电石厂 电石破碎转运 除尘系统设计要点

电石厂 电石破碎转运 除尘系统设计要点

针对电石厂电石破碎、转运环节的除尘系统设计，其核心挑战在于电石粉尘（CaC?）遇水或湿空气会发生剧烈反应，产生乙炔气体（C?H?），而乙炔是易燃易爆气体。因此，除尘系统设计必须将防爆、防潮、防反应放在首位，同时兼顾除尘效率。以下是关键设计要点：

一、 核心原则：安全第一（防爆、防潮、防反应）

1. 严格防潮防水：

    （1）系统密闭性：所有设备（破碎机、皮带机、溜槽、除尘器本体、管道、灰斗、卸灰装置）必须严格密封，防止外部湿空气侵入和内部粉尘外逸。

    （2）设备选材：优先选用不锈钢（如304、316L）或经过特殊防腐处理的碳钢，避免锈蚀产生水分或铁锈杂质。管道内壁应光滑，减少积灰。

    （3）保温与伴热：对于低温地区，极其重要！除尘器灰斗、卸灰装置、管道（尤其是可能产生冷凝的区段）必须配备有效的保温层和电伴热（或蒸汽伴热）系统，并配备温度监控报警。确保系统内部温度始终高于环境露点温度（通常建议维持在60-80°C或更高，具体根据当地气候和物料温度确定），防止水汽冷凝。

    （4）干燥空气反吹/清灰： 脉冲喷吹清灰必须使用经过充分脱水、脱油、干燥（露点温度远低于系统运行温度）的压缩空气。空气干燥装置（如冷冻式+吸附式组合干燥机）是必备设备，并需定期维护。

    场地排水：设备安装区域应设计良好的排水坡度，避免积水。

2. 本质安全与防爆设计：

   设备防爆等级： 所有电气设备（电机、风机、控制柜、阀门、仪表、照明、伴热元件）必须符合所在区域的防爆等级要求（通常为Zone 21/22， 根据IEC标准或ATEX标准）。选用Ex d, Ex e, Ex p, Ex i等合适防爆型式。

    泄爆装置：除尘器本体、管道、灰斗等压力容器/管道上必须设置符合标准的无焰泄爆片或防爆门，并确保泄爆口通向安全区域（室外无人空旷处）。

    隔爆装置：在除尘器进出口管道上安装隔爆阀，防止爆炸传播到上下游工艺设备或车间。

    防静电：整个系统（除尘器本体、管道、滤料、设备框架）必须可靠接地，接地电阻符合规范（通常<10Ω）。滤料应选用防静电型滤料（如基布中织入导电纤维）。法兰连接处使用防静电跨接线。

    惰化保护（可选但强烈推荐）：在除尘器灰斗、关键管道或整个系统内，考虑引入惰性气体（如N?）进行惰化保护，降低氧气浓度至安全水平（通常<8%），消除爆炸条件。需要配备氧气浓度在线监测和自动充氮控制。

    消除点火源：严格控制动火作业。系统内避免使用可能产生火花的工具或材料。风机叶轮应选用防碰撞火花材质（如铝青铜、铍铜合金）或进行特殊处理。

二、 工艺设计与设备选型

1.尘源密闭与捕集：

    （1）高效密闭罩：破碎机进料口、出料口必须设置坚固、严密的密闭罩。皮带机转运点（尤其是落差大的地方）应采用双层密封导料槽或全密闭罩，并设置缓冲锁气装置减少扬尘。

    （2）合理吸风量： 根据密闭罩形式、开口面积、物料落差、皮带速度等精确计算每个尘源点的最小控制风速和所需吸风量。确保能有效捕集粉尘，同时避免吸走过多物料或造成系统风量过大。优先考虑微负压设计。

   （3） 吸尘罩位置：吸尘罩应设置在粉尘产生气流最稳定、浓度最高的位置（如破碎机出料口正上方或导料槽尾部）。避免正对物料流，减少物料吸入。

2. 除尘器选型：

    首选：防爆型脉冲喷吹布袋除尘器

        （1）滤料防静电覆膜滤料是必须的：基布需织入不锈钢丝等导电纤维，表面覆PTFE微孔膜。覆膜能有效防止极细的、易吸潮的电石粉尘嵌入滤料深层，保持低阻力和高效清灰，极大降低粉尘在滤袋表面发生反应或板结的风险。滤袋材质需耐温（高于系统运行温度）。

