钢铁行业烧结厂除灰气力输送技术

　　气力输送系统在国内的水泥及电力行业中已有广泛的应用,但在钢铁行业中应用较少。随着工业科学技术的发展、设备装备水平和自动化水平的不断提高,在烧结厂利用气力输送技术输送烧结除尘灰已成为可能。与一般的机械输送相比,气力输送有其显著的优越性:设备简单、布置灵活、易于收尘等。而烧结厂的除尘灰,主要来自四个地方:配料除尘,机头除尘,机尾除尘和成品除尘,它们主要是通过除尘设备净化而得。如何利用气力输送技术来输送烧结除尘灰,减少由于机械输送带来的二次扬尘,减少设备维护费用,提高运输过程中的安全性、可靠性、缩短输送距离,减少占地等,已成为烧结厂新技术应用的热点。下面本文就气力输送烧结除尘灰的可行性做一探讨。

　　气力输送是利用管道中高速流动的气体与物料混合后进行输送的过程。气力输送装置是在管道内利用气体将粉粒状物料从一处输送到另一处的输送设备,这种输送方式为干的粉、粒状物料提供了高度灵活的输送手段。气力输送是目前国际上普遍采用的干式输送方式,它具有密封性好、输送效率高、输送距离较远、安全可靠、环保、输送路径不受限制、占地面积少、安装简易、自动化程度高等优点,不仅节约大量的设备维修费用,同时可以降低除尘系统操作人员的劳动强度。流程到目前为止,烧结厂大多用机械输送方式进行烧结除尘灰的处理。

　　机械输送设备中刮板输送机是烧结厂最常用的粉尘输送设备,它由机头部件、中间槽体、机尾部件、刮板输送链、驱动装置等组成。气力输送与机械输送相比,气力输送和机械输送的投资费用相当,空气耗量较大,但其具有较大的技术优势:不会造成二次扬尘,设备简单,结构紧凑,维护费用低,工艺布置灵活,占用面积较小,选择输送路线容易。从社会、环保等综合效益来看,气力输送方式更有发展前景。

　　烧结除尘灰的特性：钢铁行业粉尘排放量约占我国工业粉尘排放总量的25%,烧结工艺烟尘排放量约占钢铁生产过程烟尘总排放的40%,其烟尘净化设备以电除尘器为主。由于生产工艺条件的限制,大型烧结机烟尘比电阻高、阵发性负荷高、烟气成分复杂,造成部分电除尘器排放不达标,尤其是烧结机机头的粉尘比电阻更高、颗粒细、粘度大。因此,除尘灰气力输送方式选型尤为重要。

　　根据烧结厂产灰点的特点,用气力输送存在的主要难点是机头除尘灰输送,因在烧结状况异常时,其含水量能达到10%左右,而气力输送的粉尘一般含水量在5%以内,才能正常运行;另一方面烧结机尾粉尘的强度大,磨损能力强,如何在气力输送过程中解决机械磨损也成为气力输送在烧结厂应用的难点。同时烧结厂的产尘量约为烧结矿的3%～5%。除尘灰粉尘的TFe含量高,具有回收利用价值,但除尘器卸尘点较多,卸灰量较大,并且除尘灰的容重大,散度高,气力输送也存在一定难度。

　　理论与实践证明粉体的气力输送具有机械输送所不具备的优越性,如设备简单、布置灵活、安全可靠、易于收尘等等;但同时,在气力输送方式的选择上,还须进一步的探讨。如稀相悬浮式气力输送技术,它所需功率较大,是斗式提升机的2～4倍,是带式输送机的15～40倍;管内料速快,一般约在20～30m/s,造成管道磨损十分严重,气固分离量大等。因此就气力输送技术应用于烧结除尘灰,在方式的选择上要考虑到烧结粉尘的特点,要选择一种能耗低、固气比大、气固分离量小、性能优越的输送技术。为了减少对气力输送设备磨损情况,降低输送速度,提高固气比,且根据烧结厂产生的除尘灰特性,与稀相悬浮式气力输送技术相比,选择密相输送方式最好。

