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[摘 要]本文以大唐国际一期氧化铝工程设计为基础，通过分析粉煤灰提取氧化铝熟料中碎工序中的工艺流程及其生产过程中粉尘特性，提出了两种熟料中碎工序的粉尘治理方案，并通过两种方案的比较，阐明了两种方案各自的优点与不足。
[关键词]粉煤灰 布袋除尘器 静电除尘器 滤料
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0395-02
1、概况
大唐一期氧化铝工程是国内首个以粉煤灰为原料提取氧化铝的工程。粉煤灰是火力发电和诸多行业热能供应过程排放的主要固体废物。通常每消耗4kg 煤大约产生1kg 粉煤灰，其存在的数量极为庞大。粉煤灰的粉体特性和成分决定其存在环境风险或潜在危害。然而粉煤灰中却含有很多有用的物质可以回收利用，其中氧化铝Al2O3的含量一般可达到15%一55%，可代替铝土矿成为一种很好的氧化铝Al2O3资源。从粉煤灰中提取氧化铝，不但可以缓解我国铝土资源紧张的趋势，而且可以减少粉煤灰对环境造成的污染。是一项有利于社会的创新之举。
由于粉煤灰的粉体特性，致使其烧结过程中操作人员很难掌握炉内情况，且其熟料烧成温度范围窄，因控制不当致使大量的粉尘流入后道工序——熟料中碎工序的现象时有发生，致使熟料中碎工序的粉尘浓度较高，粉尘的比重轻、易飞扬，且其粉尘具有极强的吸湿性， 吸湿后易粘结，碱腐蚀性强， 属高温、高浓度、高湿、微细、强腐蚀性粉尘。以上这些特点，给熟料中碎的除尘工作带来的很大的难度。
2、工艺流程
氧化铝生产中的熟料中碎工序工艺流程长，物料转运点多。由此造成该工序的产尘点多，产尘量大的现象。其工艺流程为经冷却机冷却后的物料通过槽式链斗输送机送至振动筛进行筛分，筛上不符合工艺要求的大粒径物料经槽式链斗输送机送至圆锥破碎机破碎，破碎后的物料经槽式链斗输送机返回振动筛重新筛分。筛下达到工艺要求的物料由槽式链斗输送机输送至熟料仓上经链式输送机分送到各个熟料仓内。其基本工艺流程示意图如图1：
由图1可见，熟料中碎工序中既包含了振动筛、破碎机等产生大量粉尘的工艺设备，又包含了槽式链斗输送机这样难以密封的设备。在大唐国际再生资源项目中，设置了两条相同的生产线。因此本工序内产尘点之多，粉尘散发量之大，使得车间的除尘问题成为一个突出的问题。如何设置除尘系统，使用什么样的除尘设备以及怎样实现各管线之间的阻力平衡都是不容忽视的问题。
3、除尘方案
基于以上的工艺流程及粉尘特性，结合以往的工作经验，适合本工序除尘系统的除尘设备为静电除尘器或布袋除尘器，两种除尘设备所对应的除尘方案各有不同，静电除尘器适用于大风量的除尘系统，而布袋除尘器则更适用于相对较小风量的除尘系统。
根据工艺设备规格，物料转运点落料高差及物料的粉尘性质等，确定熟料中碎车间各除尘点风量如表1：
3.1 袋式除尘器除尘方案
针对熟料中碎工序的工艺流程及各粉尘散发点除尘风量的情况，在选用布袋除尘器时，本工序共设置五套除尘系统，即两套筛分除尘系统，两套中碎除尘系统和一套熟料仓上除尘系统。
筛分除尘系统的收尘点包括：来自烧结窑的槽式链斗输送机头部、破碎机返回料的槽式链斗输送机头部、振动筛前仓上部、振动筛、运输振动筛上料的槽式链斗输送机受料点以及运输振动筛下料的槽式链斗输送机受料点。
破碎除尘系统的收尘点包括：运输振动筛上料的槽式链斗输送机头部、圆锥破碎机前仓上部、圆锥破碎机及破碎机下部槽式链斗输送机受料点
