книги из ГПНТБ / Энгель Л.К. Вентиляция на заводах цветной металлургии

пение бортовых отсосов, является огромный объем вентиляционных газов для получения необходимого эффекта.

Оригинальное решение этого вопроса предложено Н. Н. Веш­ няковым. На рис. 25 показана схема движения воздуха над котлом

Рис. 25. Схема бортового отсоса со струйной завесой по Е. Н. Бошяякову

при действии установки. Отсос газа от наборного котла / осущест­ вляется кольцевым (незамкнутым) щелевым воздуховодом 3, рас­ положенным на высоте около 2 м от кромки котла, между двумя приточными 4 и 2, такими же кольцевыми воздуховодами с нап­ равленными соплами. Возможно в центре котла некоторое количе­ ство газов будет выноситься за пределы верхней воздушной за­ весы.

С учетом значительных конвективных токов воздуха над откры­ тыми котлами представляется целесообразным осуществлять в по­ добных цехах общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию. Приточную вентиляцию необходимо разделить на две системы. Воздух кондиционированный следует подавать к рабочим местам в щель по периметру котла вертикально вверх или с небольшим уклоном к центру котла. Схема подачи приточного воздуха с нап­ равлением его вверх, .по мнению авторов, способствует организа­ ции конвективного потока над котлом, является воздушной заве­ сой вокруг котла, ликвидирует возможность попадания загрязне­ ний в воздух рабочей зоны. Рабочие, обслуживающие котлы, при съеме шликеров находятся в зоне чистого воздуха.

Вопрос о скорости выпуска воздуха из щели должен быть ре­ шен при испытании такой установки. В условиях работы у котлов

40

усмотреть подогрев в калориферах. Этот воздух не должен опус­ каться в рабочую зону цеха.

Оптимальный воздухообмен в отделении рафинировочных кот­ лов можно определить расчетом количества воздуха в конвектив­ ных потоках над горячей поверхностью котлов.

Объем воздуха, перемещаемого в конвективной струе за секун­ ду, равен:

L = 0,098 у QkZ6 м3/с;

QK= aKF (tK— t0)/3600 кДж/с (ккал/с);

ак = 3,3 ■prt„ — 10 Вт (м2 • град) [ккал/(м2 • ч • град)];

где QK— количество конвективного тепла источника, кДж/с (ккал/с);

Z — высота сечения для определения количества воздуха, м; ta — температура источника, °С;

t0— температура окружающей среды, °С.

Схема организации воздухообмена в цехе рафинирования к от­ крытыми котлами приведена на рис. 26. При высоте забора возду-

V — /

ха 10 м, диаметре котла 5 м и температуре расплава 500°С коли­ чество отсасываемого воздуха равно 65 тыс. м3/ч на один открытый котел.

41

При укрытии котлов по одному из способов, приведенных выше (укрытие надвижным или накатным зонтом), схема подачи приточ­ ного воздуха меняется и осуществляется сверху вниз без подогре­ ва, если тепла достаточно, и с подогревом, если его не хватает. Приток сверху может быть осуществлен крышными реверсивными вентиляторами в случае подачи холодного воздуха и осевыми вен­ тиляторами с калориферами, установленными на стене здания вы­ ше крана. Организация такой приточной вентиляции в цехе обес­ печит хорошие условия для крановщиков мостовых кранов. При вентиляции снизу вверх, т. е. с отсосом газов из верхней зоны, ка­ бина крановщика будет находиться в тяжелых условиях, так как все вентиляционные газы проходят зону кабины крана. Кроме то­ го, в верхней зоне скапливается газ выше уровня отсасывающих отверстий вентиляции. Усиливается тепловое облучение кабины, так как котлы открыты. Поэтому вопросу вентиляции кабины дол­ жно быть уделено особое внимание (подробнее о вентиляции каби­ ны см. в гл. 4).

