管链输送机在锌冶炼烟气制酸系统的实践及推广应用.pdf

硫酸工业Sulphuric Acid Industry第 4 期2023 年 8 月No.4Aug.2023管链输送机在锌冶炼烟气制酸系统的实践及推广应用李晚平，张焰，李明，万龙飞，张多（汉中锌业有限责任公司，陕西汉中 724204）摘要：利用管链输送机运输效率高、密封效果好、结构紧凑的优点，对电除尘器灰斗进行适当改造，彻底解决电除尘器的溢流螺旋卸灰机轴头密封不佳，造成烟尘泄漏产生环保隐患以及螺旋内部进异物卡涩后维修困难的问题，降低了硫酸生产电耗。进一步利用管链输送机可垂直及曲折布置的特点，在锌冶炼的其他工序推广应用，解决了狭小空间输送设备布置困难的问题，同时降低了设备运行费用。关键词：硫酸生产锌冶炼溢流螺旋卸灰机管链输送机设备布置中图分类号：TQ111.16；TH22 文献标志码：B 文章编号：1002-1507(2023)04-0036-04Practice and promotion application of pipe chain conveyor in zinc smelting flue gas acid production systemLI Wanping,ZHANG Yan,LI Ming,WAN Longfei,ZHANG Duo(Hanzhong Zinc Industry Co.,Ltd.,Hanzhong,Shaanxi,724204,China)Abstract:By utilizing the advantages of high transportation efficiency,good sealing effect and compact structure of the pipe chain conveyor,the ash hopper of the electrostatic precipitator has been appropriately modified to completely solve the problem of poor sealing of the overflow spiral ash discharge machine shaft head of the electrostatic precipitator,resulting in environmental hazards caused by smoke and dust leakage,as well as the problem of difficult maintenance after foreign objects entering the screw are jammed,reducing the electricity consumption in sulphuric acid production.And further utilizing the vertical and zigzag layout of the pipe chain conveyor,it has been promoted and applied in other processes of zinc smelting plants,solving the problem of difficult layout of conveying equipment in narrow spaces and reducing equipment operating costs.Key words:sulphuric acid production;zinc smelting;overflow spiral ash unloader;pipe chain conveyor;equipment layout汉中锌业有限责任公司（以下简称汉中锌业）电解锌生产规模为 360 kt/a，配套 8 套锌精矿冶炼烟气制酸装置。制酸装置的焙烧工序均采用“沸腾焙烧+余热回收+旋风收尘+电收尘”工艺。在生产过程中，由于电除尘器下部溢流螺旋卸灰机轴头填料密封较易磨损，造成烟尘泄漏，若清理不及时则会造成环保隐患。