        （2）清灰方式：高压脉冲喷吹，使用干燥压缩空气。清灰程序需优化（压差控制+定时），确保及时清灰又不过度（过度清灰可能增加粉尘在箱体内悬浮）。

        （3）结构设计：灰斗角度≥70°，内壁光滑（如衬不锈钢板），避免积灰。设置足够数量、易于检修的人孔门和观察窗。内部结构避免尖锐边角，减少积灰点。

        *防爆措施集成：如前所述，泄爆片、隔爆阀（或进出口隔离设计）、灭火接口、压差/温度/CO监测接口等。

    不推荐：湿式除尘器（直接接触水，危险！）、静电除尘器（高压放电火花风险）、普通旋风除尘器（效率低，无法满足排放要求）。

3. 风机与管道：

    （1）风机：选用防爆型离心风机。材质耐腐蚀（如玻璃钢、不锈钢）。风量风压需精确计算（考虑系统阻力、漏风、未来可能的变化）。电机防爆等级符合要求。

   （2） 管道：

        材质：不锈钢或耐磨内衬碳钢。

        设计：主管、支管风速设计合理（通常16-20m/s），避免过低（积灰）或过高（磨损）。管道坡度≥45°，避免水平管段（必须水平时，应尽量短，并设置清灰口）。弯头采用大曲率半径。合理设置管道支架。

        保温伴热：室外管道或可能产生冷凝的管道需保温伴热。

4.粉尘处理（卸灰与储存）：

    干法卸灰：绝对禁止用水冲洗或湿法排灰！

    卸灰方式：优先采用气力输送（如稀相输送）将粉尘直接密闭输送回工艺系统（如电石炉料仓）或专用密闭储仓。储仓也需保温伴热、防爆、惰化、干空气流化（防止板结）。

    机械卸灰（次选）：如必须使用星型卸灰阀+螺旋输送机：

        *   设备需防爆型。

        *   结构*防卡死、防摩擦过热（如大间隙卸灰阀、带过热保护的减速电机）。

        *   卸灰口必须严格密封（双层翻板阀或软连接）。

        * 卸灰频率高：减少灰斗内粉尘存量，缩短粉尘在系统中的停留时间。灰斗料位计监控。

        * 粉尘收集：卸入专用的、密封良好的防爆型吨袋或储罐，立即转运至安全区域妥善处理（如返回电石炉或专门的处理设施）。

       * 操作安全：卸灰操作必须在系统停机、泄压、惰化（如应用）、确认安全后进行。操作人员佩戴防护装备。

三、 监测、控制与联锁

1. 关键参数监测与报警：

    温度：除尘器各箱室、灰斗、进出口管道、伴热系统温度监测与超温/低温报警。

   压差： 除尘器进出口压差监测，指示滤袋堵塞程度，触发清灰或报警。

    一氧化碳  极其重要！在除尘器箱体内或出口管道安装在线CO浓度监测仪。CO是电石粉尘与水/空气反应或潜在闷烧的早期标志。设置低报、高报、高高联锁（如高高报时联锁停风机、关闭进出口阀门、启动惰化）。

    氧气浓度（如果采用惰化）： 监测惰化区域氧气浓度，联锁控制氮气供应。

    火花探测与熄灭（可选）：在关键管道（如除尘器入口前）安装火花探测系统，探测到火花自动喷水熄灭或联锁停机（需评估喷水引入水分的风险，通常更推荐联锁停机惰化）。

    灰斗料位：监测灰斗料位，高位报警并触发卸灰程序。

电石破碎转运除尘系统的设计，安全是压倒一切的首要目标。整个系统必须围绕防潮、防爆、防反应进行设计和选型，采用防爆型布袋除尘器（防静电覆膜滤料）、严格的保温伴热、干燥空气清灰、可靠的防爆泄爆措施、惰化保护（推荐）以及密闭干法卸灰。同时，配备完善的在线监测（尤其是温度、CO）和联锁保护系统，并辅以严格的运行管理和人员培训。任何环节的疏忽都可能导致严重的安全事故。务必遵守国家及地方的防爆安全规范和环保排放标准。建议在设计阶段即咨询专业的防爆除尘系统设计单位和安全评估机构。