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萤石矿粉压球机的稀相正压气力输送系统

发布时间:2018-05-05 08:29| 浏览: |来源: 新闻中心

     萤石粉是由萤石块矿经破磨、浮选、脱水和烘干后形成的粉状物料,广泛应用于化工、炼钢、有色冶金、玻璃及陶瓷等行业。在这些行业里为了保证萤石矿粉能够满足现状,在选取萤石矿粉的品质后,会进入萤石矿粉压球机进行深加工,这样对化工、炼钢都起着重要的作用。目前大多数选矿厂均为县级以下企业,在长期生产实践中,它们往往将传统回转式烘干机机外衬耐火混凝土后直接加热,在进料端用引风机将蒸汽抽出。这样做虽然提高了烘干机效率,但由于加热窑燃烧工况不稳定导致出料温度和湿度变化范围大,难以输送。使其在萤石矿粉压球机生产线的后续工作无法进行。
    气力输送是粉体物料连续输送的理想方法,但其理论只能应用于少数有选择的物料输送,系统设计大多仍以实践经验为基础。曾有单位对萤石粉做过脉冲气力式栓流输送实验,但由于实验环境与生产工况差距大(高温时,物料内摩擦角接近于壁面摩擦角,难以形成稳定的栓流)、系统设备复杂以及投资高等原因,难以实际应用。稀相气力输送具有设备简单、投资少、操作方便、对物料物性变化适应性强等特点,具有明显优势,能否将其应用于高温萤石粉压球机生产线的输送将是一项有益的尝试。
    萤石粉化学成分构在烘干机出料温度80~180~C,水分0.5%密度3.2t/m3,堆积密度2.0t/m3,莫氏硬度4,常温下物料休止角43。,平均粒径65ttm。采用稀相正压气力系统。干燥机出来的高温萤石粉,进入集料斗由旋转供料器均匀地通过供料喉管送入输送管道。在物料输送管内,萤石粉以悬浮状态行进,部分水平输料管浸没在冷却水池中,以利于物料降温。物料经分离器进入贮料仓,仓内设置水冷却管,物料冷却至100℃以下后经螺旋输送机进入包装工序。为防止事故状态(如贮料仓内物料超过安全料位)时,不至于使后续除尘器负荷过大,系统设置了备用分离器,两分离器采用串联连接。萤石粉输送气流初速设计时主要参考了密度和粒径与之类似的型砂的实验数据。输送气流末速度的计算考虑到了气流温度和压力的影响。
主要设计工艺参数:系统主要分为气源、供料、输料管道、料气分离、储存及冷却和萤石矿粉压球机除尘等6部分。气源系统由罗茨鼓风机(26mm3/min、29kPa)、空气过滤器、进出口消声器、压力表、柔性接头及气量调节管阀等组成。之所以选择罗茨鼓风机是因为当系统压力变化较大时其风量变化很小,有利于保持系统各运行参数的稳定。
    箱式供料器为ROD250型,8叶片,叶轮转速33r/mm(可调速),最大工作温度260~C,当叶片上下压差为0.25kg/cm2时,漏气量约为I.8m3/min。采用卧式三通供料喉管与输料管连接。料斗、供料器、供料喉管三者采用直落式连接。输料管规格为168×8mm,135°弯头2个(曲率半径1.5m,材质为球墨铸铁,壁厚20m)。输料管水平段每隔2.5m设置检查口一个。气、料分离采用串联旋风分离器,筒体直径600mm,压力损失为800~1200kPa,进口风速25m/s,出料口直接与受料仓连接。
由于受场地空间的限制,同时考虑到物料散热面积的需要,贮料仓设计为矩形结构,料斗为金字塔形,料斗侧壁倾角50°,粉料在料仓的停留时间约20min,内设φ50冷却水管,循环水量5m3/h。除尘系统为两级除尘,预除尘器为带有旁路分离室的旋风除尘器,使用双翻板阀卸料,进口风速11m/s。系统运行实践表明最初的设计参数基本正确,但仍需进行必要的调整,主要有以下问题。
