管鏈輸送機在鉛冶煉行業中的應用

周亮亮，楊衛嚴，連明磊

（1.中國瑞林工程技術股份有限公司，江西 南昌 330031；2.六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004）

1 引言

華東某再生鉛冶煉廠是一家具有近二十年歷史，專業從事廢舊鉛酸蓄電池回收和加工的企業。為了滿足日益嚴峻的環保要求，該廠計劃新建一套節能、環保、自動化水平較高的側吹新工藝處理廢舊鉛酸蓄電池，并加快推進冶煉煙氣的超低排放改造。隨著國家日益提倡循環經濟和環境保護，將廢舊鉛酸蓄電池綜合處理不僅可以回收其中的有價資源，而且有利于保護環境。

目前在鉛冶煉的工業生產過程中，涉及到鉛環集煙塵的輸送問題。由于鉛環集煙塵的PbO 含量較高（可達90%以上），且PbO 具有粘性大，受壓后易板結，煙塵顆粒細小容易飛揚，有毒害性等特點，因此不適合采用氣力輸送工藝。

當前，各鉛冶煉廠鉛環集煙塵輸送方式主要有兩種：“埋刮板或螺旋+斗式提升”的機械輸送方式；“人工+叉車”的運輸方式。以上兩種輸送方式均存在一定的弊端。如采用第一種輸送方式，則需要考慮合理的輸送檢修通道，這給現有改造的鉛冶煉廠帶來困難，而且埋刮板輸送機數量較多，機械故障點也多，容易發生堵料、卡料等情況，鉛環集煙塵的泄漏點多也容易對廠區內的環境造成污染。如采用第二種輸送方式，則存在人工勞動強度大，自動化程度較低，難于保證操作工人和廠區內的安全衛生。

管鏈機械輸送是一種新型的物料輸送方式，可以在水平、垂直、彎曲和三維方向上靈活布置，具有輸送量大，輸送過程全密閉，自動化程度高等特點。管鏈機械輸送方式在化工行業和鋼鐵行業得到了較為廣泛的應用。比如，揚州惠通化工技術有限公司采用管鏈輸送化工原料PTA（精對苯二甲酸），蘇州蘇信特鋼有限公司采用管鏈輸送除塵器捕集的煙塵，但在鉛冶煉行業中應用的較少。文中分析了管鏈機械輸送方式的可靠性，目的是為有色行業鉛環集煙塵輸送工藝的選擇提供參考和借鑒。

2 鉛環集煙塵和管鏈輸送機

2.1 鉛環集煙塵的物性參數

華東某再生鉛冶煉廠采用側吹工藝處理廢舊鉛酸蓄電池，側吹熔煉車間產生的環集煙氣經熔煉車間環集布袋除塵器除塵后送往脫硫系統，除塵器捕集的鉛環集煙塵采用管鏈輸送機輸送到原料庫的煙塵倉并返回側吹爐系統。熔煉車間環集布袋除塵器捕集的鉛環集煙塵量約0.1 t/h，側吹爐工藝煙氣的各除塵器捕集的鉛冶煉煙塵量約18 t/h，鉛環集煙塵和鉛冶煉煙塵匯合后統一由管鏈輸送機輸送，選擇該設備的輸送能力為60 t/h。鉛煙塵的物性參數如表1 所示。

2.2 管鏈輸送機的配置

熔煉車間環集布袋除塵器捕集的煙塵采用1#管鏈輸送機和2#管鏈輸送機接力送往原料庫的煙塵倉，其中1#管鏈輸送機立面配置圖如圖1 所示，1#管鏈輸送機平面配置圖如圖2 所示。

從圖1、圖2 可以看出，熔煉車間環集布袋除塵器的排塵口有2 個，鉛環集煙塵的輸送路徑需要從地面±0.000 m 上升到8.500 m 高的位置，而且需要跨過廠區道路。從熔煉車間環集布袋除塵器的排塵口到原料庫的煙塵倉水平距離約81.55 m（其中1#管鏈輸送機水平輸送距離38.50 m，2#管鏈輸送機水平輸送距離43.05 m），垂直距離約5.20 m（從地面標高±0.000 m 到煙塵倉頂面標高5.200 m）。