На рис. 27 показана схема вентиляции помещения рафинировоч­ ных котлов по схеме сверху вниз при закрытых котлах. Разливку рафинированного свинца на большинстве отечественных заводов производят на карусельных разливочных машинах. Свинец разли­ вают в чушки массой 30—35 кг. Карусельная машина состоит из вращающегося круга с установленными на нем изложницами, ковша-дозатора свинца и штабелеукладчика. Изложницы охлаж­ даются водой, что обусловливает выделение большого количества пара и газа, содержащего в себе пары свинца. Постоянное рабочее место по заливке свинца в изложницы находится у желоба и стой­ ки механизма.

Для снижения или полной ликвидации выделений вредностей предусматривается устройство для отсоса газов при помощи вы­ тяжных зонтов (рис. 28), устанавливаемых над 'изложницами на

Рис. 28. Схема местной вытяжной вентиляции ■карусельной разливоч­ ной машины:

той половине карусели, где произведена заливка, и у места залив­ ки их свинцом.

Воздуховод, отсасывающий вытяжной воздух, выполняется в виде коллектора с подключением его к общей системе вытяжной вентиляции цеха при помощи индивидуального вентилятора. Такой отсос эффективен и проверен на одном из заводов.

Кроме того, для разлива свинца применяют прямолинейные разливочные машины, напоминающие по устройству пластинчатые

42

Г л а в а 2

ВЕНТИЛЯЦИЯ НА ЦИНКОВЫХ ЗАВОДАХ

В настоящее (время для извлечения цин­ ка из концентратов применяют два спосо­ ба (рис. 29) — пирометаллургический (дистилляционный) и гидрометаллургичеокий (электролитный).

Цинковый концентрат в контейнерах или навалом, с различным содержани­ ем цинка, поступает на склады концентратов. Разгрузка концентратов из желез­ нодорожных вагонов 1, распределение ло отсекам склада 2 и шихтовка их, а также выдача в обжиговый цех производятся мостовым краном с грейферным ковшом 3 через бункера 5 и систему ленточных конвейеров 6. Так как в зимнее время концентраты смерзаются, то оттаивание их производится на специально оборудованных площадках. Сейчас внедряется более прогрессивный, электрический индуктивный способ оттаивания концентратов, непосредственно в контейнерах.

Из раздаточных бункеров 4 концентраты системой ленточных транспортеров 7, элеваторов 8 и питателями 9, направляют в бункера 10 сушки концентратов. Сушке подвергают концентраты влажностью свыше 9%. Для этой цели (применя­ ют барабанные сушильные печи 11, отапливаемые мазутом или природным га­ зом. Температура в загрузочной части сушильного барабана поддерживается в пределах 650—750^0. Во время сушки в помещение цеха выделяется большое количество тепла с поверхности барабана, топки и укрытий разгрузочной части. Температура этих (поверхностей находится в пределах Ю0—150о(С и количество тепла, выделяющееся с их поверхности, равно 1740—12100 Вт/м2 [1500— 1800 икал/(м2-ч)]. После сушки концентраты для измельчения комков пропуска­ ются через дезинтегратор или дисковую дробилку 12.

Загрузку бункеров обжиговых печей кипящего слоя 13 производят ленточ­ ными транспортерами, шнеками и другими средствами. Из бункера высушенный концентрат питателем и течками подается в загрузочное устройство, печи. Тем­ пература «а внешней поверхности печи составляет 100—150°С.

(На цинковых заводах, работающих по схеме гидрометаллургии, некоторое количество огарка из печи ,КС в сухом виде подается в выщелачивательное от­ деление по ленточному транспортеру или при помощи шнек-трубы 14 в проме­ жуточный (бункер. Далее элеватором сухой '(горячий) огарок подается в бункер 15 и, по мере необходимости, вагон-весами 16 разгружается в пачук 17.

Пульпа после грубой классификации поступает то желобу 18 в агитаторы 19 и конусы 20 классификационного отделения обжигового цеха и насосами пе­ рекачивается в пневматические мешалки. В этом отделении в воздухе содержат­ ся (пары серной кислоты, воды и других составляющих элементов пульпы. Вы­ деляется много тепла горячей поверхностью оборудования и пульпы.