   料气混合比偏高,在生产能力和输送距离一定的条件下,混合比越大,管径越小,所需气量也少。从经济上考虑高混合比是合算的,但从系统稳定性角度看,高混合比会造成管路压损大,引起压力增高(实测风机输出压35kPa,超出额定压力6kPa),并可能堵塞管道,造成风机过载。改进措施:通过调整旋转供料器转速,将料气比由6.4降低至5.2左右,风机出口压力由35kPa降至27kPa,运行负荷的下降使罗茨鼓风机噪声显著降低。
   部分设备磨损严重,当系统累计输送量达到24OOt左右时,一个135°弯头顶部和旋风分离器进口侧壁即出现磨穿现象,分析原因主要是:(1)从物料比重、粉粒形状、莫氏硬度三方面综合分析,物料本身的磨琢性较强;(2)输送风速偏大。按一般设计,供料点的输送气流速度应比“安全速度”大10%~20%。本系统设计按20%考虑,再加上温度和压力变化的影响,导致输送末速度偏高。改进措施:(1)用30mm厚经淬火处理的高锰钢板做成可拆卸衬板安装于旋风分离器侧壁上。定期更换;(2)考虑温度、压降对输送流速的影响,将输料管作变改造,同时通过风机出口气量调节管,使流速降低。改造后,累计输送量达到8400t时,才需作修补维护。
    旋风分离器出口紊流较严重,由于分离器出口直接与贮料仓连接,严重的出口紊流使大量气体进入仓体内。仓内聚集的带压气体常破坏料斗与螺旋输送机进料口之间的物料密封层,导致带压气体常从接料口溢出。改进措施:在分离器出口与料仓之间增设旋转卸料器,减少进入贮料仓的空气量。贮料仓料斗侧壁积料系统正常运行时,仓内不积料。事故状态(如停电),仓内物料冷却,此时排料会出现“鼠洞”现象,积料严重。原因主要是:(1)萤石粉的流动性受温度变化明显,经实测物料温度160~180℃时,休止角为10°~20°;温度20~30℃时,物料粘滞性增强,休止角可增大到45°~50°;(2)由于物料比重大,当料层较厚时。底层物料受压堆积密度明显加大,物料更难自然滑落。改进措施:在贮料仓料斗侧壁上安装振动卸料器,辅助卸料。
   系统温降和物料湿度系统设计对物料降温采取了3个措施:(1)输送气流降温;(2)水平输料管浸没在冷却水池中降温;(3)物料在料仓内自然散热,并由内设的冷却水管辅助降温。在实际运行中,当环境温度在15~30℃时,物料温度通过上述综合措施降至75~95℃。根据运行经验当物料湿度大于3%时,输送即出现困难,输送管道开始产生积料现象。改进措施:在干燥机出口设置热电阻温度计,当表温在95℃以下,物料湿度大于3%,此时须将湿物料通过料斗事故排放口排出,通过与高温物料混合进行干燥。
   分离器的分离效率,从实际运行效果看,分离器的分离效率要高于设计值,可达到99.6%以上。这不仅与物料比重较大、粒径分布有关,而且还与分离器进口风速较大、筒体直径较小有直接联系,这就为适当降低进口风速,减轻设备磨损创造了有利条件。
    总结萤石矿粉压球机生产线中(1)采用稀相正压气力系统输送萤石粉,宜采用低混合比,设计推荐4.5~5。输送气流流速可采用21~23m/s。为减小因温度和压力变化造成的输送末速度与初速度偏离过大现象,可采用分段扩大管径的办法。(2)从实际运行情况看,稀相正压气力输送系统应用于小规模(如输送量小于10t/h,输送当量距离小于40m)的高温萤石粉输送,如果工艺参数设计得当,并采取一定的防磨损措施,完全是可行的。


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