摘要:工業(yè)除塵系統(tǒng)作為瀝青攪拌設備的重要組成部分,擔任著保證設備排放達標的重要任務,其在設備中的布置形式及一、二級除塵器之間的布置方式,突出體現(xiàn)了各廠家的設計思路和對除塵系統(tǒng)的不同理解,對各種形式的除塵器的研究有助于了解各廠家設備的特點,以更好的適應具體使用要求。
1 連續(xù)式和間歇式對除塵系統(tǒng)的要求
單個冷料倉的間歇式攪拌站于20世紀20年代問世,在北美以外的地區(qū)獨霸市場。間歇式攪拌設備的流程是將干燥后的骨料進行篩分。由于干燥后的骨料中超粒徑的材料被篩分出來并作為廢料,即便這些骨料能夠作為其它用途,但仍然被浪費了。盡管振動篩頂層的骨料能夠通過篩網(wǎng),但單骨料倉的級配并不一定能夠滿足混合料級配的要求。在這種情況下,攪拌樓體上的熱料倉或者出現(xiàn)溢流,或者出現(xiàn)空倉。一旦發(fā)生溢流,就必須暫停干燥滾筒向溢流的熱料倉中多放料,并補充出現(xiàn)空倉的熱料倉的料。巴博格林間歇式移動攪拌站篩分出的超粒徑骨料已經(jīng)干燥,這些被吐出的骨料參與了被篩分之前的全部流程,也參與了對設備部件的磨損,還耗用了燃油。隨著骨料生產(chǎn)工藝的發(fā)展,將骨料篩分成混合料生產(chǎn)所需的級配已不成問題,這就要求混合料生產(chǎn)商能夠使用多個料倉的冷料系統(tǒng)。超粒徑的骨料已不需經(jīng)過干燥程序,既節(jié)省了能源,又減少了設備磨損(見圖1)。
原材料被分開和混合幾次:在冷料倉被分開,在干燥滾筒被混合在一起,攪拌塔上的振動篩被再次分開(至少人們認為已被分開),在攪拌缸被再次混合在一起。這種原材料的處理過程是推動連續(xù)式攪拌設備發(fā)展的原因,但不是唯一的原因。
對使用回收料而又不增加設備負擔的關鍵是盡可能連續(xù)不斷地加入舊料。圖2展示了3種不同形式加入舊料對除塵能力的要求。連續(xù)式雙滾筒攪拌設備對除塵系統(tǒng)的能力要求最低,因為舊料是連續(xù)不斷地加入的。除此之外,雙滾筒具有使用50%舊料的能力,而間歇式攪拌站加入舊料的比例一般在30%左右。雙滾筒是目前世界上唯一能夠使用50%舊料而不需對舊料加熱的瀝青攪拌設備。當不使用舊料時,間歇式攪拌站和雙滾筒攪拌站對除塵能力的需求區(qū)別在于攪拌塔上的負壓除塵系統(tǒng)。
間歇式攪拌站使用舊料時的另外一個問題是熱料倉的骨料溫度:熱料倉中的超高溫骨料必須使用同樣比例的舊料直至熱料倉中的超高溫熱料使用完,使間歇式攪拌站失去了可以隨時生產(chǎn)不同級配的靈活性。任何形式的設備使用回收料,就猶如將冷水和熱水混合而獲得溫水的道理是一樣的。
所有間歇式攪拌站需要面對的另一個問題是振動篩的效率。隨著產(chǎn)量的增加,篩分效率降低。結(jié)果,應該進入1號倉的料被帶入了2號倉,這可能會改變混合料的級配。1號熱料倉中的料占混合料重量的40%~50%,而表面積占了混合料骨料總表面積的75%~90%。最關鍵的是,級配控制從冷料倉開始也在冷料倉結(jié)束。將攪拌塔上的震動篩和熱料倉作為能夠完全控制混合料級配的手段,這種認識是錯誤的。1號熱料倉中細料的表面積比其它熱料倉中的材料表面積要大出不少。1號熱料倉非常容易造成離隙,這是由于它本身的形狀、干燥的材料和材料顆粒的不同而造成的。
2 除塵系統(tǒng)3種形式
除塵系統(tǒng)作為瀝青攪拌設備的重要組成部分,擔任著保證設備排放達標的重要任務,其在設備中的布置形式及一、二級除塵器之間的布置方式,突出體現(xiàn)了各廠家的設計思路和對除塵系統(tǒng)的不同理解。對各種形式的除塵器的研究有助于了解各廠家設備的特點,以更好的適應具體使用要求。
除塵器布置的基本思路:應盡量靠近干燥滾筒和拌合主樓體,一、二級除塵器之間也應緊湊,這樣可以縮短管道的長度,減少壓力損失和泄露,防止粉塵嚴重沉積破壞除塵系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。如果由于設備整體布置的煙道必須加長,就必須增加風速,從而避免積塵。