　　密相气力输送技术主要是指栓流气力输送,这种输送方式不仅具有稀相气力输送的优点,而且能够输送粘性物料,气体和功率消耗大为降低,颗粒损伤和管道磨损减轻,并为实现长距离输送创造了条件。其特点为:依靠料栓两端的静压差向前移动,具有低速、密相及低动力指数的特点,而且由于材料的磨损与流速的二次方或三次方成正比,因此气流速度的减小大大延缓了材料的磨损。随着固气比的提高,气力输送的动力指数显著下降,是一种更理想的输送方式。

　　以上分析可知,把密相气力输送系统应用于烧结除尘灰,从经济性和技术性上考虑都是可行的。从气力输送系统自身特点分析可知,气力输送存在有以下几个难点为:1)与其他输送设备相比,能耗较高;2)对物料的块度、粘性与湿度有一定的限制;3)设备易磨损,易损件更换频繁,造成维护费用较高。但随着气力输送技术的发展,特别是密相气力输送技术的逐步成熟,气力输送方式能耗高,维护费用高的问题正逐步成为历史,因此,从气力输送的自身特点分析,烧结除尘灰采用密相气力输送是可行的。

　　从烧结除尘灰的特性角度进行分析可知,由于水分在烧结生产过程中起到制粒、导热、润滑和助燃的作用,需要在圆筒混合造粒过程中添加一定的水分(约6%～7%),这决定了机头粉尘含有水分,特别在烧结情况出现异常时,含水量有时能够达到10%左右,造成结垢和堵管;另外机尾除尘的灰粉较粗约为40μm,对管道磨损严重,特别是管路弯头部位,耐磨方式有待进一步改善。因此在气力输送烧结除尘灰的设计、施工和调试阶段,就应从烧结工艺特性进行分析,考虑对机头机尾的除尘灰输送分别进行优化设计,精细施工,精益调试。如某厂烧结机机头除尘系统,就考虑到烧结除尘灰的特性,采用了机械输送和密相气力输送相结合的方式输送除尘灰,很好的解决了灰粉含水以及颗粒粗、磨损大等问题。

　　以上讨论分析可知,采用气力输送烧结除尘灰是可行的。虽然这种输送方式存在堵管、输送管道及部件磨损严重以及粉尘含水、板结等一系列问题,但只要在设计、施工和调试过程中解决这些问题,就非常可行。从社会、环保和技术进步角度看,气力输送方式与机械输送方式相比更有发展前景,已成为烧结厂技术应用的热点。且据有关报道,武钢一烧厂和三明钢铁厂都已经应用了这种气力输送方式,其烧结机正式投产以来,一直运行平稳,达到了设计要求。目前济钢新建400m²烧结机已采用密相气力输送方式输送烧结除尘灰,预计能够达到很好的使用效果。

　　气力输送与机械输送相比,气力输送和机械输送的投资费用相当,空气耗量较大,但其具有较大的技术优势:不会造成二次扬尘,设备简单,结构紧凑,维护费用低,工艺布置灵活,占用面积较小,选择输送线路容易。通过分析,密相气力输送系统应用于烧结除尘灰的输送,无论从经济性和技术性上考虑都是可行的。由烧结除尘灰气力输送的可行性分析可知,气力输送方式虽然存在堵管、输送管道及部件磨损严重以及粉尘含水、板结等一系列的问题,但只要在设计、施工和调试过程中不断优化输送系统设备参数,解决这些问题是可行的,并可以收到较好的效果。利用气力输送系统输送烧结除尘灰,减少由于机械输送带来的二次扬尘,减少设备维护费用等,成为烧结厂除尘灰输送新技术应用的热点。从社会、环保等综合效益来看,利用气力输送烧结除尘灰的发展前景广阔。