铸造车间粉尘的防治及设施 第五讲 熔炼设备的除尘

1、铸造车间粉尘的防冶及设施第五讲熔炼设备的除尘武汉重型机床厂童复海铸造车间散发出的大量粉 尘、有害气体和恶臭味 等,主要 是来自熔炼设备。因此,对熔炼设备的除尘排气 在六十年代末就 引起了世界各国 的重视。一、冲天炉烟气的净化1、烟 尘的分散度及成份由图5一工可以看 到冲天炉烟尘的分散度具有其 独 特性。其 分散度重 量百 分比曲线都具有四个高峰 值。对这 些 高峰值范围的粉尘成份进行分析,结果如下:10 0一5 0叩粒径 的粉尘主要成份为回炉铁上所粘的砂子、锈片、焦炭末、石灰石粉末等;2 05叩粒径粉尘的主要成 份为焦炭粉末;25卜粒径 粉尘的 成份为大量的金属氧化物。此外夕还有极少 量 的有机物烟尘。表看到,当冲天炉正常熔化时,铁焦比为1 21 6 %,CO含量为1 41 9%。国外统计,每生产一吨铸铁件,C O的排 出 量为85kg。故对烟 气净 化前,都要使CO在燃烧室再燃烧。表5一l热风冲 天 炉八八八八八八八八八刁刁、/ / / / / / / / / / / / / / /筑筑 j j j j j j j j j j j j j j j j j 、 入入入入入入入 l, ,

2、l l l l ll l l l l l l l l l l l l l l l l l l! ! ! ! !l l l l l l l l l l l训训 州州!/ / / / / 二二二、入入不“、夕夕I I I I I又又、暇暇暇暇暇. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 艺艺艺艺艺, , , , , , ,幼u此吕4产像曰众他喇侧州窦2、5102仓5 0!0 02 0 0 5 0 01000垃径(的图5一1冲天炉烟尘 分散度 冷 风冲天炉 一热 风冲 天炉2、烟气成分烟气 中主要成分 取决于炉料中铁焦比和反应 程度,一般用燃烧比月表示:门=CO:%八CO:%+C O%) 1 0 0%冲天炉烟气稀释 之前成份见表5一1。由比,一eo。c。,。.N,杨,1co、eo,偏N,肠8。0一70n17n11 7门17日l、6 00Innl叹门7 只0I U。U5 7011011 4几7 式5147.01乙n1,纬17又几1 艺.UI石7.U.140!12_5173.513 了.U1 7.510.

3、572.U1 4.U38.0!1 7_510_572.0128.02 1.58.07 0.51。UI又久_01lq0IQ只7 151、40 1夕又017_070.0生尘兰止组二二止二二上 望。兰上二.竺竺竺3、烟气温度和烟气量(1 )烟气温度:冲天炉的烟气温度 是变动的,与铁焦比、鼓 风 量和熔化带以上 的装料 高度有关。且与熔化过 程中搭棚、空料和打炉有关,总之,与整个熔炼时 间有关。根据国内一些 工厂 测 定,冲天炉烟 气温度在 正常熔炼时为20 0左右,仅在开 始的极短 时 间内达50 0左右,在打炉时可 达 7 009 00。国外介绍打炉时烟气温度高达1 2 0 0。(2)烟气量:我国 冲天烟炉气量常用计算方法,是 根 据烟气 燃烧 时所进行的化学反应 来计算的。日本新东工业株式会社提出按图5一2来计算除尘所需风量。国 际铸造技术协会(C 工 A T F)推荐 采用下 列 公式计算烟 气发生量犷:犷=1.s 6 7K寿八CO:义C O) 1 05(5一1)式 中K一焦比,%;k一焦炭含炭量,%;S一熔化率,t/h;C O:、CO一炉气中C O:、CO含量。19 8 5年第嘿嘿嘿

