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石棉矿的除尘问题及旋转式除尘器研发

  发表日期:2008年2月22日   出处:秘书处    作者:王玉亮     【编辑录入:smxhzh

石棉矿的除尘问题及旋转蝶式除尘器研发

 

作者   王玉亮   13909104399

 

一、石棉选矿生产中的粉尘污染问题

1、石棉选矿工艺及特点:

在石棉干式风选工艺中,粉尘污染是困扰行业多年、一直没能很好解决的非常棘手的问题,正如非矿协会专家委员会所描述的那样,粉尘污染是致石棉行业于死地的不可抗辩的把柄。据监测,在石棉揭棉工序后的第一道吸棉作业中,风机尾风的粉尘浓度最高可达100g/ m3在流程的后段吸选作业中,风机尾风的固体颗粒物含量也在20-50g/ m3。这比一般工业企业风机的尾风平均浓度要高出10-50倍。在石棉选矿生产中,污风的产出量也是巨大的。在我国,石棉吸选工艺的配风量一般为3-5m3/吨棉,2006年全国的石棉产量约为40万吨,其污风的产出量之巨大,是可想而知的。

2、粉尘污染的严重性

石棉粉尘较比其它工业行业产出的粉尘没有更大的危害性。石棉粉尘的主要成份为蛇纹石微细颗粒,少量的地表土及部分石棉纤维,其主要化学成份为MgO SiO2,结晶H2O AL2O3等,没有有毒有害物质及重金属离子。有人认为石棉纤维被吸入肺部后可能会导致癌变,但国内外多年的跟踪研究表明,没有充分的证据表明石棉吸入肺部后会造成过渡危害。尽管如此,环保对石棉企业尾气的排放要求仍然比一般的工矿企业要严得多,一般工业企业废气排放的环保标准是20mg/m3,而石棉企业则为2mg/m3,等同于危险化学品废气的排放。

但无论怎样说,石棉选矿企业高污染仍是一个不争的实事,以矽肺病为主要特征的高发职业病也日益引起人们的广泛关注。正如2006年非矿协会专家委员会就温石棉(蛇纹石石棉)可以安全生产和使用的论文中所阐述的那样,如果再不重视和治理粉尘污染,那么粉尘污染是致石棉工业于死地的不可抗拒的把柄。

二、粉尘污染治理的特殊性

环保治理不仅是一项投入的事,往往需要技术支撑。石棉行业的粉尘治理在某种程度上与其说是投入的不足,到不如说是受技术的制约。较比其他行业,石棉行业的粉尘治理具有更大的难度。

一是粉尘的性质。在石棉选矿作业中,从风机排出的粉尘颗粒很细,级配复杂。其颗粒级配大致为800目以上占20%250-800目占40%100-250目占20%100目以下占20%,正是因为如此,粉尘间的间隙小,透气性差。另一方面,粉尘中含有约12%左右的石棉纤维,纤维也有长有短,这就使粉尘的粘附性增加。使用袋式除尘时,会发生粉尘不易脱落、风机阻力随时间增加等问题。

二是量大。一个最简易的石棉选矿生产线也要配置4-5台风机,总风量达4万立方米左右,如果采用固定式布袋尘室除尘,需要1300多平方米的过滤面积,占地就有一亩多,投资十几万元,其困难可想而知。传统的振动式袋式除尘器,由于单机过滤能力小,设备造价高,也不能满足需要。

三是流动性大。无论是原矿生产线还是回收选矿生产线,大多要随采场的移动而移动,原料的变化而变化。固定尘室对此就显得很不适应。

由于除尘技术没有突破,加之石棉矿多处于经济欠发达地区,长期以来没有很好的解决除尘问题,从而导致了行业重污染的窘境。虽然甘肃阿克塞县政府多次下决心进行治理,花费了不少人力和财力,但终究不了了之。可以肯定地说,如果在除尘技术上没有新的突破,石棉行业的粉尘污染局面就不会有根本的改变。

三、旋转蝶式除尘器的研发

1)设备的研制及创新

对于大多数的工业污染来说,袋式除尘仍是最洁净、最实用、投资最小的技术,电吸尘、水浴除尘、旋风除尘等等不是投资大就是不洁净或适应性差。但问题是如何能够及时清除布袋壁的积灰,保持布袋的“清洁”,这是提高袋式除尘的效率、不影响吸棉作业的关键。

