钼金属加工系统烟气治理设施改造
1 概 述
金堆城钼业公司长安钼精细制品厂于1997年建成投产,其生产工艺为:以钼棒(Φ52 mm×550~600 mm)为加工原料,在进行开坯及精轧过程中,需加热至1 000℃以上,而在400℃时,裸露在空气中的钼金属即发生氧化反应,在远远高于此氧化温度之上的钼金属,会剧烈氧化,产生大量颗粒细小的氧化钼粉尘,弥漫于空气中,加之原设计的收尘、通风设施不完善,使车间生产环境状况恶化。针对该厂工业卫生方面存在的问题,决定对钼金属棒轧制过程中产生的烟气进行治理,使其符合工业卫生要求,实现文明生产的目的。
2 钼金属加工烟气污染特征及性质
2.1 烟尘来源与扩散机理
该生产车间的烟尘主要来源于250轧机和370轧机,轧制时,出机钼杆温度仍较高,在空气中发生氧化反应,产生氧化钼粉尘。高温状态的钼杆,裸露在空气中,与环境温度形成极悬殊的差别,辐射热及传导热使钼杆周围的空气迅速加热,根据气体流动特性,热气流上升,周围冷空气下降补充,形自然流动,粉尘则随着自然流动上升。钼的应是一种放热反应,开始时,温度高,氧化速度气流上升极快,使粉尘迅速上升,随着温度下化反应速度减慢,直至钼杆表面形成黑色氧化即无粉尘产生,但热传导及热辐射仍在继续,继续向更大范围扩散。在连续的生产作业过粉尘不断产生,随着热气流上升,充满、弥漫机机组上空,造成尘化作用。烟气中细小的身没有独立运动的能力,热交换给予粉尘的能足以使粉尘扩散飞扬,只造成局部地点的空气这种现象称为一次尘化作用。而造成粉尘进散且污染整个车间空气的主要原因是借助二气流作用,粉尘依附于气流而运动,带动局部含尘气体在整个车间内流动,使粉尘散发到间,随着二次强制气流速度加强,扩散作用越为此,治理该车间烟尘污染的有效方案是:采密闭集气装置,将一次尘化和二次尘化气流隔粉尘在一次尘化中收集,可避免二次尘化造的空气污染。
2.2 烟尘的物化性质
氧化钼烟尘是一种淡绿色气体,是粒度小性大的微细粉尘,其真密度为2.618 g/cm3。尘的粒度分布见表1。
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3 钼金属轧制烟气治理
3.1 工艺流程
根据现场条件及粉尘散发机理,采用的工艺流程如下:
烟尘→集气罩→风管→除尘器→风机→高空排放
3.2 工艺流程简述
3.2.1 250轧机烟气治理工艺流程简述烟尘治理过程中,烟气捕集方式是影响治理效果的重要因素。烟气捕集方式遵循的原则是:既能最大限度地捕集烟尘,又符合生产工艺要求,有利于岗位人员操作,保证捕集率,运行费用低。根据生产工艺特点及烟尘性质,在250轧机烟尘治理中,进行了充分考虑。250轧机冷床长40 m,轧机出口至冷床6 m,总长46 m。250轧机现分别轧制两种长度不同的钼杆,一种钼杆长12 m,另一种轧制钼杆长40 m,且轧机出口至冷床前端需人工夹送,为此,吸尘罩选择伞形罩,罩口尺寸定为1 200 mm×700 mm×400 mm,除尘系统吸风管分6个分支,每一分支安有闸阀。第一分支,采用人工夹送钼杆至冷床,设计吸尘罩口至地面1.8 m,6个小罩,总长7.2 m,根据上吸式计算公式:L=1.4PHVx×3600,控制风速取1.2 m/s,计算风量为2.2万m3/h,后5个分支罩口至地面1.33 m,至冷床面0.26m,罩子两边加活动档板,档板高0.2 m。因钼棒轧制过程中,刚出炉时,温度高,氧化快,随着钼棒在冷床上的推移,烟气逐渐减弱,因此,在轧制12 m料时,开P1、P2、P3分支阀门,其余分支阀门关闭,开2台风机;轧制40 m料时,6个分支阀门全开,3台风机全开。3台风机同型号,风机互为备用,总风量为6万m3/h,收集烟气,经风管进除尘器收尘后排放。烟气治理流程见图1。
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3.2.2 370轧机工艺流程简述
原设计仅对370轧机的烟气处理设有除尘设备,但对轧机系统烟气的捕集及烟气输送入除尘器没有形成运行条件,致使370轧机生产过程中产生的烟气不具备净化处理条件。在本次改造过将加热炉冷床及轧机产生的3部分烟气设置收集,采用不锈钢管道送入原设计的除尘器化后排放。已对原设计除尘器进行全面检修形成了完整的除尘系统。
3.3 250轧机烟尘治理除尘器的选择
针对氧化钼烟气具有粘附性强、尘粒细、等特点以及其它因素影响,综合论证后选用纳森公司生产的DFT-4-48型滤筒式除尘采用合成聚脂纤维基材的滤筒,滤筒通过压自动清灰,并受固态控制定时器控制,耐93℃,而且对堵塞严重的滤筒可用清水多(水洗后可马上安装而不用风干,不影响除尘配备的风机型号为:4-72N08C。
4 钼金属轧制系统烟尘治理效果
钼金属轧制系统烟尘治理工程投入应用行稳定可靠,除尘效果良好。经陕西省环境心站监测,车间内烟尘浓度小于6 mg/m3。符业企业设计卫生标准》(TJ36-79),外排烟均烟尘浓度为17.1 mg/Nm3,烟尘排放0.721 kg/h,符合《大气污染物综合排放(GB16297-1996)的二级标准,通过了陕西局验收。与此同时,经除尘器收集的含钼粉业带来了一定的经济效益。实践证明,该项
案,技术路线正确,设计合理,不仅可满足工艺而且改善了作业环境,外排烟气符合标准部染,达到了增效、减污的目的。
5 体会与建议
(1)钼金属轧制烟尘其性质较为独特,冷散发机理复杂,作业性质决定了高温金属遇氧化反应剧烈,烟尘瞬时产生量大,烟尘捕集定除尘效果的好坏。
(2)设备、管材选择在节约投资的前提下满足有价金属(含钼粉尘)最理想的回收效果禁止杂物混入,而使回收后的含钼粉尘失去再利用价值。
(3)车间内尽可能密闭,避免横向风穿过而影响烟尘捕集效果。
(4)建议加强对钼金属轧制除尘器布袋的定期更换及滤筒清洗,同时要严格日常运行管理,确保除尘设施具备稳定、可靠的除尘效果。
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