14.新坪石墨厂石墨粉尘的治理研究_江锦云

第27卷　第4期2005年8月三峡大学学报(自然科学版)

J of China Three G orges Univ.(Natural Sciences )Vol 127No.4Aug 12005

收稿日期:2005203218

作者简介:江锦云(1970-),男,工程师,硕士研究生.

新坪石墨厂石墨粉尘的治理研究

江锦云　张万顺

(武汉大学资源与环境科学学院,武汉　430072)

摘要:综述了石墨行业粉尘污染的特点及石墨粉尘治理的几种工艺,考虑清洁生产和资源循环利

用的要求,研究并设计了新坪石墨厂石墨粉尘的治理工艺流程方案,该方案在新坪石墨厂实际生产中取得了理想的效果.

关键词:石墨;　布袋除尘器;　尘降室;　技术中图分类号:X781 文献标识码:A 文章编号:16722948X (2005)0320376203

R esearch on F athering G raphite Dust at Xinping G raphite F actory

Jiang Jinyun Zhang Wanshun

(School of Resource &Environment Science ,Wuhan U niv 1,Wuhan 430079,China )

Abstract The characteristics of grap hite dust pollution and some fat hering dust technology for t he grap hite industry are summarized.Considering requisition of cleansing p roduction and resources circulating use ,a technological flow scheme for fat hering grap hite dust at Xinping Grap hite Factory is researched and designed ;and perfect removing dust effect is obtained during t he p roducing course.

K eyw ords grap hite ;　t he bag p recipitators ;　t he falling dust room ;　technology

石墨具有比重轻,耐高温、抗腐蚀、抗热震、低的热膨胀系数,能承受激烈的化学反应和无毒性等特点,特有的片状结构使其具备良好的导电、导热、润滑等物理、化学性能,已成为高新技术不可缺少的基础材料.石墨被广泛用作冶金工业的高级耐火材料,陶瓷,彩色显象管、显示管、线路板用各种导电涂料,密封材料,电磁屏蔽材料以及油基和固体润滑材料等[1].

当前世界石墨技术发展的方向是深度加工和石墨制品,即由大块石墨向微米级石墨粒子、亚微米级石墨粒子、纳米级石墨粒子方向发展.其中高纯亚微米石墨粒子广泛地应用于如下领域[1,2]:电子信息业的导电涂料、高性能复合屏蔽材料、由液晶显示构成的装置、传感器及色分解器上采用的感光性黑色涂膜、高级照明器具的超细钨钼丝制造、高级润滑油制造业、高性能环保蓄电电池制造业以及感光胶片、军事、航空等众多领域[3].进入21世纪以来,全球经济

持续发展,而我国经济更是进入了高速发展阶段,日趋复杂且不断加重的环境污染问题越来越成为经济持续发展的瓶颈[4].石墨生产行业的粉尘发生量及其对空气环境的污染不容忽视,尤其是微细石墨粉尘的污染,对人体健康会造成很大的危害.此外,从资源综合利用角度来看,微粉石墨粉尘往往是很珍贵的原材料,应加以回收利用.

结合理论与实际,重点研究并设计了新坪石墨厂石墨粉尘的治理工艺流程,取得了理想的生产运行效果.

1　石墨生产行业粉尘污染的特点

(1)石墨粉尘排放量大.我国石墨生产行业中的

不少企业始建于20世纪80年代,由于设备陈旧,工艺落后以及受工艺条件限制等原因,现有除尘系统运行效果并不令人满意,很多企业厂区内粉尘污染比较

严重,粉尘的排放量较大,对周围大气污染很严重.

(2)石墨粉尘污染的类型简单.石墨生产行业产品种类单一,工艺简单,从采矿到选矿,主要是石墨粉尘以及选矿过程中产生的废水污染.

(3)粉尘粒径分布窄.石墨粉尘粒径主要分布在0.1～1μm范围之内.

(4)劳动强度大,车间环境条件差.石墨生产行业大部分企业沿用传统工艺,工人劳动强度较大,机械化作业率低,石墨粉尘在车间的飘扬,严重污染空气质量.

2　石墨粉尘治理的工艺

粉尘的治理应根据粉尘的性质,含尘气体等参数,合理的选用除尘设备,并考虑设备的净化效率,运行阻力,一次性投资等因素.石墨生产行业目前大都采用高效节能除尘器,其中以袋式除尘器尤为广泛,

,只用作多级除尘系统的预除尘.

