(中國粉體技術網/班建偉)隨著國家對環境保護要求的日益嚴格,現有和新建燃煤含硫量大于 1% 的電廠必須建設脫硫設施。電廠脫硫工藝主要以石灰石/ 石灰—石膏濕法工藝為主,約占總容量的 86%。濕式制粉設備為濕式球磨機,干式制粉設備為立式輥磨機 (簡稱立磨)。
立磨為料床粉磨,與球磨機相比具有入磨粒度大、粉磨效率高、單位電耗低及節能環保等優點,比球磨機節能 40%~50%。另外,立磨系統為負壓操作,工作環境清潔,沒有濕式球磨機廢水、廢渣的環境污染,符合國家節能減排、安全生產的要求,目前立磨在脫硫制粉工藝中逐漸呈現出主導設備的趨勢。
原有集中加載方式的立磨存在規格大、產能低、選粉效率低及工作不平穩等問題,已經難以適應脫硫制粉大型化的要求。針對上述問題,北方重工集團成功開發出新型結構的脫硫立磨,并已經得到生產應用,設備運轉良好。
1 單輥加載立磨的技術特點
脫硫石灰石粉成品細度要求 45 μm (325 目) 篩余10%,遠高于水泥生料成品細度要求 (180 μm (80 目)篩余 14%)。物料成品細度越高,需要的碾磨壓力越大;產量越高,要求的選粉能力越強;物料含水量低,磨機進出口壓差需要保持平衡,入出磨溫度需要控制,這都給單輥加載立磨提出了更高的技術和工藝要求。
1.1 單輥加載
改變傳統集中加載模式,采取單輥高壓楔形加載系統 (見圖 1),將粉磨壓強提高了 1 倍 (見表 1),克服了集中加載加載力不均、振動大和碾磨比壓小的缺點。采用強力增壓粉磨機構,優化設計合理的磨輥和磨盤瓦的曲率;磨輥磨盤之間設計有楔形間隙,形成增壓區和高壓粉磨區。在增壓區內迅速壓實松散物料,并完成初碎和粉磨,在高壓粉磨區內完成物料終粉磨,解決了高壓粉磨存在壓力釋放的難題,提高了碾磨效率。
1.2 選粉效率
采用新型高效動靜態選粉機,使選粉效率達到90% 以上。運用慣性選粉、重力選粉和離心選粉原理,設計最優的分離通道,并采用先進的反向葉片密封技術,在低轉速下即可達到理想的分離效果。這不僅提高選粉效率,并且能夠有效減小磨機的通風阻力,降低系統風機電耗,而且采用變頻調速可使得細度調節范圍變寬,適應生產實際工況,從而降低磨機內的循環負荷。
1.3 穩定料層技術
石灰石物料含水量低,粉磨時磨輥和磨盤間的料層不易穩定,直接導致磨機運轉時振動過大。采用穩定料層綜合技術,設計可調高度式擋料環,以控制物料在磨盤上停留的時間;使用可調式噴口環以調整風速,達到合適的噴口環風速;控制選粉機回粉量以減少料床上的細粉;配備噴水裝置,必要時進行磨內噴水;采用具有減振功能的磨輥限位裝置,避免磨輥和磨盤由于料層不穩定而導致的直接接觸。在多種手段綜合作用下,單輥脫硫立磨的運行非常平穩。
1.4 立磨調試
在設計過程中,通過工藝平衡計算和對立磨進行工藝試驗等手段,初步確定了最佳脫硫立磨工藝參數,特別是風量、局部風速、壓力與磨機產量、成品細度以及分離器轉速等的匹配關系。在立磨調試時發現,如果磨機內粉磨過的物料不能及時排出,致使磨機內部物料過多,磨機負荷增大,料層不穩定,會導致立磨振動過大。單輥加載的磨機在調試時,幾乎不必考慮加載力的穩定情況,僅通過調整風料配比就可在很短的時間內使立磨正常運轉。
粉磨系統中與立磨相關的其他設備對磨機工作影響較大的是收塵器。立磨運轉時,如果袋式收塵器壓差過大,將導致細粉不能排出,磨機內過飽和,最后振動停機。在條件具備的前提下,單輥加載的立磨調試時間僅為 5~7 d。
單輥加載立磨與相近規格集中加載立磨相比,磨機的產量得到了大幅度的提高。表 2 表明單輥加載立磨完全實現了小規格、大產量的突破。
2 應用成果
某公司于 2009 年購買了 2 臺 MLT2650 型脫硫立磨,于 2010 年投產,設備運行穩定,達產達標。在該設備成功應用后,北方重工集團有限公司又成功開發出 MLT3250 型脫硫立磨,單機產能達到 100 t/ h,用于山東魏橋鋁業公司脫硫島項目。
3 結語
石灰石粉—石膏法是當前我國主流脫硫工藝,大型脫硫立磨可以取代傳統球磨和小型立磨作為該工藝的主機設備。若我國脫硫設施全部采用該種設備,每年可制備石灰石粉 3 250 萬 t,減排 SO2 2500 多萬 t,相比球磨系統節電 2 億 kW·h,并打破傳統的制粉模式,可在礦山就地建設大型干式脫硫制粉廠,供應周邊多個電廠,相比每個電廠都建小型脫硫制粉系統,規模效益十分明顯。因此脫硫立磨的研究制造,對于我國加強環境保護,減少污染具有相當大的意義。
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