传统的袋式除尘器的布袋总是相对于支架固定,垂直悬挂,没有运动。清灰时仅靠支架的小幅度的往复运动(振打式袋式除尘器)来实现,附着于袋壁上的粉尘颗粒的重力方向与袋壁的摩擦阻力方向不变,没有交变的过程。另一方面,由于布袋没有运动,特别是传统除尘器外部设有防护板,布袋与布袋间的空气基本处于静止状态,从布袋过滤出的气体不能及时得到扩散。

针对石棉行业除尘存在的问题,从2003年开始,我们就开始了旋转蝶式除尘器的研发,并先后在多个石棉矿进行了试验。

旋转蝶式除尘器的布袋形式不同于传统的圆柱形或扁柱形,而是蝶形(或称圆饼形),这样在相同空间范围内,单个布袋的过滤面积显著提高,比表面积增加(增加约3倍)。其次,蝶式除尘器在工作中布袋是转动的,就像一个水车(请见示图)。如此就会发生两方面的变化;一是在过滤时附着于布袋内壁上的粉尘颗粒随布袋做圆周运动,粉尘颗粒同时受重力、离心力的作用,合力的方向、大小也在变化,颗粒在布袋上的运动轨迹也在变化。“动”起来的颗粒还会与静止的颗粒发生碰撞。这种组合作用无疑更容易使粉尘颗粒从袋壁上“脱落”,使布袋“清洁”。二是布袋在转动过程中,布袋与布袋间的空气产生扰动,袋壁外侧形成气流,而且必定是外部空气的流速大于内部溢出的空气的流速,从而就形成了“压差”,外“小”内“大”的负压效果提高了过滤效率,减小了风机工作阻力。

旋转蝶式除尘器由一台1.1-1.5KW的电机拖动,设备总重300-400kg,并安装有滚动脚轮,便于移动,现有两种机型。XD300型号可过滤11万立方米的风机,XD400型号可过滤21万立方米的风机,两种机型均自动排灰。

2)实施例

实施例一,旋转蝶形袋式除尘器布袋为7组(个),布袋直径3.0m,内筒直径600mm,蝶形布袋厚度200mm,间距15mm,布袋8等份,转速24/分钟,布袋总过滤面积100m2,电机1.1KW,设备重320kg。该设备用于某石棉选矿厂的吸棉风机除尘,风机流量8000 m3/小时,风压1400-2400Pa,污风浓度30g/ m3。经38小时连续运转测试,除尘器排出的尾风的粉尘含量为3.5mg/ m3,除尘效果达到99.9%,使用效果较比原使用的固定式布袋除尘室有明显改善。风机风阻减小,吸棉作业有较大提高,而且自动排尘,减小了工人的人工出灰作业。

实施例二,旋转蝶形袋式除尘器布袋为9组,布袋直径为¢4.0m,内筒直径¢800mm , 布袋厚150mm ,布袋间距200mm,布袋12等份,转速18/分,布袋总过滤面积234㎡,电机1.5KW,设备体积长×宽×高4.5×4×4.2m。实施例二用于某石棉矿风选车间的吸选作业除尘。风机流量为210000m3/h的风机,风压1370-2310Pa,试验其他条件同实施例一。经连续72小时运行,除尘器运行稳定,排风粉尘含量4.0mg/m3.工作线吸棉作业较比原固定式尘室要好,作业粉尘减小,效果明显优于原来。

实施例三,利用实施例一的机型,应用于某轻钙生产线的气流干燥系统,替代原使用的有反吹风的振动式袋式除尘器。该系统污风浓度为8g/ m3,固体物为轻质碳酸钙小颗粒,要全部回收。进风温度≤80℃,风量8000 m3/h。经过72小时运行,过滤后排风的固体颗粒物含量为2.0-2.5mg/ m3。经测试,设备比原除尘器的轻钙回收率提高约3个百分点,设备体积小,运行时无反吹和抖动的噪音,设备能耗减小约2.0KW

目前该项技术已经运用在青海祁连石棉矿选棉车间,经2个多月的生产验证,旋转蝶式除尘器除尘效果明显,不影响吸选作业,选矿周围环境得到明显改善。该矿2008年准备扩大旋转蝶式除尘器的应用范围,彻底改变石棉选矿对环境的粉尘污染局面。


 
 
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