熟料仓上除尘系统的收尘点包括：来自于筛分系统的两个槽式链斗输送机头部、仓上的两个牵引链式输送机受料点及两个熟料仓顶部。
考虑到该工序粉尘的性质，除尘设备选用气箱式袋除尘器，该设备综合分室反吹脉冲喷吹清灰各类袋式除尘器的优点，克服了分室反吹清灰强度较差，脉冲喷吹清灰需和过滤同时进行的缺点，扩大了应用范围，具有分室整体清灰特点，采用大规格脉冲阀清灰形式，具有清灰能力强、效果好，使用寿命长。适用于高浓度粉尘的治理。设备选用时，各系统的过滤风速均不大于1米/秒，保证除尘设备达到足够的过滤面积，使过滤后排入大气中气体，达到国家规定的排放标准。
做为除尘系统的动力设备，离心风机的选型对除尘系统的正常运行与否起着决定性的作用，风机的选型方法如下：
⑴ 风量（Qf）
Qf=k1k2Q （m3/h）
Q—系统设计总风量，m3/h
k1—管网漏风附加系数，可按10%～15%取值
k2—设备漏风附加系数，可按有关设备样本选取，或取5%～10%
⑵ 全压 （pf）
pf=（pα1+ ps）α2 （Pa）
p—管网的总压力损失，Pa
ps—设备的压力损失，Pa，可按有关设备样本选取
α1—管网的压力损失附加系数，可按15%～20%取值
α2—通风机全压负差系数，一般可取α2=1.05 （国内风机行业标准）
按照以上原则可对各除尘系统设备进行选型。
各除尘系统风量及设备选型如表2：
此种方案的优点在于，每个系统管线长度相对较短，收尘点较少，其沿程阻力损失与局部阻力损失较小，有利于系统阻力平衡的调节。除尘设备体积较静电除尘器小，设备布置相对灵活，回收的粉尘可就近回到工艺系统中去，在减少了物料损失的同时节约了人力物力。除尘器的滤料采用丙纶防油拒水针刺毡，除尘效率高，并有效的解决了粉尘潮解后在布袋上的粘结问题。其缺点在于，由于系统设置较多，且设置分散，系统运行后的维护工作量较大。
3.2 静电除尘方案
采用静电除尘设备时，熟料中碎工段宜设置两套除尘系统，即对应于工艺专业的每条生产线各设置一套除尘系统。每个除尘系统的除尘点包括一个筛分除尘系统、一个破碎除尘系统及一套熟料仓上除尘系统的所有除尘点。
电除尘器在选择时应严格控制电场风速，以保证实现高的除尘效率。根据熟料烧成工序粉尘的特性，将静电除尘器电场的风速控制在0.6m/s以下。并依据这一原则进行设备选型。
各系统风量及设备选型如表3：
此方案的优点在于，系统相对集中，除尘设备维护量较少，除尘设备阻力损失小。除尘器选用GP系列产品，其特点是设有刷式清灰系统，成功的解决了粉尘因潮解在集尘板上的结疤问题。其缺点在于，系统庞大，设备占地面积大，要求在总图位置允许的情况下方可实现，初期投资高，物料无法直接返回工艺系统，需辅以物料输送设备。
以上两种方案在选用时应根据厂区总图及厂房的布置情况，综合其利弊，因地制宜选取适合具体情况的除尘工艺方案。
4、熟料中碎除尘系统中应注意的问题
无论选择哪一种除尘方案，在除尘系统的设置时都应注意以下问题：
4.1、粉尘散发点的密封问题都是至关重要的
只有对粉尘散发点及产尘设备实现有效的密封措施，才能充分发挥除尘系统的作用，切实实现节能减排的要求，营造一个洁净的工作环境。
4.2、做好设备及管道的保温
尤其是在寒冷地区，除做好保温外必要时还应对除尘设备及除尘管道进行伴热。防止管道及设备内潮湿的粉尘结疤乃至冻结。
4.3、在除尘管道上设置风量调节阀
在除尘系统平衡计算的基础上，系统的调试是至关重要的，是对设计最好的补充和完善。在调试过程中，通过风量调节阀的调节，达到系统稳定运行的目的。
参考文献
[1] 《除尘工程设计手册》化学工业出版社.