4、嘿嘿1 1 1呵皿,/皿 i: : :隽方方纂纂麟麟一一一一一偏:2。_ _ _兮扮扮扮扮一一一一一一一一一一一一一一一一一 J JIJ口一. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 产汽犷呀荟卜卜口口一书匕. . . .演演麟麟乏乏半半州非非寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰寰肠肠肠肠肠肠肠肠肠肠肠口口口 口口口(卜卜穿穿木木木木木木木木 口口! 曰曰曰门门门门 j j j曰曰曰曰曰仁丁丁门门!一一I_11 1 1丁丁 4 4 48 04003乏 QZ令01多多彩彩i i i户户一一2伟2 0 0 0 抽抽 气城。即。谊万下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下下绘化速崖t /b_ _ _厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (11 羹羹羹 筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹筹厂厂厂厂厂厂厂厂一一未- - - 丰丰丰丰幸幸奉奉_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一一一一一一口口口口口口口日日日洲洲匕匕匕匕匕匕一一一一一一一一一一一、州州阵阵阵阵阵阵L L L L L L L 门门曰曰丙丙丙叫叫卜卜卜卜卜卜日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日到到到到到到到圈圈圈衬叼叼叼门门门门门门盯盯训训训训训训训训训r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r团团团分 ! ! !曰曰曰曰门门盯1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 口口口扩 曰曰口口门门门门门门门门门门门门 园园园叫 ! ! !口口口口口口口口_竺、引讨 川川川愿、冲天炉除尘抽气口位置 的确定从加料口上部抽气:一般用于 冷风 冲天炉。采用这种方法烟气的温度约为1 0。30 0。国内工厂大多数为冷风冲天炉,其抽气位置多设在加料口处,有的位 于 加料口上 沿,有的位于加料口下 沿。抽 气后的CO并不在 燃烧

6、室燃烧,因此,烟 气中CO含量不能超过其爆炸极限(1 2.5%),否则要加防爆安全装置。从加料口下部抽气:一般用于 热 风冲天炉。用这种方法抽出的烟气在燃烧 室燃烧后 进入热交换器时的温度约为40 0 75 0。热 交换后的热风温度可达35 045 0。查表顺序5、烟气的冷 却图5一2冲天 炉除尘风量计算图(i)采用水冷套管:一般国内外从加料口上下抽气位置开始都采 用水冷套管。由于传根据我国冲天炉熔 化的特点,有 资料认为热面 积小,热交换效率低,仅作为一种辅助的我国 冲天炉 燃 烧比较高,相应(C 02+CO)冷却措施。值要低8 1 0 %,故用 公式(5一1)要考虑一(2)采用多管水冷 旋风 除尘器冷却:可 在个过剩系数尸。(尸。、1.05 ),还应再 考虑一对烟气中10 0 2 00林的粉 尘进行第一 次 除尘 的个燃 烧修正数尸。(尸R二1.09 ),则公式为:同 时进行冷却,传热面积较大。QL二1.867K几八C02又CO)105(3)采用湿法除尘器中的喻林塔直接喷 雾x1.05尸R(5一2)降温:这种喷雾降温的方法要求 雾滴 直径较上述公 式仅为冲天炉的烟气发生量。冲天小,

7、以便完全蒸发。否则雾滴将随烟气进 入管炉除尘排风量应 包括为了控制烟气不从炉门逸道或除尘器,发生堵塞。该法的冷却降温效果出而渗入的 空气量。因此,其确定 与烟气抽出很好。位置有关。(4)采用喷林水冷竖式“n”形管道组:一般冷风冲天炉的烟气是从料位上部抽该 法 国内外都采用,热交换较好。但耗水量 及耗出夕其排风量由下式确定:钢 量都较大。如上海某厂采用9 0米长“1 1”形Q二Q。+QL(5一3 )管道组,可将烟气自4 16降至no。式中Qc一炉门控制风量,m“/h。Qc=360 0(5 )采用热交换器冷却:热交换器是利用 幅FcF,其中犷c一控制风速,取1.1射对流进行热交 换的,冷却介质有空气和水两1.5m/ s,F一加料口炉门面积,m“。种。该法不仅可以冷却炉气,还可以做到余热热风冲天炉的烟 气 是从料位下部抽出,由再利用。于烟气中CO含量高,为使CO燃 烧掉,需加入(6 )侈入野风:是一种辅助的冷却方 法。空气助燃,故应考虑一个 助燃系数1。5。此在设计一烟 气冷却装置时,可以几种方法同外,当烟气 进入除尘器前夕若需掺入冷 风,则时使用,但必须 根据烟气温度和流量进行热工还需加一

