电石渣制粉方案

柳州发电有限责任公司2×200MW机组烟气脱硫改造工程配套电石渣干燥制粉装置系统技术方案浙江菲达环保科技股份有限公司天华化工机械及自动化研究设计院二○○二年六月浙江菲达环保科技股份有限公司第3页目录1、工艺流程2、主要设备介绍3、电气及控制4、设备一览表（两条线）5、公用工程消耗（两条线）5.1蒸汽消耗5.2压缩空气消耗5.3电量消耗附件一、P&D流程图浙江菲达环保科技股份有限公司第4页1、工艺流程电石渣干燥制粉技术是兰州瑞德干燥技术有限公司，在试验研究基础上开发出来的组合干燥技术，主要由一级桨叶预干燥和二级微粉干燥组成，电石渣干燥系统流程见附图。工艺流程介绍如下：前段工序来的电石渣原料湿含量为38%(wt)左右，分成两路，并通过两台双螺旋加料机、两台皮带输送机连续均匀地进入两台间接加热桨叶干燥机内。在0.3MPa（G）饱和蒸汽的间接加热下，水分迅速蒸发。一级干燥后产品水分的控制通过调节桨叶干燥机溢流板高度来实现。因电石渣的粒径较细，干燥过程中蒸发的水分由排风管排出时夹带较多，需用湿式除尘器洗涤后才能排空。经预干燥后物料的湿含量降低至12%(wt)左右，为松散的粉状物料。两股物料合并后，由输送螺旋机送入微粉干燥机进行二级干燥。经一级干燥后的物料由螺旋输送机连续均匀地加入到微粉干燥机后，在干燥机底部的回转搅拌器和热空气的共同作用下，物料被迅速干燥打散。干燥后的物料随热风在干燥机内部旋转上升，在干燥机的顶部装有分级器。微小的颗粒通过分级器被热风带出干燥机后，由后续的分离装置收集；大的颗粒与后续的湿物料混合后被进一步粉碎。由于干粉与湿物料的反混，改善了粘壁和成团现象。经微粉干燥后物料的湿含量降为1.5%(wt)，成为合格产品。产品的回收采用旋风分离器—袋式除尘器两级回收系统，除尘器均带有密闭的卸料器，确保车间没有粉尘飞扬。2、主要设备介绍2.1桨叶干燥机浙江菲达环保科技股份有限公司第5页SK型桨叶干燥机是兰州瑞德干燥技术有限公司开发的一种间接加热型干燥机，较传统的盘式干燥、流化床干燥、气流干燥有诸多优点，其核心设备是SK型间接加热桨叶干燥机(也称双轴搅拌干燥机)。具体介绍如下：2.1.1结构SK桨叶干燥机主要由热轴、机身、端板、上盖及传动系统等组成，其结构见图1。桨叶干燥机采用水蒸气作为热源，工作时干燥机的两根空心热轴和空心夹套都通入蒸汽，通过器壁对湿物料进行加热干燥。同时，湿物料在空心热轴的搅拌下逐渐向出料口移动。图1SK桨叶干燥机结构示意图2.1.2特点SK型桨叶干燥机有以下特点:⑴搅拌均匀，干燥效果好。SK桨叶干燥机在工作中两根热轴不仅是主要加热面，而且不停的转动，物料得到最大限度的混合，物料的干燥效果优于盘式干燥。⑵热轴可相互啮合，具有自清理作用，可防止物料粘壁。浙江菲达环保科技股份有限公司第6页经验表明，滤饼状物料粘结性很强，极易粘附在传热面上从而影响传热及干燥效果。SK桨叶干燥机的两根热轴相互啮合，当物料粘附到一定程度后可自动清除，从而避免了干燥过程中传热与干燥的恶化。⑶能耗低，操作费用小SK桨叶干燥机的热效率高达90%，操作费用仅为气流干燥及微粉干燥等热风型干燥器的30%。⑷粉尘夹带小，物料损耗少SK桨叶干燥的排风主要为水蒸汽及少量载气，其排风量仅为热风型干燥排风量的八分之一，而且排出气体主要为水蒸汽，所夹带的物料易回收，粉尘回收装置小，设备简单。⑸设备占地面积小，设备总投资少虽然热风型干燥设备的投资小，但其附属设备较多，有空气加热器、旋风除尘、袋式除尘等多台设备，占地面积大，基建投资高于SK桨叶干燥的投资，且操作维护费用高。因此总投资高于SK桨叶干燥机。⑹设备操作弹性大，运行平稳可靠采用SK桨叶干燥有多种手段控制干燥程度，而且由于附属设备少，因此操作简单，运行平稳。2.1.3技术水平国外对这类设备的开发始于60年代，首先由西德开发成功，后日本购买其技术，并作了进一步的研究与开发，日本奈良公司是此项技术的代表，其先后开发出T型(双轴)和W型(四轴)两大类多种规格产品，在石油化工、染料、食品等行业得到广泛应用。