[2] 《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社.
[3] 《采暖通风与空气调节设计规范》中国计划出版社.
[关键词]粉煤灰 布袋除尘器 静电除尘器 滤料
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0395-02
1、概况
大唐一期氧化铝工程是国内首个以粉煤灰为原料提取氧化铝的工程。粉煤灰是火力发电和诸多行业热能供应过程排放的主要固体废物。通常每消耗4kg 煤大约产生1kg 粉煤灰，其存在的数量极为庞大。粉煤灰的粉体特性和成分决定其存在环境风险或潜在危害。然而粉煤灰中却含有很多有用的物质可以回收利用，其中氧化铝Al2O3的含量一般可达到15%一55%，可代替铝土矿成为一种很好的氧化铝Al2O3资源。从粉煤灰中提取氧化铝，不但可以缓解我国铝土资源紧张的趋势，而且可以减少粉煤灰对环境造成的污染。是一项有利于社会的创新之举。
由于粉煤灰的粉体特性，致使其烧结过程中操作人员很难掌握炉内情况，且其熟料烧成温度范围窄，因控制不当致使大量的粉尘流入后道工序——熟料中碎工序的现象时有发生，致使熟料中碎工序的粉尘浓度较高，粉尘的比重轻、易飞扬，且其粉尘具有极强的吸湿性， 吸湿后易粘结，碱腐蚀性强， 属高温、高浓度、高湿、微细、强腐蚀性粉尘。以上这些特点，给熟料中碎的除尘工作带来的很大的难度。
2、工艺流程
氧化铝生产中的熟料中碎工序工艺流程长，物料转运点多。由此造成该工序的产尘点多，产尘量大的现象。其工艺流程为经冷却机冷却后的物料通过槽式链斗输送机送至振动筛进行筛分，筛上不符合工艺要求的大粒径物料经槽式链斗输送机送至圆锥破碎机破碎，破碎后的物料经槽式链斗输送机返回振动筛重新筛分。筛下达到工艺要求的物料由槽式链斗输送机输送至熟料仓上经链式输送机分送到各个熟料仓内。其基本工艺流程示意图如图1：
由图1可见，熟料中碎工序中既包含了振动筛、破碎机等产生大量粉尘的工艺设备，又包含了槽式链斗输送机这样难以密封的设备。在大唐国际再生资源项目中，设置了两条相同的生产线。因此本工序内产尘点之多，粉尘散发量之大，使得车间的除尘问题成为一个突出的问题。如何设置除尘系统，使用什么样的除尘设备以及怎样实现各管线之间的阻力平衡都是不容忽视的问题。
3、除尘方案
基于以上的工艺流程及粉尘特性，结合以往的工作经验，适合本工序除尘系统的除尘设备为静电除尘器或布袋除尘器，两种除尘设备所对应的除尘方案各有不同，静电除尘器适用于大风量的除尘系统，而布袋除尘器则更适用于相对较小风量的除尘系统。
根据工艺设备规格，物料转运点落料高差及物料的粉尘性质等，确定熟料中碎车间各除尘点风量如表1：
3.1 袋式除尘器除尘方案
针对熟料中碎工序的工艺流程及各粉尘散发点除尘风量的情况，在选用布袋除尘器时，本工序共设置五套除尘系统，即两套筛分除尘系统，两套中碎除尘系统和一套熟料仓上除尘系统。
筛分除尘系统的收尘点包括：来自烧结窑的槽式链斗输送机头部、破碎机返回料的槽式链斗输送机头部、振动筛前仓上部、振动筛、运输振动筛上料的槽式链斗输送机受料点以及运输振动筛下料的槽式链斗输送机受料点。
破碎除尘系统的收尘点包括：运输振动筛上料的槽式链斗输送机头部、圆锥破碎机前仓上部、圆锥破碎机及破碎机下部槽式链斗输送机受料点
熟料仓上除尘系统的收尘点包括：来自于筛分系统的两个槽式链斗输送机头部、仓上的两个牵引链式输送机受料点及两个熟料仓顶部。
