖2。

（2）充氣：在易結拱區安裝壓縮空氣噴嘴，用壓縮空氣噴射，從而松散壓實物料不使結拱。

圖2 振動器圖

以上兩種方式比較適合于粘性不大的脆性物料，且只適用于料口錐角比較大的淺倉中。由于此種物料在堆積的時候物料之間會有一定的搭接空間，這樣在震動或者充氣時，物料就會形成一種新的流動趨勢，從而到達破拱的目的。但此種破拱形式對于物料粘性較大而料倉高度較高的情況下不適合用此種方式。（3）機械強制式破拱：采用機械破拱的方法很多，這里面提及了適合于楔形料倉的幾種典型破拱方式，如倉壁處設置可升降的插板；在料倉頂部掛上錘鏈或圓盤；在倉內安裝旋轉破拱裝置，見圖3。目前，經過長時間的料倉廠家調研以及相關破拱資料的收集，針對龐各莊污泥處置廠的這種含水率高，帶有粘性的返混料及輔料，有的起到一定的效果，但不能徹底解決起拱的問題。

2 新型破拱裝置的研制

針對現有技術的不足，本文提出了一種結構簡單、經濟低廉、技術可靠的撥料式料倉破拱裝置，見圖4，此裝置主要包括料倉、破拱裝置、輸送裝置，料倉下部設有破拱裝置，底部設有輸送裝置，破拱裝置包括多個與輸送裝置，平行放置的破拱器，破拱器為軸狀物，在破拱器軸向等間距的設置了多個固定的撥料齒耙，本發明的料倉破拱裝置主要應用于污泥處置行業，倒梯形倉體從理論上杜絕倉內物料由于倉壁面作用而起拱，破拱裝置一方面可以支撐上部的物料，減小上方帶有粘性的擠壓輸送裝置，另一方面可以保證截面上各處的物料都能下落，避免存在滯料區導致其上部物料起拱。

采用上述方案后，本發明的撥料式料倉破拱裝置，與現有技術相比，具有如下優點：

（1）撥料式料倉破拱裝置適用于各種粘度大、流動性較差的料倉破拱。

（2）結構簡單、流量可控，可連同料倉及輸送裝置做成一體化設備；

（3）在出料方向的倉壁上可安裝檢修門，便于齒耙的更換及其他部件的維護，不影響生產。

圖4 撥料式料倉破拱裝置的結構示意圖

3 新型破拱裝置的實驗研究

（1）實驗方法。在實驗開始之前，首先要測定回填料的含水率，測定方法采用建設部污泥監測行業檢測法——微波爐檢測法，從準備做實驗用的回填料堆體上取3～5g，放到托盤天平上，讀取物料的重量，然后將稱好的物料放置微波率進行烘干，烘干后取出再次測量物料的重量，兩次的重量的差值就是物料中含水份的重量，測量過程見圖5、圖6。

圖7 撥料式破拱實驗裝置

按照上面的測量方法既可測量出回填料的含水率，由于不同含水率的回填料的粘度和流動性都不一樣，為了充分驗證該新型裝置的可靠性，可以把物料的含水率按 30%、35%、40%、45%、50%劃分成5個組實驗，分別將調好含水率的物料投入到實驗裝置中，見圖7，觀察不同含水率物料的排出時間以及是否在料倉中出現架橋、起拱的現象。

（2）實驗過程及結果。由于每組含水率的實驗過程都是一樣的，這里只對含水率為50%物料的實驗過程及結果進行了描述總結：①將含水率為50%的回填料填滿實驗料倉，物料在料倉內停留5分鐘后，開啟撥料器、螺旋輸送機，觀察出料的效果；②將含水率為50%的回填料填滿實驗料倉，物料在料倉內停留24小時后，開啟撥料器、螺旋輸送機，觀察出料效果；③將含水率為50%的回填料填滿實驗料倉，物料在料倉內停留24小時后，在料倉上方加重量塊將物料再次壓實，開啟撥料器、螺旋輸送機，觀察出料效果。以上三種實驗完成后，發現物料在倉內沒有發現結拱的現象，而且從螺旋輸送機輸出物料也比較均勻，由于污泥行業中回填料含水率一般在30%～50%之間，而50%的含水率狀態下回填料的流動性最差、粘度也是最大的，因此，該種新型破拱裝置可以滿足污泥處置行業中混料系統連續生產的要求。

4 結論

基于污泥處置行業中料倉的使用現狀、物料的特性以及現有破拱技術的形式，本文提出了一種有針對性的全新的料倉破拱裝置，該裝置一方面可以支撐上部的物料，減小上方帶有粘性的擠壓輸送裝置，另一方面可以保證截面上各處的物料都能下落，避免存在滯料區導致其上部物料起拱。

為了驗證該破拱裝置在工程中應用的可行性，特別挑選了50%的含水率的物料（該狀態下回填料的流動性最差、粘度也是最大的）進行了帶料實驗，發現物料在倉內沒有發現結拱的現象，而且從螺旋輸送機輸出物料也比較均勻，因此，該種新型破拱裝置可以滿足污泥處置行業中混料系統連續生產的要求。

[1]郝麗君，蘭軒花，胡建成，周書征，劉開連.料倉在污泥處置行業的應用研究[J].環境工程，2012，1.

[2]李志義，王淑蘭，等.粉體料倉的合理設計[J].化工裝備技術，1995，3.

[3]Chulze D.Chem.lng[J].tech,1995,67(1):60～68.