浙江菲达环保科技股份有限公司第7页80年代国内开始间接换热型桨叶干燥（冷却）机的研究。有组织、系统化的大规模开发工作开始于90年代，大连4万吨/年聚丙烯粉末干燥机的消化吸收是间接加热型桨叶干燥机发展的里程碑。1990年中国石油化工总公司国产化办公室组织化工部化工机械研究院、北京石化工程公司等单位开始了聚丙烯粉末干燥机的消化吸收，先后完成引进设备测绘、传热软件开发、轴功率计算、热轴开发等多项攻关内容，掌握了桨叶干燥机的结构及技术核心，开发出一套设计、计算方法，完成2.5m2、10m2、15m2、25m2、60m2、105m2、115m2、125m2、140m2、160m2、180m2等多种产品的开发，建成国内第一套桨叶干燥（冷却）试验装置，为国内双轴干燥（冷却）研究提供了试验基地。在大型桨叶干燥(冷却)机的设计及结构开发方面，兰州瑞德干燥技术有限公司作了大量工作，解决了传热计算、轴功率确定、热轴结构设计、材料选择等技术难题，为兰化公司ABS装置研制成功SAN桨叶干燥机，使我国干燥机技术水平有了大幅度的提高，通过对热轴的专门研究，开发出超过日本奈良公司(我国引进聚丙烯粉末干燥机的主要供货商)具有世界先进水平的新型热轴结构，传热系数有了大幅度提高，加工工艺得到简化，引起世界同行的关注。我国桨叶干燥（冷却）机在其关键部件热轴结构开发方面已超过国外，总体技术达到国外同类产品水平，具备大型桨叶干燥（冷却）机的设计、制造能力。2.1.4工业应用及业绩兰州瑞德干燥技术有限公司研制的SK型桨叶干燥机已经成功应用于：浙江巨化集团电石渣干燥制粉装置、河南中州铝厂氢氧化浙江菲达环保科技股份有限公司第8页铝微粉干燥装置、蒙西高新材料股份有限公司和山西芮城烟叶复烤厂、安徽巢东纳米材料公司、山东盛大纳米材料公司的纳米碳酸钙干燥装置以及蒙西高新材料股份有限公司纳米氢氧化铝干燥装置。2.2微粉干燥机2.2.1结构图2微粉干燥机结构示意图1—分级器2—出风口3—加料器4—搅拌器5—进风口浙江菲达环保科技股份有限公司第9页微粉干燥机是集干燥、破碎、分级为一体的多功能干燥机，主要由回转搅拌器、筒体和分级器三个关键部件组成，其结构见上图2。物料经加料机进入干燥器后，被回转搅拌器其打散、破碎，回转搅拌器的型式不同，对物料的破碎程度不同。回转搅拌器的主要作用是将团聚物料打散，使团聚的大颗粒，变成团聚粒径符合要求的产品。回转搅拌器也对热风在干燥器内的流动产生影响，其转动过程可改变热风运动方向，从而使物料以旋转的方式向上移动，进入干燥器的分级器。微粉干燥器的分级器为离心机械式气流分级机械，它依靠叶轮高速旋转而产生的离心力和气流向心力之间的作用把微粉或超细粉粒与较粗的粒子分开，粒径符合要求的物料经过分级器，由热风送入旋风和布袋除尘器作为合格产品回收；粒径大于要求的物料在离心力的作用下，撞击在设备筒体内壁后返回底部，在回转搅拌器和热风的作用下进一步干燥破碎，直至合格后进入后续的收集装置。2.2.2特点与传统的旋转闪蒸干燥机相比，微粉干燥机具有许多特点：①产品均匀：干燥、破碎、分级在一个系统中完成，产品的湿含量和粒度均匀一致。②产品粒度无级可调：微粉干燥机的出口设有分级器，可以方便地控制产品的粒径。③产品湿含量可调：通过调节热风温度，可对产品的湿含量进行控制。④总传热系数大：由于搅拌器的高速旋转和破碎，物料的换热浙江菲达环保科技股份有限公司第10页表面积迅速增大，换热过程大大增强。另外分级器的搅拌作用也提高了传热系数。⑤节省空间：由于总传热系数大，干燥、破碎、分级在一个系统中完成，故设备结构紧凑，占地面积小，热损失比常规的热风型干燥机小。2.2.3技术水平在微粉干燥机的技术开发方面，兰州瑞德干燥技术有限公司做了大量的工作。在大量试验研究的基础上，兰州瑞德干燥技术有限公司已完成了微粉干燥机的回转粉碎机、分级器等关键部分的开发和工艺设计，制订了加工工艺，建成了国内第一套微粉干燥试验装置，目前已完成φ350～φ1600等系列产品的开发。