鉬金屬加工系統煙氣治理設施改造
1 概 述
金堆城鉬業公司長安鉬精細制品廠于1997年建成投產,其生產工藝為:以鉬棒(Φ52 mm×550~600 mm)為加工原料,在進行開坯及精軋過程中,需加熱至1 000℃以上,而在400℃時,裸露在空氣中的鉬金屬即發生氧化反應,在遠遠高于此氧化溫度之上的鉬金屬,會劇烈氧化,產生大量顆粒細小的氧化鉬粉塵,彌漫于空氣中,加之原設計的收塵、通風設施不完善,使車間生產環境狀況惡化。針對該廠工業衛生方面存在的問題,決定對鉬金屬棒軋制過程中產生的煙氣進行治理,使其符合工業衛生要求,實現文明生產的目的。
2 鉬金屬加工煙氣污染特征及性質
2.1 煙塵來源與擴散機理
該生產車間的煙塵主要來源于250軋機和370軋機,軋制時,出機鉬桿溫度仍較高,在空氣中發生氧化反應,產生氧化鉬粉塵。高溫狀態的鉬桿,裸露在空氣中,與環境溫度形成極懸殊的差別,輻射熱及傳導熱使鉬桿周圍的空氣迅速加熱,根據氣體流動特性,熱氣流上升,周圍冷空氣下降補充,形自然流動,粉塵則隨著自然流動上升。鉬的應是一種放熱反應,開始時,溫度高,氧化速度氣流上升極快,使粉塵迅速上升,隨著溫度下化反應速度減慢,直至鉬桿表面形成黑色氧化即無粉塵產生,但熱傳導及熱輻射仍在繼續,繼續向更大范圍擴散。在連續的生產作業過粉塵不斷產生,隨著熱氣流上升,充滿、彌漫機機組上空,造成塵化作用。煙氣中細小的身沒有獨立運動的能力,熱交換給予粉塵的能足以使粉塵擴散飛揚,只造成局部地點的空氣這種現象稱為一次塵化作用。而造成粉塵進散且污染整個車間空氣的主要原因是借助二氣流作用,粉塵依附于氣流而運動,帶動局部含塵氣體在整個車間內流動,使粉塵散發到間,隨著二次強制氣流速度加強,擴散作用越為此,治理該車間煙塵污染的有效方案是:采密閉集氣裝置,將一次塵化和二次塵化氣流隔粉塵在一次塵化中收集,可避免二次塵化造的空氣污染。
2.2 煙塵的物化性質
氧化鉬煙塵是一種淡綠色氣體,是粒度小性大的微細粉塵,其真密度為2.618 g/cm3。塵的粒度分布見表1。
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3 鉬金屬軋制煙氣治理
3.1 工藝流程
根據現場條件及粉塵散發機理,采用的工藝流程如下:
煙塵→集氣罩→風管→除塵器→風機→高空排放
3.2 工藝流程簡述
3.2.1 250軋機煙氣治理工藝流程簡述煙塵治理過程中,煙氣捕集方式是影響治理效果的重要因素。煙氣捕集方式遵循的原則是:既能最大限度地捕集煙塵,又符合生產工藝要求,有利于崗位人員操作,保證捕集率,運行費用低。根據生產工藝特點及煙塵性質,在250軋機煙塵治理中,進行了充分考慮。250軋機冷床長40 m,軋機出口至冷床6 m,總長46 m。250軋機現分別軋制兩種長度不同的鉬桿,一種鉬桿長12 m,另一種軋制鉬桿長40 m,且軋機出口至冷床前端需人工夾送,為此,吸塵罩選擇傘形罩,罩口尺寸定為1 200 mm×700 mm×400 mm,除塵系統吸風管分6個分支,每一分支安有閘閥。第一分支,采用人工夾送鉬桿至冷床,設計吸塵罩口至地面1.8 m,6個小罩,總長7.2 m,根據上吸式計算公式:L=1.4PHVx×3600,控制風速取1.2 m/s,計算風量為2.2萬m3/h,后5個分支罩口至地面1.33 m,至冷床面0.26m,罩子兩邊加活動檔板,檔板高0.2 m。因鉬棒軋制過程中,剛出爐時,溫度高,氧化快,隨著鉬棒在冷床上的推移,煙氣逐漸減弱,因此,在軋制12 m料時,開P1、P2、P3分支閥門,其余分支閥門關閉,開2臺風機;軋制40 m料時,6個分支閥門全開,3臺風機全開。3臺風機同型號,風機互為備用,總風量為6萬m3/h,收集煙氣,經風管進除塵器收塵后排放。煙氣治理流程見圖1。
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3.2.2 370軋機工藝流程簡述
原設計僅對370軋機的煙氣處理設有除塵設備,但對軋機系統煙氣的捕集及煙氣輸送入除塵器沒有形成運行條件,致使370軋機生產過程中產生的煙氣不具備凈化處理條件。在本次改造過將加熱爐冷床及軋機產生的3部分煙氣設置收集,采用不銹鋼管道送入原設計的除塵器化后排放。已對原設計除塵器進行全面檢修形成了完整的除塵系統。
3.3 250軋機煙塵治理除塵器的選擇
針對氧化鉬煙氣具有粘附性強、塵粒細、等特點以及其它因素影響,綜合論證后選用納森公司生產的DFT-4-48型濾筒式除塵采用合成聚脂纖維基材的濾筒,濾筒通過壓自動清灰,并受固態控制定時器控制,耐93℃,而且對堵塞嚴重的濾筒可用清水多(水洗后可馬上安裝而不用風干,不影響除塵配備的風機型號為:4-72N08C。
4 鉬金屬軋制系統煙塵治理效果
鉬金屬軋制系統煙塵治理工程投入應用行穩定可靠,除塵效果良好。經陜西省環境心站監測,車間內煙塵濃度小于6 mg/m3。符業企業設計衛生標準》(TJ36-79),外排煙均煙塵濃度為17.1 mg/Nm3,煙塵排放0.721 kg/h,符合《大氣污染物綜合排放(GB16297-1996)的二級標準,通過了陜西局驗收。與此同時,經除塵器收集的含鉬粉業帶來了一定的經濟效益。實踐證明,該項
案,技術路線正確,設計合理,不僅可滿足工藝而且改善了作業環境,外排煙氣符合標準部染,達到了增效、減污的目的。
5 體會與建議
(1)鉬金屬軋制煙塵其性質較為獨特,冷散發機理復雜,作業性質決定了高溫金屬遇氧化反應劇烈,煙塵瞬時產生量大,煙塵捕集定除塵效果的好壞。
(2)設備、管材選擇在節約投資的前提下滿足有價金屬(含鉬粉塵)最理想的回收效果禁止雜物混入,而使回收后的含鉬粉塵失去再利用價值。
(3)車間內盡可能密閉,避免橫向風穿過而影響煙塵捕集效果。
(4)建議加強對鉬金屬軋制除塵器布袋的定期更換及濾筒清洗,同時要嚴格日常運行管理,確保除塵設施具備穩定、可靠的除塵效果。
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