以下是幾種常見的除塵系統(tǒng)的布置形式。除塵系統(tǒng)位于干燥滾筒的正上方,這樣就可以使主煙道極大的縮短,并且使煙道的轉(zhuǎn)折處過渡得更加順暢,結(jié)構(gòu)非常緊湊,并且因為除塵器與干燥滾筒采用上下布置,所以節(jié)省占地面積。此種布置方式適合一級除塵器與二級除塵器采用一體式設計,即一級除塵器采用沖擊式慣性除塵器直接與袋式除塵器相連,即引風機的位置設置不同。
J2000型采用將引風機直接安裝在袋式除塵器出風口,省去了除塵器與引風機間的煙道,結(jié)構(gòu)進一步簡化和緊湊。4000型則將引風機置于地面,在除塵器與引風機間用較長的煙道連接,這樣布置可減少引風機運行時所產(chǎn)生的振動對機器的影響。兩者差別是出于不同的設計理念,J2000型設計思想就是要高度的集成化、模塊化、安裝簡便,加之因其屬于中小型攪拌設備,所以引風機相對也較小,風機運行對樓體的影響可以通過較穩(wěn)固的機架和相應的懸浮式減振上有差別,但同樣可以將干燥滾筒與除塵器間的主煙道設計的比較短,由于除塵系統(tǒng)位于地面,其與引風機間的煙道也較短。另外,此種方式可以比較方便地根據(jù)場地的具體情況來改變布置。當一級除塵器采用蝸殼濃縮分離器與袋式除塵器配合時,因蝸殼濃縮分離器的結(jié)構(gòu)原因,這種一級除塵器與二級除塵器只能采取相互獨立,利用煙道彼此連接的方式。這樣的組合會相應增加占地面積,同時增加煙道的結(jié)構(gòu)長度。但是由于這種一級除塵器較沖擊式慣性除塵器有著高效可調(diào)節(jié)的優(yōu)勢,所以也是目前瀝青攪拌設備常用的一種除塵系統(tǒng)解決方案。
(1) 同軸布置形式。
ACTEC3000型瀝青攪拌站同軸布置形式的一、二級除塵器布置是蝸殼濃縮分離器與袋式除塵器組合緊湊型布置的較為典型的一種,一級除塵器與二級除塵器采用同軸布置,兩者間用很短的煙道連接。這是一種比較理想的布置方式,但是由于各設備整體布置上的差異,這種方式也會受到整體布置的制約。
(2) 垂直布置形式。
另外,還有一種3000型攪拌設備除塵系統(tǒng)的布置實例是其蝸殼濃縮分離器的軸線與袋式除塵器的軸線相互垂直,兩者之間利用帶有彎頭的煙道連接,這樣布置是為了配合整個攪拌設備的全局規(guī)劃。
(3) 并聯(lián)袋式除塵器。
袋式除塵器并聯(lián)是運用在大型瀝青攪拌設備中的一種袋式除塵器布置方式,其目的主要是為了解決在大型設備中為滿足除塵量加大,袋式除塵器布袋數(shù)量增多而造成的除塵器過長、壓力損失過大的問題。它是將2個相同的袋式除塵器平行布置,利用三通煙道分別連接兩除塵器的進出口,在工作中使煙氣均勻分配給2個除塵器進行處理,處理后的氣體又合并到一起進行排放。并聯(lián)袋式除塵器長度縮短,結(jié)構(gòu)更加緊湊,同時引風機無需過分增大,在大型瀝青攪拌設備設計中是一種較為理想的解決方案。
從以上各種除塵器的組合和布置形式可以看出,除塵系統(tǒng)與攪拌設備的其他系統(tǒng)一樣,在設計時必須先進行統(tǒng)一的考慮和布置,總體方案確定后才能進一步細化設計,確定具體的實施方案。
3 結(jié)束語
我國瀝青攪拌設備的除塵系統(tǒng)有以下主要特點:骨料含粉塵量大,含水率變化大,除塵系統(tǒng)負荷大,骨料來源亂,顆粒形狀與組份雜,加熱骨料的燃料品種多,對除塵系統(tǒng)的適應性提出了苛刻的要求;除塵系統(tǒng)在較高溫度下連續(xù)工作,對廢煙塵溫度、廢氣流量和布袋除塵器的除塵等都要適時的進行調(diào)控;煙塵和粉塵來源于骨料干燥和振動篩分過程,而除塵與干燥和振動篩分過程相互影響,最終會影響混合料質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此,它的設計和使用既要考量除塵效果,又要考慮對混合料質(zhì)量和生產(chǎn)率的影響。
針對瀝青攪拌設備大型化、精確化、環(huán)保化等趨勢,結(jié)合前文中對各種一級除塵器以及二級除塵器的研究討論,蝸殼濃縮分離器與并聯(lián)式袋式除塵器的組合是一種比較理想的配置組合形式。
西筑集裝箱式除塵系統(tǒng)配有一級慣性除塵器和二級布袋除塵器,結(jié)構(gòu)緊湊美觀、除塵效率高。采用了獨特設計的二級布袋除塵器,過濾面積大,易清理,有高低溫報警,超高溫自動保護裝置。采用保溫式箱體,美國杜邦公司進口材料制作的布袋,大大提高了除塵效率及布袋使用壽命。