硅鈣合金制粉濕法除塵技術

王寶安

（陜西盛華冶化有限公司, 陜西 漢中 723300）

1 前言

硅鈣合金以硅石、木塊、煤、石灰石等為原料。在礦熱爐內利用電極加熱，用高溫還原的方法制得的產品[1]，是一種較為理想的復合脫氧劑、脫硫劑，被廣泛應用于優質鋼、低碳鋼、不銹鋼等[2-3]，產品主要以粉狀和顆粒狀形式銷售。硅鈣合金制粉是一個簡單的物理加工過程，它是將硅鈣塊經破碎、研磨、篩分、包裝等工序加工成硅鈣粉或硅鈣顆粒[4]，在整個加工過程中，容易產生大量的硅鈣粉塵，傳統的硅鈣合金制粉除塵系統采用半封閉干式布袋除塵器，粉塵收集率為70% 左右，放散的粉塵無法有效捕集，且需要經常清掃以避免因粉塵捕集濃度過大產生爆炸，勞動強度極大。

硅鈣制粉加工過程的除塵工作一直是行業難題，直接制約著硅鈣合金行業的發展。為了克服傳統硅鈣合金制粉除塵系統粉塵收集率低，存在爆炸風險，勞動強度大等問題，本文介紹了由陜西盛華冶化有限公司研發的一種濕法除塵系統[5]，以期進一步提高我國硅鈣行業生產裝備的機械化水平、減輕作業工人的勞動強度，有效改善了硅鈣合金制粉除塵問題。

2 硅鈣合金制粉存在的問題

陜西盛華冶化有限公司委托國家化學品及制品安全質量監督檢驗中心，對硅鈣合金可爆性、最小爆炸濃度、爆炸的最大壓力等參數進行了檢測。檢測數據表明，在常溫下，硅鈣粉塵濃度≥0.06kg/m3 時將會引起粉塵爆炸，爆炸的最大壓力為0.7 MPa /cm2，這就要求硅鈣合金在制粉過程中，粉塵濃度要低于0.06kg/m3，而傳統除塵系統難以達到符合要求除塵效果，使得生產效率受到限制。

3 除塵方案的設計

為克服傳統除塵系統除塵效率低，提升硅鈣合金制粉生產能力，陜西盛華冶化有限公司研發的一種結構簡單、效率高、除塵效果好的濕法除塵系統原理圖及結構示意圖，見圖1 和圖2。

圖1 濕法除塵系統的原理圖

圖2 濕法除塵系統結構示意圖

3.1 除塵系統的組成

整個濕法除塵系統由煙塵捕集罩、主風管、噴淋塔、沉淀池、風機、清水泵等裝置組成，除塵系統工作順序：粉塵被風機吸入煙塵捕集罩→進入噴淋區被水霧捕集→隨捕集液流入一級沉淀池→粉塵沉淀→清水逐級流入清水池→清水泵抽水噴淋。

3.2 除塵系統的工作原理

硅鈣合金制粉產生粉塵的主要環節為破碎環節和皮帶輸送的跌落環節，針對粉塵產生的部位，分別制作粉塵捕集罩，捕集罩經管道連接至主風管，然后接入噴淋塔，噴淋塔外接除塵風機。考慮水的流動性，所有除塵管道均采用坡度安裝，為便于施工操作，安裝坡度均設計為50‰，便于捕集的硅鈣合金粉塵能隨水流最終匯入沉淀池。

安裝過程中，粉塵捕集罩上部與主風管連接的彎管處安裝向內的噴淋頭，對進入除塵風管的硅鈣合金粉塵進行第一次噴淋捕集，控制好除塵罩進風口與噴淋位置距離，一般情況下，噴淋位置處于彎管的水平位置，以便粉塵進入管道后立即被捕集。被捕集的硅鈣合金粉塵隨捕集液經主風管流入噴淋塔，噴淋塔底部安裝噴淋頭進行第二次噴淋捕集，噴淋塔頂部安裝折板式洗滌器進行除霧，折板式洗滌器選擇氣液分離效率≧98.5% 看，避免出現粉塵回收不理想或帶水現象。噴淋塔下部設計有兩個傾斜管道，管道上分別安裝截止閥，可控制粉塵捕集液分別流向不同的沉淀池，兩個分支管道內安裝有反沖水，可強制把捕集到的礦漿沖進沉淀池，也避免了管道阻塞；噴淋塔下端配備兩個濁水沉淀池和一個清水池，正常工作時，兩個濁水沉淀池一用一備，確保在清理回收沉淀池時不影響整個除塵系統的運行。捕集的粉塵渾濁液經濁水池沉淀后，粉塵沉入池底，水進入清水池經清水泵供噴淋循環利用。

3.3 除塵方案的安全可行性

本方案各支路管道設計選用阻燃PE管，耐壓等級為≥1.25MPa，能夠承受0.7 MPa /cm2硅鈣粉塵爆炸的最大壓力；高壓離心風機和水泵安裝在單獨隔離的房間內，高壓離心風機凈化空氣出口導出風機房，避免因除塵效果不足而產生危險；除塵罩風管閥、水閥均采用手動或氣動控制，避免在集塵區安裝電氣設備。粉塵進入粉塵捕集罩后在收塵管道彎管口立即進行噴淋，進行第一次捕集，避免硅鈣合金粉塵在管道內因其它物理因素產生危險。為保證長期正常工作，設計時清水泵可選用兩臺水泵，一用一備，一臺常用泵，另一臺泵設置低壓自動啟動，保證各噴淋管道不缺水，確保系統正常運行。

經檢測，在陜西盛華冶化有限公司硅鈣合金制粉車間生產現場粉塵濃度為0.03kg/m3，遠低于0.06kg/m3 警戒濃度。同時，本系統簡單可靠，成本低，在安裝過程中需根據硅鈣合金制粉生產能力的不同，選用合理除塵器，匹配合適的風機，粉塵捕集率由傳統的70% 提升至90% 以上。

4 總結

通過硅鈣合金制粉濕法除塵技術應用，可有效捕集硅鈣合金制粉作業過程產生的粉塵，將粉塵捕集率由傳統的70% 提升至90% 以上，粉塵濃度為0.03kg/m3，遠低于0.06kg/m3 警戒濃度，明顯改善硅鈣制粉作業現場環境，降低勞動作業強度，有效解決了粉塵爆炸的不安全隱患。同時，硅鈣合金制粉濕法除塵系統，配備了多級沉淀池，可將收集的粉塵風干回爐利用，清水循環利用，既滿足了作業現場環境要求，又實現了資源充分利用，進一步促進了清潔生產，具有良好的推廣應用價值。