(1)袋式除尘原理.袋式除尘是通过筛分、惯性碰撞、拦截、扩散及重力作用等机理分离粉尘.袋式除尘具有投资少,维修方便,除尘效率高的特点,但是对含水分较大的粉尘不实用.袋式除尘主要依靠滤袋对含尘微粒进行过滤,使粉尘阻留在布袋上,以达到除尘的目的.其过滤过程主要分成两个阶段:第一阶段是形成粉尘初层,第二阶段才是过滤过程.其捕集效率高的原因主要是靠滤料上形成粉尘初层的作用,清灰时应保持粉尘初层,过滤清灰会引起效率明显下降且损伤滤袋.因此,影响袋式除尘器捕集效率的主要因素有:粉尘特性、滤料特性、粉尘层厚度和过滤速度等运行参数.国内外近年的除尘器新品种较多,其中主要有扁袋旁插脉冲清灰除尘器、筒型折叠式脉冲清灰除尘器、静电袋式除尘器等[5,6].在滤料方面,微孔薄膜复合滤料研制成功是一个突破性进展.微孔薄膜复合滤料最早是由美国GORE公司研制成功并广泛用于袋式除尘技术,是过滤技术的一个重大突破.这种复合滤料是在常规滤料表面覆以聚四氟乙烯微孔薄膜,该薄膜具有聚四氟乙烯所固有的良好性能———极佳的化学稳定性、表面极其光滑、极低的摩擦系数、耐高低温、不易老化和耐用、疏水性,经膨化处理后同时具有微孔性,透气性.其孔径一般在0.2～5μm,孔隙率80%左右.微孔薄膜复合滤料具有多种优越性.首先其过滤效率高,比普通滤料高出一个数量级;运行阻力明显降低,约为普通滤料的2/3,节能效果显著;清灰性能好,使用寿命长;使用范围广,能在高湿高浓度的含尘气流条件下有效地运行.近年来,我国在重点建设和改造项目都采用新型袋式除尘器[4].

(2)湿式除尘原理.主要是在抽风管道的出口加装喷雾装置,使得含有石墨粉尘的空气与水雾充分混合,增加石墨粉尘的比重,促使石墨粉尘快速沉降.然后集中收集含水石墨再进行干燥收集.

(3)集中沉降室除尘原理.这主要是针对烘干机溢出的含有高温水蒸气的石墨混合气体的除尘.高温高湿石墨混合气体被导流到比较大的封闭空间里,利用水蒸气和石墨粉尘的比重的不同,使得石墨粉和水蒸气达到充分的分离,石墨粉沉降至沉降室底部,水蒸汽则从沉降室的顶部导气孔排出.

高温高湿石墨混合气体中的石墨粉尘的收集目前通常采取两种方法:湿式除尘和集中沉降室除尘.两种方法各有优点和缺点.集中沉降室需要的空间和场地比较大,回收后的石墨二次干燥较容易,而湿式除尘需要大量的水源,需要的空间和场地比较小,回收后的石墨二次干燥比较困难.

综合上述石墨粉尘治理的工艺原理,结合新坪石墨厂的实际情况,经过反复研究与实践,对新坪石墨厂石墨粉尘进行了综合治理.

3　新坪石墨厂石墨粉尘综合治理

新坪石墨厂是中国矿业总公司在宜昌90年代初建立的为冶金行业提供炉料的辅助厂矿.由于石墨粉的比重轻,与水的亲和性不好,不易被水吸附,而且石墨粉极易导电,在整个生产区域内到处飘扬着石墨粉尘,影响电器设备的运行带来严重危害,同时对工人的身心健康也造成极大的影响,严重地污染了周边环境.为了净化周边环境,改善工人的生产条件,同时也为电器设备的安全运行提供保障,必须对石墨粉尘污染加以严格控制,加大除尘的力度.因此,改善除尘系统是新坪石墨厂生产的关键环节.

(1)新坪石墨厂石墨加工工艺流程:湿石墨通过皮带输送机送到管束烘干机,湿石墨在烘干机中通过管壁与高温水蒸气进行热交换干燥,干燥后的石墨粉通过抽风机抽到料仓,料仓中的石墨再通过给料机送到高方筛筛分分级,分级后的石墨通过打包机打包运送到成品库堆放.

新坪石墨厂粉尘污染的产尘点主要集中在4处:①烘干机溢出的混合蒸汽含有大量的石墨粉尘;②抽料系统的出风口抽出的石墨粉尘;③筛分楼由于高方筛的密封性能变差,而外扬的石墨粉尘;④包装过程中的二次扬尘.

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