В процессе выщелачивания для поддержания частиц пульпы во взвешенном состоянии в мешалки подается сжатый воздух. (Слив поступает в сгустители 21. При перемешивании из пачуков и сгустителей выделяются пары, загрязненные аэрозолями серной кислоты. Из сгустителей пульпа поступает в баки 22, где происходит осаждение меди и кадмия. Для более интенсивного осаждения сюда подается цинковая пыль, которая приготовляется из чушкового цинка, расплав­ ляемого в специальной электропечи 23. Из агитаторов медно-кадмиевой очистки пульпа насосами перекачивается в вакуум-фильтры периодического действия 24. Из сгустителей 21 осадок сливают последовательно в пневматические ме­ шалки 25, (сгустители 26 и вакуум-фильтры 27 кислой ветви выщелачивания.

Вторая стадия фильтрации цинковых кеков производится па дисковых ва­ куум-фильтрах непрерывного действия 28. Очищенный от примесей раствор сер­ нокислого цинка направляют в цех электролиза. Подача и подпитка электроли­ том ванн 29 осуществляется при помощи распределительных желобов 30. Темпе­ ратура электролита поддерживается в пределах 35—40°С.

44

Н<эо

а»

Во время работы ванн в цех выделяется большое количество серной кис­

лоты в виде тумана, сульфата цинка и тепла.

Катодный цинк складируется в штабеля 31, взвешивается и электрокарами направляется в плавильное отделение. Плавка катодного цинка производится в низкочастотных индукционных электрических печах 32.

Отфильтрованные кеки направляют на сушку в барабан 11. Большое коли­ чество пыли выделяется при выгрузке сухого кека на питатель 33 и яри_перегрузке его на транспортер, подающий сухие кеки в бункер вельц-печи 34.

Выгрузка обожженных кеков в желоб грануляции 35 и затем в бассейн, на­ ходящийся обычно за пределами помещений цеха, сопровождается выделением пара и пыли.

На всех заводах цветной металлургии склады концентратов строятся закрытыми по схеме однопролетного здания с мостовы­ ми кранами. Железнодорожные -пути прокладывают в центре или по краям здания. Склады разделены на отсеки для складирования поступающих концентратов с различным содержанием цинка. Для сохранения стабильности технологического процесса эти концент­ раты шихтуются. Шихтовка производится при помощи грейферно­ го ковша мостового крана в бункер выдачи концентратов. В зим­ нее время производится частичное оттаивание поступающих кон­ центратов в контейнерах с последующей их разгрузкой в отсеки склада. Эти операции сопровождаются большим паровыделением и пылеобразованием.

Для уменьшения влажности воздуха и подавления пара в складе должно быть устроено воздушное отопление с рециркуля­ цией воздуха, отсасываемого из нижней зоны, и подачей подогре­ того воздуха на уровне мостового крана или немного выше этого уровня. Такое направление основной массы воздуха содействует

поддержанию равномерной температу­ ры во всем помещении склада и уменьшению разноса пара и других вредностей.

Летом сохраняется такое же дви­ жение воздушных масс в складе при действии вентиляции, как и зимой, чем обеспечивается некоторое пылеподавление. Конструктивно схема приточно-вытяжной вентиляции, сов­ мещенной с воздушным отоплением, показана на рис. 30, где отсос воздуха предусматривается в нижней зоне на уровне стенок отсеков 1 в сборный канал 2, который может укладывать­ ся в земле или на уровне пола. В кон­ це канала 2 устанавливается пылеотделитель типа СИОТ 3 для работ в летнее время, когда концентрат сухой.

46

6. В летнее время воздух выбрасывается в коллектор 7 и далее на доочистку. В летнее время калориферы 6 отключаются от системы воздушного отопления и включаются крышные вентиляторы 8 с высотой выброса 3—5 м выше конька крыши. Эти вентиляторы могут быть реверсивными для отсоса воздуха из склада в зимнее и переходное время в зависимости от санитарно-гигиенических условий труда.

