锂云母酸化窑尾气除尘器设计.pdf

江西化工
2016年第4期
锂云母酸化審尾气除尘器设计
罗光华李广梅
(江西锋锂业股份有限公司设计部,江西新余338015)
摘要:锂云母酸化審需要增设尾气除尘器。计算尾气风量、尘量及粒度上下限后,
根据实际情况,选取了四种大类中简单可靠的机械式除尘器,并对重力沉降、惯性分离、旋
风除尘进行了设计计算。结果表明,旋风除尘器占地小、造价低,是最选方案
关键词:除尘器机械式重力沉降惯性分离旋风除尘
锂云母车间酸化窑运行时,由于尾气除尘器相距
由于酸化窑尾气和转型窑尾并联后进入处理系
校远,管道常有堵粉的现象,造成窑内负压不够、酸气统,负压较低,按-500pa考虑。根据柏努利方程有0
外溢,需要就近增设除尘器。本文试作设计。
5p2=P,其中P=500a,p=1.293kgy/m,可得vy=
除尘装置按工作原理分,有机械、湿式、静电、过滤2.8m/a,即漏风点风速。
四类。本工况不适用湿式除尘,而静电和过滤除尘
漏风点有窑头进料螺旋漏、窑头/尾罩缝隙、窑尾
设备占地和投资很大,优先考虑机械除尘。机械除尘出料刮板。进料螺旋尺寸为150mm,基本被拌酸料泥
器主要有重力沉降室、惯性沉降室、旋风分离器三膏封死,不漏风。窑头罩、窑尾罩缝隙宽度按0.5mm,
类
漏风长度按周长的1/3,窑体直径为1.2m,易计算漏风
一、尾气风量
面积合计为0.0013m2。窑尾出料刮板的出口均插入液
酸化窑尾气包括硫酸受热分解产生的S03气体、面以下形成液封,基本不漏风。则漏风量为0
H20蒸汽、反应产生的F气体,以及缝隙漏风。
035N2/,折241m3/h。
按ICE产量1000a、原矿单耗15t、含F率3
两者相加,可知尾气风量合计为405m3/h,窑内水
0%、料酸比4:1、脱氟率100%、酸分解率5%计算,尾平风速=0.10m/s。设计时取500m3/h。
气中S03、H20、HF分别为0.27、0.27、3.29kmo/h。t=
二、粉尘粒度
℃,z=1,V=164m2/ho
80.0
40,0
0.0
0,1
1.0
1000.0
图1锂云母渣的粒度分析
粒度分析要搞清两个问题,一是酸化窑能吹出的
d:临界粒径,即可吹起的最大粒径;
最大;ニ是风管能吹走的最大。除尘器需要去除
uい:流体速度,u=u,==0.10m/s;
的,正是d“和d之间的粉尘。
μ:流体运动粘度,250℃空气为2.78x10-Pa.s;
先分析d",如图1。可知dm=0.10um,d1o=5um,
p:粉尘真密度,2000gm3;
dsn =48um, d%o =90um, d4.=180um,
p;流体密度,250℃空气为0.67m。
根据斯托克斯定律,有
以上数据代入公式,易得,d山=0.0000m,即
50um。查图1,d3=50um,即53%的粉尘可被吹走,这
uo ' A
(p-p)g
个比例应该是偏大的。
其中:
实际上窑内纵向速度u,一定小于水平速度u,假
万方数据
2016年8月
锂云母酸化窑尾气除尘器设计
设,=0,5=0.05m/B,易得d=35um。查图1,d=可见,微分(Dif)线有两个峰,分别在15um和150um
35um,即30%的粉尘可被吹走。即d=35um
处,第二个峰显然是因为细粉团衆造成的二次粒子峰,
取酸化窑排风管积灰做粒径分析,如图2。由图2应予排除。
0
Sae(Hm)
2改化密排风管积灰粒径分析
图1中,D线在D=70um后迅遠下降,并
在约2.5Dm=115um处左右楚于0。图2中, Msx
15mm,则应在2.5Da37um左右趋于0。这与前面的
计算结果高度接近,说明d35um的结论是可信的。
图2中,Cumu(35um)~70%,说明一次粒子占比70%,
3カ沉结构及原理
二次粒子占比30%。
浮力阻力共同影响,符合斯托克斯公式。
下面再来分析ど。从密尾集气軍到尾气处理系统
沉降室内叫ー一般取0.4-1.0m/a。由于本设计中
的风管管径取103,内径为100m,水平管长度为粉尘粒度很小,取下限道=O.4m/a。易得沉降室流道
120m。计算管内流速为14.3m/,流动时间为8.4。面积为0.28m2。面按W:H=4:1,陽得W=L.06m
则临界沉降皮u=0.05/8,4=0.06m/s,临界直径H=0.27mm
为d=12.3um。Cmu(12.3um)35%,说明沉降室需
为使d=12.3um粒子在沉降室内分高,则?=u
达到的除尘效率为35%/70%=50%。
=0.0%6m/a,沉降室内停留时间で=/ue=44,沉降
三、力沉降
室长皮L=い×Td=17m,这个长度工程上无法接受。
力沉降室是最简单的分离设各,粒子在通过沉
为减小设备长度,可以内量多层水平隔板,提高
降室前落人灰斗,即可实现气分高。粒越大越貸,WH比位。为保近清灰一般不超3层隔板,即分成4
水平运动距离越短。如图3。
个隔室,每个隔室的高度h=H/4=D.07m,Ta/ue=
其尿理是粒运动这度有两个分量,一是水平速11a,沉降室长度L=叫xTd=4.2m,总长在5m左右,仍
度,基本与气流速度相当;二是垂直遠度ロ,受賞カ、然较大。设计尺寸如图4。
4力沉降_设计尺寸图
实际上,重力沉降室一般只能作初级净化,除去最粉尘分离,称反转式,如图5-d~f。
大最重的颗粒,用于分高d>50pm的尘粒。穿过沉降
选第一类冲击式惯性沉降室设计,其折流角度为
室的颗粒物必须用其它的装继续捕樂。
180°,转向局部如图6?。图中圆心0是折流板增点
四、性除尘蜜
沿0°方向与下一块折流板交于R,板忽略不计,板阿
性除尘室若依愤性力,使含尘气流与挡板相距OR=d。
,称冲击式,如图5-a~c。若通过气流急別変向与
在扇形OAR中,粉尘粒子受两个作用力推动。一
万方数据