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螢石礦粉壓球機的稀相正壓氣力輸送系統

發布時間:2018-05-05 08:29| 瀏覽: |來源: 新聞中心

     螢石粉是由螢石塊礦經破磨、浮選、脫水和烘干后形成的粉狀物料,廣泛應用于化工、煉鋼、有色冶金、玻璃及陶瓷等行業。在這些行業里為了保證螢石礦粉能夠滿足現狀,在選取螢石礦粉的品質后,會進入螢石礦粉壓球機進行深加工,這樣對化工、煉鋼都起著重要的作用。目前大多數選礦廠均為縣級以下企業,在長期生產實踐中,它們往往將傳統回轉式烘干機機外襯耐火混凝土后直接加熱,在進料端用引風機將蒸汽抽出。這樣做雖然提高了烘干機效率,但由于加熱窯燃燒工況不穩定導致出料溫度和濕度變化范圍大,難以輸送。使其在螢石礦粉壓球機生產線的后續工作無法進行。
    氣力輸送是粉體物料連續輸送的理想方法,但其理論只能應用于少數有選擇的物料輸送,系統設計大多仍以實踐經驗為基礎。曾有單位對螢石粉做過脈沖氣力式栓流輸送實驗,但由于實驗環境與生產工況差距大(高溫時,物料內摩擦角接近于壁面摩擦角,難以形成穩定的栓流)、系統設備復雜以及投資高等原因,難以實際應用。稀相氣力輸送具有設備簡單、投資少、操作方便、對物料物性變化適應性強等特點,具有明顯優勢,能否將其應用于高溫螢石粉壓球機生產線的輸送將是一項有益的嘗試。
    螢石粉化學成分構在烘干機出料溫度80~180~C,水分0.5%密度3.2t/m3,堆積密度2.0t/m3,莫氏硬度4,常溫下物料休止角43。,平均粒徑65ttm。采用稀相正壓氣力系統。干燥機出來的高溫螢石粉,進入集料斗由旋轉供料器均勻地通過供料喉管送入輸送管道。在物料輸送管內,螢石粉以懸浮狀態行進,部分水平輸料管浸沒在冷卻水池中,以利于物料降溫。物料經分離器進入貯料倉,倉內設置水冷卻管,物料冷卻至100℃以下后經螺旋輸送機進入包裝工序。為防止事故狀態(如貯料倉內物料超過安全料位)時,不至于使后續除塵器負荷過大,系統設置了備用分離器,兩分離器采用串聯連接。螢石粉輸送氣流初速設計時主要參考了密度和粒徑與之類似的型砂的實驗數據。輸送氣流末速度的計算考慮到了氣流溫度和壓力的影響。
主要設計工藝參數:系統主要分為氣源、供料、輸料管道、料氣分離、儲存及冷卻和螢石礦粉壓球機除塵等6部分。氣源系統由羅茨鼓風機(26mm3/min、29kPa)、空氣過濾器、進出口消聲器、壓力表、柔性接頭及氣量調節管閥等組成。之所以選擇羅茨鼓風機是因為當系統壓力變化較大時其風量變化很小,有利于保持系統各運行參數的穩定。
    箱式供料器為ROD250型,8葉片,葉輪轉速33r/mm(可調速),最大工作溫度260~C,當葉片上下壓差為0.25kg/cm2時,漏氣量約為I.8m3/min。采用臥式三通供料喉管與輸料管連接。料斗、供料器、供料喉管三者采用直落式連接。輸料管規格為168×8mm,135°彎頭2個(曲率半徑1.5m,材質為球墨鑄鐵,壁厚20m)。輸料管水平段每隔2.5m設置檢查口一個。氣、料分離采用串聯旋風分離器,筒體直徑600mm,壓力損失為800~1200kPa,進口風速25m/s,出料口直接與受料倉連接。
由于受場地空間的限制,同時考慮到物料散熱面積的需要,貯料倉設計為矩形結構,料斗為金字塔形,料斗側壁傾角50°,粉料在料倉的停留時間約20min,內設φ50冷卻水管,循環水量5m3/h。除塵系統為兩級除塵,預除塵器為帶有旁路分離室的旋風除塵器,使用雙翻板閥卸料,進口風速11m/s。系統運行實踐表明最初的設計參數基本正確,但仍需進行必要的調整,主要有以下問題。
