高洪波，郝麗君，劉開連

（1.北京排水集團(tuán)污泥處置分公司，北京 100021；2.機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司，北京 100044）

0 引言

一般脫水污泥含水率在75%～80%?；靥盍习凑账捎貌煌墓に嚭试?5%～60%。輔料可根據(jù)污泥處置廠當(dāng)?shù)氐牧显辞闆r合理選擇，適用輔料的原料比較多，比如秸稈、花生殼、磨菇渣等等，其含水率也各不相同，三種料倉中由于回填料的粘度大、流動(dòng)性較差，常在料倉內(nèi)部出現(xiàn)架橋、起拱的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都嚴(yán)重制約著物料混合的效率和均勻性。

在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)料倉起拱位置變化不定，因此單單從改變料倉本體的外形很難保證料倉內(nèi)物料的順利排出，對(duì)于回填料這種特性的物料必須要在料倉內(nèi)部安裝動(dòng)力裝置進(jìn)行強(qiáng)行的破拱，才能滿足污泥處置工程中混料系統(tǒng)的高效、連續(xù)生產(chǎn)的要求。

1 破拱方式在工程上的應(yīng)用現(xiàn)狀

污泥處置行業(yè)中發(fā)酵后的物料是由脫水污泥、回填料（部分發(fā)酵后的物料）、輔料按一定的配比混合而成，混合過程見圖1。

圖1 混料系統(tǒng)的流程圖

料倉在諸多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，按照各生產(chǎn)行業(yè)中物料特性以及在工程使用中所采用的料倉種類也出現(xiàn)了不同形式的破拱方式，比如空氣炮法、振動(dòng)電機(jī)振打法、機(jī)械齒耙撥料法、液壓滑架法、鏈板提升法等等。

（1）震動(dòng)破壞：在易結(jié)拱區(qū)倉壁外側(cè)安裝倉壁振動(dòng)器，見圖2。

（2）充氣：在易結(jié)拱區(qū)安裝壓縮空氣噴嘴，用壓縮空氣噴射，從而松散壓實(shí)物料不使結(jié)拱。

圖2 振動(dòng)器圖

以上兩種方式比較適合于粘性不大的脆性物料，且只適用于料口錐角比較大的淺倉中。由于此種物料在堆積的時(shí)候物料之間會(huì)有一定的搭接空間，這樣在震動(dòng)或者充氣時(shí)，物料就會(huì)形成一種新的流動(dòng)趨勢(shì)，從而到達(dá)破拱的目的。但此種破拱形式對(duì)于物料粘性較大而料倉高度較高的情況下不適合用此種方式。（3）機(jī)械強(qiáng)制式破拱：采用機(jī)械破拱的方法很多，這里面提及了適合于楔形料倉的幾種典型破拱方式，如倉壁處設(shè)置可升降的插板；在料倉頂部掛上錘鏈或圓盤；在倉內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)破拱裝置，見圖3。目前，經(jīng)過長時(shí)間的料倉廠家調(diào)研以及相關(guān)破拱資料的收集，針對(duì)龐各莊污泥處置廠的這種含水率高，帶有粘性的返混料及輔料，有的起到一定的效果，但不能徹底解決起拱的問題。

2 新型破拱裝置的研制

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)低廉、技術(shù)可靠的撥料式料倉破拱裝置，見圖4，此裝置主要包括料倉、破拱裝置、輸送裝置，料倉下部設(shè)有破拱裝置，底部設(shè)有輸送裝置，破拱裝置包括多個(gè)與輸送裝置，平行放置的破拱器，破拱器為軸狀物，在破拱器軸向等間距的設(shè)置了多個(gè)固定的撥料齒耙，本發(fā)明的料倉破拱裝置主要應(yīng)用于污泥處置行業(yè)，倒梯形倉體從理論上杜絕倉內(nèi)物料由于倉壁面作用而起拱，破拱裝置一方面可以支撐上部的物料，減小上方帶有粘性的擠壓輸送裝置，另一方面可以保證截面上各處的物料都能下落，避免存在滯料區(qū)導(dǎo)致其上部物料起拱。

采用上述方案后，本發(fā)明的撥料式料倉破拱裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）撥料式料倉破拱裝置適用于各種粘度大、流動(dòng)性較差的料倉破拱。