同时，在电除尘器的长期运行过程中，曾出现振打锤头脱落进入溢流螺旋卸灰机中，造成卸灰机卡死停机的现象。因清理现场泄漏的烟尘、更换卸灰机的密封填料及从卸灰机中取出异物均存在较大的人工劳动强度，为了进一步杜绝环保风险、降低设备操作及维修人员的作业强度，经过详细分析并对设备进行选型，拆除了电除尘器收稿日期：2023-04-10。作者简介：李晚平，男，汉中锌业有限责任公司机械工程师，主要从事锌冶炼设备管理工作。电话：[phone]；E-mail：。下4台溢流螺旋卸灰机及1台LS315型螺旋输送机，安装了 1 台 TC160 型管链输送机。设备改造 4 年多以来，运行效果良好，在此基础上，汉中锌业进一步利用管链输送机的可垂直、曲折布置的灵活性，将管链输送机在锌冶炼的酸浸、浮渣筛分工序及收尘工序的烟灰输送中推广应用。1设备选型溢流螺旋卸灰机是一种管式螺旋输送机1，结37构见图 1。图1溢流螺旋卸灰机结构一次出料口在一定高度的料斗上方，被输送物料受到螺旋尾部相反方向螺旋叶片的挤压，使物料溢流至溢流斗，再经卸料口排出（物料路径如图 1中虚线所示）。溢流螺旋卸灰机在冶炼烟气制酸装置的卸灰系统中得到广泛应用，主要用于输送旋风除尘器和电除尘器排出的烟尘，起到锁气作用，但存在轴头填料密封较易磨损、螺旋内部进异物卡涩后维修困难的问题。管链输送机是一种链板及链条均封闭在钢管壳体内的运输设备，用于连续输送散装物料，内部结构见图 2。图2管链输送机链条结构管链输送机工作时，将链条或钢丝绳及固定在链条上的盘片作为牵引构件与输送元件，将物料传送至加料口并进入料槽，物料在刮板作用下与刮板链条同步运行，并沿料槽方向完成输送，最后在卸料口将物料卸出2。圆形链板与钢管壳体的内径间隙较小，每 2 组圆形链板的间距为链条节距的 2 倍。此种结构与平滑式迷宫型密封相似，具有一定的密封效果。比较上述两种输送设备的输送性能、结构形式的优缺点，最终选用管链输送机取代溢流螺旋卸灰机。2制酸装置电除尘器管链输送机配置方案原制酸车间焙烧工序电除尘器收集的烟尘分别暂存于 4 个灰斗中，由 4 台溢流螺旋卸灰机将烟尘输送至 1 台螺旋输送机，经埋刮板输送机与来自沸腾炉的锌焙砂一起由斗式提升机输送至焙砂储仓。改造后拆除了 4 台功率为 4 kW 的溢流螺旋卸灰机及 1 台功率为 11 kW 的 LS315 型螺旋输送机，安装了 1 台功率为 5.5 kW 的 TC160 型管链输送机。改造前、后的流程分别见图 3 和图 4。图3改造前流程图4改造后流程因管链输送机的圆形链板及链条全部封闭在钢管内，与溢流螺旋卸灰机相同，在输送机正常运行过程中若有异物不慎进入管链内部，也存在异物取出困难的问题。为了解决该问题，在管链输送机进料口与电尘灰斗出口安装了间距为 60 mm 的格栅、2 处检查口和 1 个翻板阀，如图 5 所示。图5管链输送机安装示意李晚平等.管链输送机在锌冶炼烟气制酸系统的实践及推广应用硫酸工业382023 年第 4 期管链输送机链片常用材质主要为钢、聚甲醇树脂（POM）、聚四氟乙烯（PTFE）、尼龙 66（PA66）及超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。因烟气制酸装置电除尘器出口烟气温度约 250，从链片的耐用性及更换损坏的链板便捷性方面考虑，最终选用分体式钢制链片。管链输送机的链条有环型链条和板式链条两种不同的结构，因环型链条在水平方向布置时对链条的张紧程度要求较高，因而运行后期对维护保养工作的要求也随之升高。综合考虑，最终选用板式链条连接链板。分体式钢制链片结构见图 6。图6分体式钢制链片结构每套制酸装置锌焙砂产量 10 t/h，考虑到电除尘器灰斗中富集的烟尘堆积密度小的特点，且管链设备故障停机检修后需尽快将暂存在电尘灰斗中的烟尘输送至后续设备，最终选择 DN 150 的管链输送机，管链输送机的设计参数见表 1，设备安装完成后现场情况见图 7。