Количество воздуха, необходимое для рециркуляции в зимнее время, рассчитывается по количеству испаряемой с поверхности концентрата влаги и по температуре воздуха в помещении склада. Количество испаряемой влаги определяется опытным путем. Ис­ парение воды из материала можно рассчитывать как испарение со свободной поверхности, так как вода в концентратах гигроскопи­ чески не связана. М. И. Фильней рекомендует на основании опыт­ ных данных принимать количество испаряемой влаги в среднем 0,03 г/(м2-с) при условии, что упругость водяных паров, насыща­ ющих воздух при температуре испарения, равна или меньше уп­ ругости их в воздухе.

Поверхность испарения может быть принята равной поверхно­ сти пола всего склада. В складе концентратов выделения тепла

относительной влажностью следует считать 70—75% при угловом коэффициенте диаграммы влажного воздуха менее 600. Для ори-

кер дробилки; 77 — укрытие транспортера; /« — скруббер

47

ентировочных расчетов, можно считать, что на 1 кг испаряемой влаги необходимо подавать 15—20 кг ‘вентиляционного воздуха.

Подача влажного концентрата в зимнее время .на сушилку че­

чими газами топлива. В качестве топлива применяются каменный уголь, сжигаемый в слое на колосниках или в виде пыли, мазут и природный газ, сжигаемые в выносных топках. В последнее время мазут и природный газ сжигаются в барабане печи. .На рис. 31,а показана схема местной вытяжной вентиляции, рекомендуемой для загрузочной части барабанной установки сушки цинковых концентратов с влажностью выше 10%.

Концентраты из склада по транспортеру поступают в бункер сушильного барабана и далее тарельчатым питателем по течке за­ гружаются в печь. Для обеспыливания бункера при его загрузке предусматривается отсос запыленного воздуха. Количество этого воздуха может быть определено формулой

L= L A- L .

аэ 1 и

При загрузке бункеров реверсивными конвейерами

L3 = 2,1 шм и Z.„ = 3600 • FKпи м3/ч.

Скорость присасывания принимается равной 0,5—1,0 м/с.

Для отсоса запыленного воздуха с тарельчатого питателя применяют зонт с подключением его к вытяжной вентиляции бун­ кера, так как при нарушении топочного режима сушки и при его форсировании топочные газы по течке могут проникать в помеще­

дом отдельном случае, но не менее 500 м3/ч. Очистка этого возду­ ха от пыли осуществляется в групповых циклонах. При проектирЬвании аспирации загрузочной части сушилки в каждом отдельном случае решается вопрос о целесообразности установки циклонов с учетом того, что вентиляционные газы очищаются в скрубберах.

С поверхности барабана выделяется в помещение цеха боль­ шое количество тепла, что ухудшает метеорологические условия и способствует большой подвижности воздуха, а это обусловлива­ ет разнос вредностей по цеху и вынос их за его пределы. Количе­ ство тепла подсчитывается в зависимости от температуры сушки по известной в технической литературе методике и по графикам.

48

л

На рис. 31,6 показана с^ема отсоса газов из сушилки и аспи­ рация мест пересылок, дробления и транспортировки высушенно­ го концентрата. Отсасываете от разгрузочной части сушильного барабана газы очищаются в циклонах. Для этой цели на .некото­ рых заводах установлены циклоны СИОТ. Однако пыль улавлива­ ется плохо и коэффициент фистки не превышает 60 %• Поэтому устраивается вторая ступень очистки с установкой скрубберов, ударного действия.• Тип и конструкцию циклона следует выбирать с учетом того, что температура газов не ниже 120'—1150°С и дис­

типовым чертежам «двойного кожуха» СИОТ. Это укрытие значи­ тельно снижает вынос пыли, которая представляет очень мелкую систему, имеющую высокую температуру.

В практике цинковых заводов для дробления спекшихся кус­ ков концентрата после сушки применяют дезинтеграторы или дис­ ковые дробилки, кожухи которых достаточно хорошо герметизиро­ ваны и оборудованы аспирационным устройством. Транспортеры, подающие сухой концентрат в печи кипящего слоя, должны быть достаточно герметично укрыты и аспирированы, что исключает

желоб -пульпы; 16 — перфорированный приточный воздуховод

49