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熔銅電爐煙塵治理工藝設(shè)計(jì)-自動(dòng)化論文

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熔銅電爐煙塵治理工藝設(shè)計(jì)
董龍標(biāo)
摘要:本文介紹一種熔銅電爐煙塵處理的工藝流程。該工藝設(shè)計(jì)采用脈沖式布袋除塵為主,并配合先進(jìn)的全自動(dòng)控制設(shè)計(jì),具有比較好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,非常適用于相關(guān)行業(yè)的除塵處理。
關(guān)鍵詞:脈沖式 布袋除塵 PLC
銅是生產(chǎn)和生活中不可或缺的貴金屬,普通黃銅是銅鋅二元合金。一方面,我國(guó)的銅資源相當(dāng)匱乏;另一方面,工業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生大量的廢銅料,如不進(jìn)行回收將造成很大的浪費(fèi)。某銅回收加工企業(yè)利用電爐將廢銅料熔化后生產(chǎn)黃銅制品,包括各種規(guī)格銅棒、銅爐頭等,在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵。
1. 設(shè)計(jì)條件
一套熔銅電爐包括熔化爐和保溫爐。生產(chǎn)時(shí)先將廢銅料放入熔化爐進(jìn)行加熱熔化為銅水,并根據(jù)客戶要求需加入鋅塊進(jìn)行成分調(diào)整;然后,將銅水倒入保溫爐內(nèi),再進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)操作,如經(jīng)過(guò)拉棒機(jī)加工出銅棒,或舀入模型中定型。在成分調(diào)整、傾倒銅水、產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵,需要進(jìn)行有效處理。
1.1 熔化爐和保溫爐在生產(chǎn)過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生大量煙塵。
1.2 煙塵中含有大量的氧化鋅粉,干的氧化鋅粉能夠出售給回收公司。
1.3 煙塵產(chǎn)生量最大時(shí)為將銅水從熔化爐傾倒入保溫爐內(nèi)的過(guò)程。該過(guò)程持續(xù)時(shí)間約為5~10分鐘。
1.4 煙氣溫度較高,超過(guò)40℃。
2. 設(shè)計(jì)原則
煙塵收集處理系統(tǒng)是整個(gè)熔銅電爐生產(chǎn)中非常重要的一環(huán)。如果該系統(tǒng)出現(xiàn)故障,將導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)不能進(jìn)行,給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,應(yīng)綜合考慮各方面因素,從整體優(yōu)化的觀念出發(fā),結(jié)合本廢氣特點(diǎn)以及企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際條件和要求,選擇切實(shí)可行、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案。處理工藝選擇遵循以下原則:
2.1 采用處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定的處理工藝。
2.2能夠適應(yīng)各種生產(chǎn)工況,運(yùn)行能耗低。
2.3自動(dòng)化程度高,運(yùn)行管理方便。
3. 工藝流程
熔銅電爐煙塵處理的工藝流程圖如下:

熔銅煙塵→收集室→慣性除塵器→冷卻器→布袋除塵器→風(fēng)機(jī)→煙囪→排放

圖1.熔銅電爐煙塵處理工藝流程
該企業(yè)采用的廢銅原料品質(zhì)不穩(wěn)定,有時(shí)采用的機(jī)械加工廢銅渣會(huì)粘附有比較多的油脂,行業(yè)內(nèi)稱該類銅料為“銅糠”。該類銅料加工中會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙,其中會(huì)攜帶一些火星。經(jīng)測(cè)算,該企業(yè)熔銅電爐的最大煙塵氣產(chǎn)生量為32000m³/h。
各處理設(shè)施相關(guān)參數(shù)如下:
3.1 收集室:熔化爐和保溫爐均配套安裝全包圍的煙塵收集室,并設(shè)計(jì)為雙開門,方便生產(chǎn)操作。采用碳鋼焊制,規(guī)格隨爐尺寸,相互聯(lián)通。
3.2 慣性除塵器:采用雙回轉(zhuǎn)式慣性除塵器,主要去除大顆粒的粉塵,并有效熄滅氣體中攜帶的火星,保證安全。采用碳鋼焊制,規(guī)格為:長(zhǎng)4.0米×寬3.0米×高5.0米。
3.3 冷卻器:采用板式熱交換器,當(dāng)氣體溫度超過(guò)70℃時(shí)啟用,將氣體溫度降低到55℃。熱交換面積為:5.0㎡,配套1臺(tái)冷卻塔和循環(huán)水泵。
3.4 布袋除塵器:型號(hào)為PLC離線袋式除塵器,采用壓縮空氣脈沖反吹,自動(dòng)離線清灰。采用碳鋼焊制,規(guī)格為:長(zhǎng)4.5米×寬3.0米×高6.0米。采用耐高溫(110℃)布袋,直徑為Φ150mm,每條長(zhǎng)4.0米共計(jì)288條。工作時(shí)有效過(guò)濾面積為130㎡,過(guò)濾速度ν<1.0m/s。
3.5 風(fēng)機(jī):主風(fēng)機(jī)采用高壓離心風(fēng)機(jī),電機(jī)功率為37kw,風(fēng)量為32000m³/h,風(fēng)壓為2200Pa。采用變頻控制,根據(jù)不同工況需要調(diào)節(jié)抽風(fēng)量,降低能耗。
4. 其它設(shè)計(jì)要點(diǎn)
4.1 在各種生產(chǎn)工況下,收集室的門開閉要求不一樣,在收集室門設(shè)置傳感器,可以使風(fēng)機(jī)按照不同工況調(diào)整抽風(fēng)量,減少電能浪費(fèi)。
4.2 整套系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)載約為3.5噸,要求建設(shè)方進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)處理。
4.3 設(shè)置應(yīng)急備用離心風(fēng)機(jī)一臺(tái),電機(jī)功率22kw,風(fēng)量為22000m³/h。在布袋除塵器出現(xiàn)嚴(yán)重故障不能運(yùn)行時(shí)使用,避免生產(chǎn)停頓造成重大損失。
4.4 采用PLC自動(dòng)控制,觸摸屏顯示器,方便操作管理。
4.5 在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口設(shè)置消聲器,減少噪聲。
5. 結(jié)論
5.1 該套系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行了15個(gè)月,尾氣監(jiān)測(cè)持續(xù)達(dá)標(biāo)符合環(huán)保排放要求,已順利通過(guò)了建設(shè)單位驗(yàn)收和環(huán)保部門的綜合驗(yàn)收。
5.2 整套系統(tǒng)投資約為45萬(wàn)元。根據(jù)建設(shè)單位的反饋,收集下來(lái)的氧化鋅粉轉(zhuǎn)賣給其他回收企業(yè),13個(gè)月收回該投資。
5.2以前普遍采用的麻石水膜除塵不能達(dá)到環(huán)保排放要求,并且濕的氧化鋅粉市場(chǎng)回收價(jià)格很低,與干粉相差近3倍,造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。
6. 結(jié)束語(yǔ)
可見,采用脈沖式布袋除塵為主的處理工藝非常適用于該類企業(yè),不僅能夠取得非常好的環(huán)境效益,減少對(duì)周圍大氣環(huán)境的污染;而且,還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。


【參考文獻(xiàn)
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