   料氣混合比偏高,在生產能力和輸送距離一定的條件下,混合比越大,管徑越小,所需氣量也少。從經濟上考慮高混合比是合算的,但從系統穩定性角度看,高混合比會造成管路壓損大,引起壓力增高(實測風機輸出壓35kPa,超出額定壓力6kPa),并可能堵塞管道,造成風機過載。改進措施:通過調整旋轉供料器轉速,將料氣比由6.4降低至5.2左右,風機出口壓力由35kPa降至27kPa,運行負荷的下降使羅茨鼓風機噪聲顯著降低。
   部分設備磨損嚴重,當系統累計輸送量達到24OOt左右時,一個135°彎頭頂部和旋風分離器進口側壁即出現磨穿現象,分析原因主要是:(1)從物料比重、粉粒形狀、莫氏硬度三方面綜合分析,物料本身的磨琢性較強;(2)輸送風速偏大。按一般設計,供料點的輸送氣流速度應比“安全速度”大10%~20%。本系統設計按20%考慮,再加上溫度和壓力變化的影響,導致輸送末速度偏高。改進措施:(1)用30mm厚經淬火處理的高錳鋼板做成可拆卸襯板安裝于旋風分離器側壁上。定期更換;(2)考慮溫度、壓降對輸送流速的影響,將輸料管作變改造,同時通過風機出口氣量調節管,使流速降低。改造后,累計輸送量達到8400t時,才需作修補維護。
    旋風分離器出口紊流較嚴重,由于分離器出口直接與貯料倉連接,嚴重的出口紊流使大量氣體進入倉體內。倉內聚集的帶壓氣體常破壞料斗與螺旋輸送機進料口之間的物料密封層,導致帶壓氣體常從接料口溢出。改進措施:在分離器出口與料倉之間增設旋轉卸料器,減少進入貯料倉的空氣量。貯料倉料斗側壁積料系統正常運行時,倉內不積料。事故狀態(如停電),倉內物料冷卻,此時排料會出現“鼠洞”現象,積料嚴重。原因主要是:(1)螢石粉的流動性受溫度變化明顯,經實測物料溫度160~180℃時,休止角為10°~20°;溫度20~30℃時,物料粘滯性增強,休止角可增大到45°~50°;(2)由于物料比重大,當料層較厚時。底層物料受壓堆積密度明顯加大,物料更難自然滑落。改進措施:在貯料倉料斗側壁上安裝振動卸料器,輔助卸料。
   系統溫降和物料濕度系統設計對物料降溫采取了3個措施:(1)輸送氣流降溫;(2)水平輸料管浸沒在冷卻水池中降溫;(3)物料在料倉內自然散熱,并由內設的冷卻水管輔助降溫。在實際運行中,當環境溫度在15~30℃時,物料溫度通過上述綜合措施降至75~95℃。根據運行經驗當物料濕度大于3%時,輸送即出現困難,輸送管道開始產生積料現象。改進措施:在干燥機出口設置熱電阻溫度計,當表溫在95℃以下,物料濕度大于3%,此時須將濕物料通過料斗事故排放口排出,通過與高溫物料混合進行干燥。
   分離器的分離效率,從實際運行效果看,分離器的分離效率要高于設計值,可達到99.6%以上。這不僅與物料比重較大、粒徑分布有關,而且還與分離器進口風速較大、筒體直徑較小有直接聯系,這就為適當降低進口風速,減輕設備磨損創造了有利條件。
    總結螢石礦粉壓球機生產線中(1)采用稀相正壓氣力系統輸送螢石粉,宜采用低混合比,設計推薦4.5~5。輸送氣流流速可采用21~23m/s。為減小因溫度和壓力變化造成的輸送末速度與初速度偏離過大現象,可采用分段擴大管徑的辦法。(2)從實際運行情況看,稀相正壓氣力輸送系統應用于小規模(如輸送量小于10t/h,輸送當量距離小于40m)的高溫螢石粉輸送,如果工藝參數設計得當,并采取一定的防磨損措施,完全是可行的。

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