2.2.4工业应用及业绩兰州瑞德干燥技术有限公司在国内率先研制成功了微粉干燥机，并且已经工业化。兰州瑞德干燥技术有限公司研制的微粉干燥机已经成功应用于：河南中州铝厂氢氧化铝微粉干燥装置、山西芮城烟叶复烤厂、安徽巢东纳米材料公司、山东盛大纳米材料公司的纳米碳酸钙干燥装置以及蒙西高新材料股份有限公司纳米氢氧化铝干燥装置。3、电气及控制电气控制系统是电石渣干燥系统的重要组成部分，是其核心技术之一，性能好坏直接影响整套装置的稳定运行、产品质量及设备的安全。3.1控制内容及要求浙江菲达环保科技股份有限公司第11页⑴8000kg/h两条生产线采用一套计算机控制系统，两条生产线可以同时或单独一条独立运行。⑵电气传动系统在计算机控制的同时，关键设备设置现场操作柱，用于紧急停车。关键处设备有电流检测和过流报警功能，防止电机过热烧坏损坏和电机已经停止而无人发现的情况的发生。⑶对微粉搅拌器，微粉分级器采用变频调速控制；⑷温度、压力等参数由计算机集中控制的同时关键点设置就地指示仪表；⑸湿式除尘器、污水槽设置液位控制系统，用于控制湿式除尘器的进水量及污水槽的排放量；⑹蒸汽压力的波动对干燥过程中产品质量保证至关重要，进干燥机和空气加热器的蒸汽均设置蒸汽压力控制系统，用于稳定蒸汽压力及流量。3.2控制方案3.2.1设计原则⑴满足机械设备和生产工艺对控制系统提出要求；⑵在满足控制要求、技术指标的前提下，尽可能使控制系统简单、经济，具有较好的性能价格比；⑶确保整个系统安全、可靠；⑷满足各种环境下能连续长时间不停车生产的工业化要求；⑸为了将来发展的需要，在设计时，控制系统的容量、功能等应有适当的裕度，以利于调整、扩充；⑹设计中充分体现目前国内外工控领域自动化的技术水平，确保干燥控制系统的先进性。浙江菲达环保科技股份有限公司第12页3.2.2控制原理及方案。电石渣干燥系统控制原理如图1所示。控制系统以PCC(programmingcomputercontroller)为控制核心，完成整个系统的控制。以工控机为人机界面，完成人与系统的信息交流和整个系统监视。现场温度、电流、负压、正压、流量等模拟信号通过变送器转换后形成工业标准信号送入PCC模拟量模块，经过实时采集，滤波。去除干扰后，被送入模数（A/D）转换器，转化为数字量送入PCC的中，由CPU自由使用和支配，根据系统需要完成各种运算。开关量信号由PCC的开关量模块处理。输入信号经过开量输入模块处理后送入PCC，由CPU完成运算及逻辑判断。当需要有开关量输出时，CPU输出开关量到模块，经过输出模块的放大可以直接控制强电接点开闭，完成电机的启动停止等开关量的操作。下位机的数据全部通过通讯模块传送给上位机。上位机具有高速运算和强大的图形处理能力，大容量的信息存储能力及良好的数据交换能力。屏幕上显示干燥系统的整体工作情况，可对下位机采集的数据实时地反映在屏幕上，温度既有数字显示又有曲线显示，可查看历史数据及实时数据可。人机界面存储器工业控制计算机（上位机）图1电石渣干燥系统控制原理图可编程计算机控制器（PCC下位机）电源模块CPU模块通讯模块温度模块开关量模块电流模块DCS系统变频器热电偶加热器接近开关电流变送器浙江菲达环保科技股份有限公司第13页3.3PCC技术介绍可编程计算机控制器，简称PCC（programmablecomputercontroller），作为一个全新的概念于90年代中期在工控界提出，它是一种不同于可编程逻辑控制器PLC（programlogiccontroller）的新一代可编程计算机控制器，代表了当今工业控制技术的发展趋势。PCC是在PLC的基础上发展起来的，它不但吸取了PLC的全部优点和IPC（工业控制机）的长处，而且它自身的优势非常明显。PCC中采用了分时多任务操作系统，编程者可以十分灵活地利用操作系统调度管理整个系统，摆脱了PLC中单个程序对硬件的依赖，这对整个系统的运行，维护都有重要的意