張國(guó)豐

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

電石灰制備石灰乳二次化灰用轉(zhuǎn)筒篩設(shè)計(jì)

張國(guó)豐

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

簡(jiǎn)要介紹了電石灰制備石灰乳項(xiàng)目的生產(chǎn)過(guò)程以及存在的一些問(wèn)題，通過(guò)增加轉(zhuǎn)筒篩系統(tǒng)使其得以解決。詳細(xì)介紹了轉(zhuǎn)筒篩的設(shè)計(jì)過(guò)程，轉(zhuǎn)筒篩的設(shè)計(jì)為公司的獨(dú)立創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)筒篩同時(shí)具有的化灰和篩分能力是目前其他公司同類(lèi)設(shè)備所不具備的，因此具有十分重要的意義。

電石灰；石灰乳；化灰；篩分；轉(zhuǎn)筒篩

電石灰制備石灰乳項(xiàng)目為股份公司節(jié)能、環(huán)保項(xiàng)目，利用電石灰通過(guò)化渣機(jī)制備石灰乳，減少了石灰車(chē)間石灰石、焦炭等原材料的消耗，起到了節(jié)約能源、節(jié)約資金、減少環(huán)境污染的綜合利用效果。由于電石灰中含有結(jié)塊，在化灰過(guò)程中不能轉(zhuǎn)化為石灰乳，既降低了電石灰的利用率，同時(shí)又產(chǎn)生了固體廢物。因此，電石灰化灰率提高就成為亟待解決的問(wèn)題。

1 生產(chǎn)流程及存在問(wèn)題

原有電石灰制備石灰乳的主要生產(chǎn)流程為原料電石灰通過(guò)輸送皮帶送至儲(chǔ)料倉(cāng)，同時(shí)向儲(chǔ)料倉(cāng)加入中水，再經(jīng)進(jìn)料絞龍送入化渣機(jī)進(jìn)行攪拌、化灰，化渣機(jī)為圓筒形回轉(zhuǎn)設(shè)備，回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)部有攪拌部件，通過(guò)筒體回轉(zhuǎn)帶動(dòng)電石灰在筒體內(nèi)部攪拌，使電石灰盡可能多的轉(zhuǎn)化為石灰乳，提高電石灰制備石灰乳的效率。轉(zhuǎn)化后的石灰乳經(jīng)尾部出液罩、流槽進(jìn)入儲(chǔ)渣桶，由泵打回石灰車(chē)間供生產(chǎn)使用，另一部分未被轉(zhuǎn)化的結(jié)塊電石灰及塊狀雜質(zhì)經(jīng)排渣口排出。原有生產(chǎn)過(guò)程如圖1所示。

圖1 原有生產(chǎn)流程示意圖

2 問(wèn)題分析及解決方案

由于化渣機(jī)為原有設(shè)備改造而來(lái)，受化渣機(jī)外形尺寸、能力影響，在現(xiàn)在化灰流程中存在著結(jié)塊電石灰未被完全溶解的現(xiàn)象，造成電石灰溶解轉(zhuǎn)化為石灰乳的轉(zhuǎn)化率不完全。經(jīng)過(guò)分析，產(chǎn)生未被轉(zhuǎn)化的結(jié)塊電石灰的原因有三點(diǎn)：一是電石灰本身為粘性物質(zhì)，將其徹底溶解有一定的難度；二是在化渣機(jī)里停留時(shí)間問(wèn)題，電石灰在化渣機(jī)里停留時(shí)間越長(zhǎng)，電石灰的分散度就會(huì)越高，相反會(huì)變低；三是在化渣機(jī)里的攪拌充分問(wèn)題，攪拌越充分化灰越徹底，相反就不徹底。

通過(guò)研究制定的解決方案是：對(duì)未被轉(zhuǎn)化的結(jié)塊電石灰進(jìn)行二次化灰，使其充分溶解。具體方案為：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地及設(shè)備布置情況，設(shè)計(jì)一臺(tái)轉(zhuǎn)筒篩，使其同時(shí)具有化灰和篩分能力，經(jīng)轉(zhuǎn)筒篩二次化灰的石灰乳先儲(chǔ)存在地槽里，然后用泵打回儲(chǔ)料倉(cāng)再次進(jìn)行化灰使用，篩分出來(lái)的固體雜質(zhì)通過(guò)輸送皮帶堆積在一起，定時(shí)用車(chē)輛清理干凈，改造后生產(chǎn)過(guò)程示意圖如圖2所示。

圖2 改造后生產(chǎn)流程示意圖

3 轉(zhuǎn)筒篩的設(shè)計(jì)

3.1 轉(zhuǎn)筒篩的設(shè)計(jì)思路

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)筒篩首先應(yīng)具有化灰能力，使未被轉(zhuǎn)化的結(jié)塊電石灰化成石灰乳，然后通過(guò)篩分部分將剩余雜質(zhì)篩分出去，從而得到所需石灰乳。參照股份公司現(xiàn)有設(shè)備，電石灰制備石灰乳項(xiàng)目中的化灰設(shè)備化渣機(jī)，及堿渣壓濾項(xiàng)目中的除砂機(jī)，化渣機(jī)具有化灰能力，除砂機(jī)具有篩分能力。兩種設(shè)備的工作原理：化渣機(jī)為筒形轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，筒體用前后支撐滾圈支撐，驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)減速機(jī)通過(guò)一對(duì)嚙合的齒輪帶動(dòng)化渣機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)，筒體內(nèi)部具有攪拌部件，使電石灰通過(guò)攪拌轉(zhuǎn)化為石灰乳，石灰乳通過(guò)抄料斗排出；除砂機(jī)同樣為轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)減速機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)除砂機(jī)篩體旋轉(zhuǎn)，篩體通過(guò)軸承、軸承座支撐，篩體內(nèi)部有內(nèi)螺旋，通過(guò)內(nèi)螺旋把固體帶出篩體，從而達(dá)到篩分目的。

