水泥散装船卸料系统的收尘方案及应用

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CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2014.11
用
田 源
（合肥水泥研究设计院，合肥 230051）
摘 要:沿海或沿江的水泥厂在水泥熟料卸船倒运过程中，会产生大量的粉尘，如何处理这些粉尘是个难点问题。

文章探讨了专门针对此类装置设计的粉尘捕集方案及应用实例。

关键词:水泥；散装熟料；倒运；落料斗；吸风罩；除尘器
中图分类号:X701 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2014）11-0023-02
1 前言
水泥是典型的“短腿”工业产品，一般水泥的陆路运输半径仅为200公里。

而国内众多的沿海或沿江的水泥厂，因为地理位置好，可以选择相较陆运便宜很多的水运来输出水泥或购入熟料。

目前水运水泥熟料常用的卸船方法是使用吊机和抓斗在水泥散装船中抓料送至岸边，抓斗放料将熟料卸入落料斗，再由落料斗下方的皮带输送机转运至熟料库。

因此在整个倒运过程中会产生很大的粉尘污染。

针对这一情况，本文提出了一套基于吸风罩的收尘系统方案，并在泰州海螺水泥有限公司的熟料码头应用，取得了良好的使用效果。

2 吸风罩的设计
泰州海螺水泥公司原有的落料斗示意见图1。

水泥散装船卸料系统的收尘方案及应用
抓斗
落料斗
卸料器皮带输送机
抓斗
落料斗
吸风罩
图1 原有落料斗示意
通过分析熟料落入料斗时产生的含尘气体的流向，将落料斗和吸风罩进行了重新设计（见图2）。

Dust Collection Scheme and Application for Materials Unloading System
in Cement Bulk Ships
TIAN Yuan
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中国环保产业 2014.11
技术与工程应用
Technology & Engineering Application
根据设计料斗的形状和希望达到的收尘效果，取X=1.2m/s。

设计a 1 = 4m，a 2 = 3m，则Q 2 = 51,840m 3/h。

考虑熟料每次落入落料斗所扬起的粉尘量不同，而
且除了上部吸风罩口有漏风外，还可能存在别处漏风（如图2序号8的漏风），按统计学方法，再引入风量的修正系数θ1、θ2，则Q=Q 1·θ1+Q 2+θ2 + Q 3。

其中：θ1 ⊆ { x ︰1＜ x ＜（h 1 + h 2）/h 1 }，θ2 ⊆ { x ︰1＜ x ＜（ 1 +（b 1 × b 2）/（a 1 × a 2）}。

Q 3按皮带落料处吸风管（图2序号7）的管径选取，这里取值Q 3 = 4000m 3/h。

泰州海螺水泥公司熟料码头的抓斗，一次最大重量为7吨，如果一次收尘率为85%，代入上面的计算式，可选型出配套该落料斗的收尘器，参数见下表。

系统收尘器参数表
收尘器参数数值
型号FGM96-2×5F双脉喷
处理风量（m 3
/h）≤66,000气体温度（℃）正常≤65入口含尘浓度（g/Nm 3
）≤100出口含尘浓度（mg/Nm 3）≤30总过滤面积（m 2）1200毛过滤风速（m/min）≤0.92滤袋数量（条）960滤袋规格（mm）φ130×3060滤袋材质防水防油涤纶针刺毡
运行阻力（Pa）≤1500设备耐压（Pa）≤6000
配套风机型号Y4-68No.12.5D/110kW
系统投资（万元）
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吸风罩
风罩吸风管
风罩吸风管
风罩吸风管
方案整体的设计思路是：增大落料斗的上部横截面积，在熟料落入落料斗后因冲击斗壁而产生的扬尘气流向上扩散，在上升过程中会因为落料斗上部的截面积突然变大而减速。

同时在落料斗的上部外沿增加如图2序号5的一圈挡风吸风罩，使上扬的灰尘一部分碰到风罩后自然折返，控制了灰尘的外漏。

吸风罩的侧面设置吸风管，吸风管接收尘器进风主管道，在收尘器运行时保证吸风罩口产生一定的负压，将已被减速的含尘气流捕入吸风罩，从而达到除尘的效果。

图2序号6的三根吸风管，在每根风管上都需配备调节阀门，以调节吸风罩各边的负压达到大体平衡。

在保证正常落料的情况下，应尽量缩小吸风罩的出口截面积，这可以更加有效地遮挡含尘气流，并可减少整个收尘系统的漏风率，这样即减小了收尘器及其尾排风机的负荷，又降低了系统的投资和运行成本。

3 整个收尘系统风量的确定
设系统风量为Q，则Q = 熟料落入落料斗所产生的含尘气量Q 1 + 吸风罩截面漏风量Q 2 + 皮带落料处吸风管风量Q 3（图2序号7）。

设抓斗一次抓起的熟料体积为V，则V = 抓斗抓起的熟料重量M／熟料密度ρ。

泰州海螺水泥公司为回转窑工艺，ρ取1.45t/m 3。

设熟料从抓斗落入落料斗底部的时间为t，则Q 1= V/t。

设吸风罩处达到设计负压所需风速为X ，Q 2= X·a 1·a 2。

X的取值是一个理论结合经验的数值，其与图2中的落料斗斗壁斜度α和粉尘捕集率μ成正比，与物料下落的高度h 1+h 2成反比。

一般取值的上下限为0.7～2.2m/s。

图2 新设计的落料斗含吸风罩和风管
主视图俯视图
4 实际应用效果及存在的不足
2011年11月第一台落料斗收尘系统投入运行，收尘器位于落料斗下游，直接布置在转运皮带输送机上，这样捕获到的粉尘熟料可通过刚性叶轮给料机落入皮带运走。

原先开放型的落料斗在抓斗卸料时的大量扬尘得到了有效控制，已没有了之前一落料就烟雾飞腾的情况。

落料斗周边除了抓斗落料时的撒溅灰尘，几乎没有落灰扬尘，可以说取得了很好的运行效果。

然而这种收尘方案也有不足之处：只能捕集落料斗的扬尘，对于抓斗来回运动时撒溅的灰尘无能为力；由于落料扬尘是间歇性的，而后排收尘器和风机却需要保持常开状态，因而增加了电力消耗，加重了企业负担。

这些问题尚待进一步改进。

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