硫磺粉闭式氮气保护分级式冲击磨系统设计与研究

摘要

随着科学技术的不断进步，粉末状硫磺在很多行业发挥了很重要的作用。然而在硫磺粉碎过程中，粉尘爆炸一直是亟待解决的难题。针对粉尘爆炸问题，以粉碎硫磺的生产线为基础，提出并设计硫磺粉闭式氮气保护分级式冲击磨系统，为工业应用规模化生产提供了参考。 首先，对硫磺粉闭式氮气保护分级式冲击磨系统的工艺流程和工作原理进行分析，对系统中的制氮、温控、分级粉碎设备及系统其他设备进行设计选型。 采用CFD数值模拟软件FLUENT，对分级粉碎系统中的重要组成部分袋式除尘器进行数值模拟研究，通过改变气流挡板的高度，观察除尘器内部气流运动的变化，为袋式除尘器的结构设计与选型提供理论依据，采用气流速度相对均方根差对气流分布均匀性进行评判。结果表明：挡板与滤袋等高时相对均方根差较小，更接近标准值，除尘器内部气流相对均匀分布。计算了袋式除尘器的主要设计技术参数过滤速度、过滤面积、气流上升速度，确定了清灰方式，滤袋规格、材质、数量，除尘器箱体尺寸等工艺结构参数。 按照系统工艺流程，对主要设备进行了单机初步调试；对硫磺粉闭式氮气保护分级式冲击磨系统进行工业实验。通过调节分级机转速改变分级粒径和成品产量，得到结论如下：整个系统前期准备到加料生产需要45min；系统压力从负压1.1 kPa至正压12.8 kPa，在此压力分布内，系统氧含量可以稳定在2%左右，该系统经过长时间运行，可以安全、稳定、连续进行生产；综合考虑硫磺粉成品产量、150μm筛余物量、粒径和能耗，得到最优分级机转速为450 r/min，其成品产量为1375 kg/h，150μm筛余物质量分数为0.74%，粒径d90为72.17μm，单位电耗为43.079 kW·h/t。 鉴于硫磺粉为第四类易燃易爆固体危险品，论文提出了对生产人员和系统设备的安全管理制度和安全管理措施，确保生产人员的人身安全和系统设备的稳定运行。率先在四川广元某厂建立了硫磺粉闭式氮气保护分级式冲击磨生产线，经过15个月时间运行，可以安全、稳定、连续进行生产。

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