經(jīng)分析得出結(jié)論，兩種設(shè)備的工作原理相近，綜合兩種設(shè)備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出新的設(shè)備——轉(zhuǎn)筒篩，轉(zhuǎn)筒篩的篩體前段為化灰部分，后段為篩分部分，驅(qū)動(dòng)方式采用電機(jī)減速機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)篩體轉(zhuǎn)動(dòng)，篩體用軸承、軸承座支撐，篩分段外加出液罩收集石灰乳，整個(gè)轉(zhuǎn)筒篩的關(guān)鍵部件為篩體。

3.2 篩體的結(jié)構(gòu)形式

篩體的外形采用除砂機(jī)篩體外形，篩體的結(jié)構(gòu)如圖3所示。篩體內(nèi)部加裝輪轂、輪板，整個(gè)篩體通過(guò)轉(zhuǎn)筒篩軸、輪轂、輪板帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，篩體、輪板、輪轂焊接在一起形成一個(gè)剛性整體，與轉(zhuǎn)筒篩軸裝配在一起后，對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)筒篩軸的剛性起到了提高作用?；叶瓮搀w采用16Mn，以提高其耐磨性?；叶蝺?nèi)徑展開(kāi)及擋料板、攪拌用角鋼布置如圖4所示，化灰部分前端設(shè)有擋料板，擋料板與篩體中心線成70°布置，抄料板的存在減緩了進(jìn)料速度，加長(zhǎng)了物料在化灰段的停留時(shí)間，同時(shí)不至于使物料直接被沖至后段，而使前端的化灰作用降低。攪拌用角鋼布置形式如圖4所示，攪拌用角鋼與環(huán)板使整個(gè)前段具有了化灰能力，環(huán)板使物料在化灰端具有一定高度的液面，攪拌用角鋼隨同篩體轉(zhuǎn)動(dòng)，起到攪拌作用，達(dá)到二次化灰效果，攪拌用角鋼的布置同時(shí)又具有向前推動(dòng)物料的作用。二次化灰后的固液混合物通過(guò)抄料斗從化灰段抄出進(jìn)入篩分段進(jìn)行篩分，篩分段篩網(wǎng)采用16Mn鋼板沖孔后制成，為檢修、更換方便，篩網(wǎng)制成兩部分，兩部分采用螺栓、螺母連接。篩網(wǎng)內(nèi)部有雙螺旋葉片，通過(guò)螺旋葉片將未篩分的固體帶出筒內(nèi)，同時(shí)在螺旋葉片外側(cè)，沿中心線方向焊接上五條鋼板帶，作為篩分部分骨架以加強(qiáng)篩分部分強(qiáng)度。

1.擋料板 2.輪板 3.輪轂 4.化灰段筒體 5.攪拌用角鋼 6.抄料斗 7.環(huán)板 8.篩網(wǎng) 9.螺旋葉片圖3 篩體結(jié)構(gòu)圖

圖4 化灰段內(nèi)徑展開(kāi)及擋料板、攪拌用角鋼布置圖

3.3 轉(zhuǎn)筒篩整體結(jié)構(gòu)

如圖5所示為轉(zhuǎn)筒篩整體結(jié)構(gòu)示意圖，考慮到空間大小，轉(zhuǎn)筒篩的驅(qū)動(dòng)設(shè)備電機(jī)減速機(jī)置于出料端，轉(zhuǎn)筒篩軸靠軸承、軸承座支撐，篩體同轉(zhuǎn)筒篩軸構(gòu)成一個(gè)剛性整體，電機(jī)減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)動(dòng)輸送給轉(zhuǎn)筒篩軸，轉(zhuǎn)筒篩軸帶動(dòng)篩體轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)液端和出料端分別與軸承、軸承座留有一定距離，保證進(jìn)液端配管和出料端接料。篩分段為出液段，在此端加裝上蓋及出液槽，收集二次化灰的石灰乳，以備生產(chǎn)使用。進(jìn)料端加裝擋料板，擋料板同進(jìn)料管現(xiàn)場(chǎng)配合開(kāi)孔，然后焊接在一起，保證進(jìn)液不會(huì)倒濺。

圖5 轉(zhuǎn)筒篩整體結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié) 論

通過(guò)增加二次化灰系統(tǒng)及主要設(shè)備轉(zhuǎn)筒篩的設(shè)計(jì)應(yīng)用，原來(lái)從化渣機(jī)排出的結(jié)塊電石灰已基本化為石灰乳，提高了石灰石的利用率，給企業(yè)帶來(lái)了可觀的效益。具有化灰、篩分功能于一體的創(chuàng)新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)筒篩也在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，達(dá)到了預(yù)期的目的。

[1] 唐敬麟.破碎與篩分機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001

[2] 王凱.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)——攪拌設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[3] 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委員會(huì).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999

TQ114.15

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1005-8370(2017)04-31-04

2017-02-22

張國(guó)豐(1983—)，男，遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，大學(xué)學(xué)歷，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，在唐山三友化工工程設(shè)計(jì)有限公司從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。