考虑到该工序粉尘的性质，除尘设备选用气箱式袋除尘器，该设备综合分室反吹脉冲喷吹清灰各类袋式除尘器的优点，克服了分室反吹清灰强度较差，脉冲喷吹清灰需和过滤同时进行的缺点，扩大了应用范围，具有分室整体清灰特点，采用大规格脉冲阀清灰形式，具有清灰能力强、效果好，使用寿命长。适用于高浓度粉尘的治理。设备选用时，各系统的过滤风速均不大于1米/秒，保证除尘设备达到足够的过滤面积，使过滤后排入大气中气体，达到国家规定的排放标准。
做为除尘系统的动力设备，离心风机的选型对除尘系统的正常运行与否起着决定性的作用，风机的选型方法如下：
⑴ 风量（Qf）
Qf=k1k2Q （m3/h）
Q—系统设计总风量，m3/h
k1—管网漏风附加系数，可按10%～15%取值
k2—设备漏风附加系数，可按有关设备样本选取，或取5%～10%
⑵ 全压 （pf）
pf=（pα1+ ps）α2 （Pa）
p—管网的总压力损失，Pa
ps—设备的压力损失，Pa，可按有关设备样本选取
α1—管网的压力损失附加系数，可按15%～20%取值
α2—通风机全压负差系数，一般可取α2=1.05 （国内风机行业标准）
按照以上原则可对各除尘系统设备进行选型。
各除尘系统风量及设备选型如表2：
此种方案的优点在于，每个系统管线长度相对较短，收尘点较少，其沿程阻力损失与局部阻力损失较小，有利于系统阻力平衡的调节。除尘设备体积较静电除尘器小，设备布置相对灵活，回收的粉尘可就近回到工艺系统中去，在减少了物料损失的同时节约了人力物力。除尘器的滤料采用丙纶防油拒水针刺毡，除尘效率高，并有效的解决了粉尘潮解后在布袋上的粘结问题。其缺点在于，由于系统设置较多，且设置分散，系统运行后的维护工作量较大。
3.2 静电除尘方案
采用静电除尘设备时，熟料中碎工段宜设置两套除尘系统，即对应于工艺专业的每条生产线各设置一套除尘系统。每个除尘系统的除尘点包括一个筛分除尘系统、一个破碎除尘系统及一套熟料仓上除尘系统的所有除尘点。
电除尘器在选择时应严格控制电场风速，以保证实现高的除尘效率。根据熟料烧成工序粉尘的特性，将静电除尘器电场的风速控制在0.6m/s以下。并依据这一原则进行设备选型。
各系统风量及设备选型如表3：
此方案的优点在于，系统相对集中，除尘设备维护量较少，除尘设备阻力损失小。除尘器选用GP系列产品，其特点是设有刷式清灰系统，成功的解决了粉尘因潮解在集尘板上的结疤问题。其缺点在于，系统庞大，设备占地面积大，要求在总图位置允许的情况下方可实现，初期投资高，物料无法直接返回工艺系统，需辅以物料输送设备。
以上两种方案在选用时应根据厂区总图及厂房的布置情况，综合其利弊，因地制宜选取适合具体情况的除尘工艺方案。
4、熟料中碎除尘系统中应注意的问题
无论选择哪一种除尘方案，在除尘系统的设置时都应注意以下问题：
4.1、粉尘散发点的密封问题都是至关重要的
只有对粉尘散发点及产尘设备实现有效的密封措施，才能充分发挥除尘系统的作用，切实实现节能减排的要求，营造一个洁净的工作环境。
4.2、做好设备及管道的保温
尤其是在寒冷地区，除做好保温外必要时还应对除尘设备及除尘管道进行伴热。防止管道及设备内潮湿的粉尘结疤乃至冻结。
4.3、在除尘管道上设置风量调节阀
在除尘系统平衡计算的基础上，系统的调试是至关重要的，是对设计最好的补充和完善。在调试过程中，通过风量调节阀的调节，达到系统稳定运行的目的。
参考文献
[1] 《除尘工程设计手册》化学工业出版社.
[2] 《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社.
[3] 《采暖通风与空气调节设计规范》中国计划出版社.