（2）結(jié)構(gòu)簡單、流量可控，可連同料倉及輸送裝置做成一體化設(shè)備；

（3）在出料方向的倉壁上可安裝檢修門，便于齒耙的更換及其他部件的維護(hù)，不影響生產(chǎn)。

圖4 撥料式料倉破拱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

3 新型破拱裝置的實(shí)驗(yàn)研究

（1）實(shí)驗(yàn)方法。在實(shí)驗(yàn)開始之前，首先要測(cè)定回填料的含水率，測(cè)定方法采用建設(shè)部污泥監(jiān)測(cè)行業(yè)檢測(cè)法——微波爐檢測(cè)法，從準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)用的回填料堆體上取3～5g，放到托盤天平上，讀取物料的重量，然后將稱好的物料放置微波率進(jìn)行烘干，烘干后取出再次測(cè)量物料的重量，兩次的重量的差值就是物料中含水份的重量，測(cè)量過程見圖5、圖6。

圖7 撥料式破拱實(shí)驗(yàn)裝置

按照上面的測(cè)量方法既可測(cè)量出回填料的含水率，由于不同含水率的回填料的粘度和流動(dòng)性都不一樣，為了充分驗(yàn)證該新型裝置的可靠性，可以把物料的含水率按 30%、35%、40%、45%、50%劃分成5個(gè)組實(shí)驗(yàn)，分別將調(diào)好含水率的物料投入到實(shí)驗(yàn)裝置中，見圖7，觀察不同含水率物料的排出時(shí)間以及是否在料倉中出現(xiàn)架橋、起拱的現(xiàn)象。

（2）實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果。由于每組含水率的實(shí)驗(yàn)過程都是一樣的，這里只對(duì)含水率為50%物料的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果進(jìn)行了描述總結(jié)：①將含水率為50%的回填料填滿實(shí)驗(yàn)料倉，物料在料倉內(nèi)停留5分鐘后，開啟撥料器、螺旋輸送機(jī)，觀察出料的效果；②將含水率為50%的回填料填滿實(shí)驗(yàn)料倉，物料在料倉內(nèi)停留24小時(shí)后，開啟撥料器、螺旋輸送機(jī)，觀察出料效果；③將含水率為50%的回填料填滿實(shí)驗(yàn)料倉，物料在料倉內(nèi)停留24小時(shí)后，在料倉上方加重量塊將物料再次壓實(shí)，開啟撥料器、螺旋輸送機(jī)，觀察出料效果。以上三種實(shí)驗(yàn)完成后，發(fā)現(xiàn)物料在倉內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)拱的現(xiàn)象，而且從螺旋輸送機(jī)輸出物料也比較均勻，由于污泥行業(yè)中回填料含水率一般在30%～50%之間，而50%的含水率狀態(tài)下回填料的流動(dòng)性最差、粘度也是最大的，因此，該種新型破拱裝置可以滿足污泥處置行業(yè)中混料系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)的要求。

4 結(jié)論

基于污泥處置行業(yè)中料倉的使用現(xiàn)狀、物料的特性以及現(xiàn)有破拱技術(shù)的形式，本文提出了一種有針對(duì)性的全新的料倉破拱裝置，該裝置一方面可以支撐上部的物料，減小上方帶有粘性的擠壓輸送裝置，另一方面可以保證截面上各處的物料都能下落，避免存在滯料區(qū)導(dǎo)致其上部物料起拱。

為了驗(yàn)證該破拱裝置在工程中應(yīng)用的可行性，特別挑選了50%的含水率的物料（該狀態(tài)下回填料的流動(dòng)性最差、粘度也是最大的）進(jìn)行了帶料實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)物料在倉內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)拱的現(xiàn)象，而且從螺旋輸送機(jī)輸出物料也比較均勻，因此，該種新型破拱裝置可以滿足污泥處置行業(yè)中混料系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)的要求。

[1]郝麗君，蘭軒花，胡建成，周書征，劉開連.料倉在污泥處置行業(yè)的應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程，2012，1.

[2]李志義，王淑蘭，等.粉體料倉的合理設(shè)計(jì)[J].化工裝備技術(shù)，1995，3.

[3]Chulze D.Chem.lng[J].tech,1995,67(1):60～68.