1#管鏈輸送機設備規格如表2 所示；2#管鏈輸送機立面配置圖如圖3 所示；2#管鏈輸送機平面配置圖如圖4 所示； 2#管鏈輸送機設備規格如表3 所示。

3 管鏈輸送機的特點及設備維護管理

3.1 管鏈輸送機的特點

在密閉的管鏈輸送管內，借助鏈條牽引帶動輸送盤片移動并連續使物料沿管道輸送。當水平輸送時，物料受到輸送盤片在運動方向的推力。當料層間的內摩擦力大于物料與管壁的外摩擦力時，物料就隨輸送盤片向前運動，形成穩定的料流。當垂直輸送時，管內物料顆粒受輸送盤片向上推力，因為下部給料阻止上部物料下滑，產生了橫向側壓力，所以增強了物料的內摩擦力，當物料間的內摩擦力大于物料與管內壁外摩擦力及物料自重時，物料隨輸送盤片向上輸送，形成連續料流［1］。已授權實用新型專利《粉體物料管鏈輸送機》（ZL201922208061.8）介紹了一種能有效輸送粉體物料且防止物料堆積的輸送設備，該設備的進料口和出料口的一側內部安裝有固定桿，固定桿上開設有彈簧槽和安裝直角三角塊，可有效防止粉體物料的堆積［2］。

表1 鉛煙塵的物性參數

圖1 1#管鏈輸送機立面配置圖

圖2 1#管鏈輸送機平面配置圖

表2 1#管鏈輸送機設備規格

圖3 2#管鏈輸送機立面配置圖

圖4 2#管鏈輸送機平面配置圖

表3 2#管鏈輸送機設備規格

管鏈輸送機具有以下特點：管鏈輸送是一個分節組裝成整體的圓管式緊湊結構，輸送效率高，與埋刮板輸送、螺旋輸送相比較，輸送效率可提高2～3 倍［3］；管鏈輸送布置靈活、安裝方便，可以在水平、垂直、彎曲和三維方向上布置。由于管鏈輸送機的結構呈管道狀，可根據用戶實際需要在現有場地進行設計，而且可以實現多口進料，多口出料，能滿足各種場合的使用；物料輸送系統從進料口到出料口全密閉，無物料粉塵泄漏，適用于極細粉料的輸送，有利于環境保護；管鏈機械輸送方式最大水平輸送距離可達60 m，最大垂直輸送高度可達40 m，最大輸送能力可達200 t/h；物料輸送過程中，在同種輸送能力的情況下，管鏈機械輸送方式的能耗最低，可降低運行成本；物料輸送過程中，鏈條運行速度慢，管道內壁摩擦小而且無積料，可以最大限度保證輸送物料的完整性；由于管鏈輸送機的內部結構簡單可靠耐用，而且內部結構采用特殊工藝處理，所以設備維修率低，提高了設備的使用壽命；物料輸送過程中，可以載惰性氣體保護以實現防爆設計，滿足易燃易爆粉狀物料的輸送要求；物料輸送過程中，出料口不需設置除塵器排氣，只需簡單排氣即可，滿足生產企業對環境保護的要求；管鏈輸送采用計算程序控制，自動化程度較高，使輸送管道和彎頭等部位保持必要的靜摩擦力和拉緊力，具有低噪音、低磨損的特點。

3.2 設備維護管理

（1）應定期檢查管鏈輸送設備的張緊情況，確保管鏈鏈條的張緊程度處于一個合適的范圍內。張緊度太緊，會引起輸送管、鏈輪齒、軸承等過度磨損；張緊度太松，會引起脫鏈事故［4］。

（2）如果將管鏈輸送設備作為生產進料的關鍵設備，建議進行雙電源供電，以便在其中一個電源檢修時，還可以確保管鏈輸送設備的正常運行［5］。

4 結論

（1）華東某再生鉛冶煉廠采用2 臺管鏈輸送機接力輸送鉛環集煙塵，管鏈輸送機是首次應用于中國瑞林公司的設計項目中。項目自2018 年10 月投產后，管鏈輸送機運行狀況良好。如果按以往的設計思路，需要采用“3 臺埋刮板輸送機+1 臺斗式提升機”才能實現將鉛環集煙塵輸送至原料庫的煙塵倉，但采用了管鏈輸送機后，只需要2 臺該設備即可。經過比較后發現，采用管鏈輸送方式可節約設備投資約30%，節約運行成本約20%，具有較好的應用前景。

（2）目前國內使用的管鏈輸送機絕大部分是用在PTA（精對苯二甲酸）、PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）等化工原料的中小型輸送方面，可能是由于管鏈輸送機設計理論不夠完善，對該設備的認識不充分等因素造成的［6］。相信隨著該設備設計理論的逐漸優化，逐漸改進其結構和性能后，管鏈輸送機會應用得更加廣泛。