表1常用规格管链输送机的设计参数管径规格输送能力/(m3h-1)链轮转速/(rmin-1)链条运行速度/(ms-1)配套功率/kWDN 15016150.314.07.5图7管链输送机安装完成后现场情况3管链输送机的推广应用2018 年 3 月，在汉中锌业制酸四系统电除尘器安装的第一台管链输送机正常运行一年后，技术人员利用系统大修期间进行检查，未见电除尘器内部有因更换管链输送机造成的漏气腐蚀现象。截至目前，汉中锌业已陆续在其他五套锌精矿冶炼烟气制酸装置电除尘器排灰系统中安装了管链输送机，管链输送机及电除尘系统均运行正常。自 2019 年起，汉中锌业的技术改造中重点利用了管链输送机可灵活布置的特点，在湿法炼锌的酸浸、浮渣筛分及收尘工序分别采用弯曲型、“7”字型、“Z”字型、“口”字型管链输送机用于输送锌焙砂及烟尘，布置结构见图 810。图8弯曲型管链输送机布置结构图9“7”字型、“Z”字型管链输送机布置结构图10“口”字型、“Z”字型管链输送机布置结构因锌焙砂及布袋收尘器中的烟尘温度较低（低39于 60），汉中锌业采用了 POM 非金属材质链板，用来降低链板在运行过程中与管壳摩擦产生的噪音。同时为了克服 POM 链板较钢制链板存在因易磨损而导致输送量下降的问题，在部分工序中采用了 POM 链板与金属材质链板间隔安装，安装结构见图 11。图11POM链板与金属材质链板间隔安装结构依据近年来的运行经验，“7”字型、“Z”字型、“口”字型三种结构形式的管链输送机与水平型管链输送机相比，转弯机构的数量增加 12 个，结构稍复杂，必须在安装过程中严格控制单条管链的转向轮在一个平面且链条无扭转现象，使用过程中应按照“管链输送机使用注意事项”进行维护保养，保证管链输送机的稳定运行。4管链输送机使用注意事项1）管链输送机虽从结构上具有一定的自密封性，但在气密性要求较高的场合，仍需在卸料时料斗中始终保持一定高度的物料，勿将物料全部排出，以避免影响除尘效率或造成除尘器腐蚀。2）应定期检查管链输送设备的张紧情况，确保链条的张紧程度在合适范围内。张紧度太紧，会引起输送管、链轮齿、轴承等过度磨损；张紧度太松，会引起脱链事故3。此外，需要着重检查管链输送机的头尾轮机构与管道连接的部分是否存在链板与管壳碰撞、链板变形等情况。若存在上述情况，则在管链输送机运行过程中通过缓慢反复调整管链输送机尾轮上的张紧丝杆，使链条的张紧程度调整至合适位置。同时在调整过程中应监测电机电流是否相对平稳，若电机电流显著增大则表明链条张紧度太紧。3）管链输送机运行过程中，应做好对电机电流的监测工作。特别是电机电流运行波动较大时，要注意链条是否有松弛现象。可通过加装断链保护器、适当调低电流报警值，减少因链片损坏造成停机事故。4）管链输送机运行过程中应合理控制输送物料的含水率。一般情况下，以徒手捏物料不成团，手松开后物料仍保持松散为界限，避免含水量过大造成物料粘结在链板及链条上造成输送机故障。5）管链输送机启动后，应先空载运行一定时间，待输送机运转正常方可投料。投料时应保持定量加料、速度均匀，不宜突增给料量。运行过程中，应防止绳线、铁件、大块硬颗粒等杂物混入物料，进入管链输送机。6）建议在选型过程中，将管链输送机选型参数放大一个规格，避免链板磨损后，管链输送机的输送量减小，出现物料堵塞的情况，同时延长链板的更换周期，节约链板的购置费，降低人工操作强度。5结语汉中锌业制酸系统共采用 6 台管链输送机取代原 6 套电除尘系统下的 24 台溢流螺旋卸灰机及 6台 LS 315 型螺旋输送机，均运行正常。电除尘器的卸灰输送设备总数量由 30 台降至 6 台，电机总功率由 142.5 kW 降至 33 kW，降低了硫酸生产的电耗，进一步降低了设备故障率和人工劳动强度。同时利用管链输送机可曲折布置的特点，在锌冶炼的其他工序上成功应用了弯曲型、“7”字型、“Z”字型、“口”字型管链输送机替代“螺旋（埋刮板）输送机+斗式提升机”方案，解决了狭小空间输送设备布置困难的问题，减少了装置改造的投资费用和设备运行维护费用。参考文献：1 汤桂华.硫酸M.北京:化学工业出版社,1999:100.2 吴礼三.管链式输送机在海绵钛生产中的应用技术研究D.昆明:昆明理工大学,2018.3 杨艳兵.管链输送机故障分析及改进J.设备管理与维修,2015(12):53-54.李晚平等.管链输送机在锌冶炼烟气制酸系统的实践及推广应用