8、个冷风掺入系数尸(P=o 2 )。所以计算。热风冲天炉排 风量 的计算公式为:6、烟气净化措 施Q二( 1.5十P )认俨( 5一4)(功湿式火花捕集器:又称 喷淋室。武汉岔吧箭竺一竺 一-一一布曹荀商氟薄落一地区用得较多。喷淋室结构见 图5一3。喷淋室采用水环 形喷管和啧咀 喷雾除尘。环形喷 管简单,但雾 化效果不好,雾滴 直径多大于1四件。根 据试验夕雾滴直 径 为60 。一8 0饵:时夕对各种颗 粒的粉 尘均具有较高的净化效率。而 这只有采 用啧咀方法 能达 到。通 过 喷淋室 的烟气速度必须 小于雾 滴 沉落速度,通常烟气速度取0.71.3m/s。 烟气气喷淋室除尘装置及污水处理示意图。由于烟气中502溶于 水中呈 酸 性(PH=23),为此可将电石渣或石灰投入 中和塔与之中和。这方 法 虽简单,但净 化效率不高,且污 水处理系统复杂夕污 泥还有待处理。(2)泡沫除尘 器净化系统:图5一5为 上海某厂4.5t/h冲天炉湿 法除尘系统。抽 气口设在加料口侧面,第 一级为多管水 冷旋风除尘器、进行粗除尘;第二级为小90 0泡沫除尘器。图5一5泡 沫除尘器炉气处理 系统1一水冷多管旋

9、 风除尘器;2一泡沫除尘器;3一4.s t/h冲天炉排水图5一3喷 淋室结构简图l一脱 水器;2一喷咀:3一筒体;4一挡水帽图5一4为湖北 省某机械厂Zt /h时冲天炉(3)旋风 除尘 器净化 系统:图5一6为上海某 厂3.5t /五冲天炉的烟气净化系统。由于炉料进行予处理,所以,进入除尘器的粉尘浓度较低(15 16.lmg/m3),排放浓度也较低(2 0 8.9mg/m“)。 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !一 泣泣一一一广广广广广广 蕊蕊吕二二选选选_ _ _ 产产产产产产图5一4喷淋室炉气处 理系统1一喷 淋室;2一沉降塔;3一中和塔:4一螺 旋沉降塔:5一过 滤池;6一高压 泵;一贮水池图5一6XZ Z旋风除尘 器炉气 净化 系统1一电气控制箱:2一钢制蝶阀;3一小4 。旋风除尘器:5一节点测温器:6一YS一4 7引风 机,7一JG型减震器:8一集灰箱:9一喷雾小室:1 0一碗形离心喷咀:1 1一笙行ZB L水泵;地一贮 水箱(4)颗拉层 除尘 器烟气净化 系统:图5一7为武汉某厂1.st /h冲天炉烟气净 化系统。某测 定结果见表5一2。(5)静电除尘器烟气净化系统。1985年第5期(总第ng期)5飞图5一7沸腾颗粒层除尘 器炉气处理系统1一反吹风机;2一插板阀3一抽风机;4一烟卤,5一涅,尘器;人一114层沸腾颗粒层除尘器7一风冷套管;8一蝶阀;6一风冷旋风除9一钟罩系统表5一2测测定定入口风量量 入口温度度入口粉尘浓度度出口粉尘尘除尘效率率 项项目目m3/h h h.C C Cmg加s s s浓度度外外 ( ( ( ( ( ( ( ( (平 均) ) )mg加3 3 3 3 3结结果果8610 0 03 10 0

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