粉煤灰是燃煤熱電廠鍋爐排放的灰渣固體廢棄物。據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)粉煤灰排放量已達(dá)1.6億t，大多是濕排或堆放，不僅消耗用水、占用耕地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。細(xì)度45um、篩余6％～12％的I級(jí)粉煤灰可用作商品混凝土摻合材，這一成果既能大量節(jié)約水泥、降低混凝土成本，又能大量“吃"掉粉煤灰，無(wú)疑對(duì)環(huán)保和資源的再利用具有重大意義。 

　　目前國(guó)際上的粉煤灰分選裝備主要有兩種，一種是以美國(guó)GE公司Buell型為代表的靜態(tài)渦流擋板式選粉機(jī)，一種是以日本小野田公司O-Sepa型為代表的動(dòng)態(tài)渦流式選粉機(jī)。前者操作簡(jiǎn)便，節(jié)能效果明顯，但轉(zhuǎn)彎處磨損非常嚴(yán)重，且選粉效率不高；后者由于結(jié)構(gòu)原因，分選精度不夠高，主要用于水泥生產(chǎn)過(guò)程中粉體的分選，不適合粉煤灰的細(xì)度要求。SLK新型渦流選粉機(jī)是在研究粉煤灰特性及選粉機(jī)理、模型試驗(yàn)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出的適合粉煤灰及其它礦渣分選的設(shè)備。

　　1、分選原理  

　　渦流動(dòng)態(tài)選粉機(jī)是目前比較先進(jìn)的粉體分選設(shè)備，其原理基于在水平強(qiáng)制渦流中粉體顆粒所受離心力與空氣拽力不同而進(jìn)行有效分選，在不考慮附加質(zhì)量力F與波阻力F的情況下，切割粒徑d可近似SLK新型渦流選粉就是基于上述原理，通過(guò)引入可靠的氣動(dòng)密封裝置、良好的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)與有效的預(yù)分散系統(tǒng)，在保證較高的處理量與選粉濃度情況下，有效的提高了分選精度與分選細(xì)度。同時(shí)，由于裝置流場(chǎng)分布合理，選粉過(guò)程中轉(zhuǎn)子葉片與導(dǎo)向葉片磨損均很小。

　　2、結(jié)構(gòu)特征

　　2.1、氣動(dòng)密封    

　　密封失效是造成產(chǎn)品跑粗的原因之一，傳統(tǒng)的選粉機(jī)密封裝置均采用迷宮密封，通過(guò)控制密封間隙來(lái)保證密封效果，但實(shí)際工程中密封間隙不可消除，使得部分粗粉通過(guò)間隙直接混入成品，因此，迷宮密封在進(jìn)行微細(xì)選粉時(shí)效果不佳。同時(shí)，迷宮密封對(duì)選粉機(jī)回轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間同心度要求較高，否則易使密封環(huán)槽磨損而失去密封意義。 

　　SLK新型渦流選粉機(jī)采用了一種新型氣動(dòng)密封裝置，該裝置由密封槽(圖1)與密封環(huán)(圖2)構(gòu)成。密封槽包括外圈、內(nèi)圈和環(huán)形鋼板，整體呈倒“凹”形，與出風(fēng)筒連接；密封環(huán)由多塊葉片均勻排列垂直焊接于環(huán)形鋼板上，葉片呈夾角a(O。～60。)布置，整體與選粉機(jī)轉(zhuǎn)子上部連接。選粉過(guò)程中，密封環(huán)葉片在密封槽內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)的截?cái)鄽饬?，阻止粗粉從間隙中穿過(guò)，從而取得密封效果。

　　2.2、異形葉片  

　　強(qiáng)而穩(wěn)定的分選流場(chǎng)、明確的分選界面是高效高精選粉機(jī)應(yīng)具備的基本特性，其主要通過(guò)導(dǎo)風(fēng)葉片與轉(zhuǎn)子葉片的合理優(yōu)化來(lái)達(dá)到。在傳統(tǒng)的平面渦流選粉機(jī)中，導(dǎo)風(fēng)葉片大都采用直葉片垂直安裝在轉(zhuǎn)子外圍，其氣流均布效果差，且通過(guò)導(dǎo)風(fēng)葉的氣流與轉(zhuǎn)子外沿的切向線速度偏差大，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)子葉片磨損嚴(yán)重；傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子葉片也多采用直葉片形式，內(nèi)部存在“慣性反旋渦現(xiàn)象"，進(jìn)入葉片區(qū)域的細(xì)粉和葉片外沿的粗粉由于湍流旋渦的影響均可造成“返混’’，因此選粉精度差、處理量也不大。 

　　SLK新型渦流選粉機(jī)采用了異形導(dǎo)風(fēng)葉片(圖3)與異形轉(zhuǎn)子葉片(圖4)，其中，異形導(dǎo)風(fēng)葉片之間的氣流通道外小內(nèi)大，從而進(jìn)入選粉室的氣流速度與轉(zhuǎn)子外沿切向線速度相當(dāng)，同時(shí)，其具有槽形空腔頭部和較長(zhǎng)的葉片尾部，此結(jié)構(gòu)不僅為隨氣流進(jìn)入的物料顆粒提供了一次選粉機(jī)會(huì)，同時(shí)被轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的強(qiáng)制渦流拋撒出的粗顆粒易于進(jìn)入異形導(dǎo)風(fēng)葉片的槽形空腔頭部或與葉片尾部碰撞失去動(dòng)能而跌入粗粉收集器；異形轉(zhuǎn)子葉片采用入口后彎、出口前彎的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)增大葉片間距，這種改進(jìn)有效抑制了“慣性反旋渦現(xiàn)象"，利于細(xì)粉的進(jìn)入與粗粉的拋出。

　　2.3、導(dǎo)流結(jié)構(gòu) 

　　導(dǎo)流效果好壞對(duì)選粉氣流平穩(wěn)性、均布性有很大影響，因而設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到磨損、壓損與旁路等關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)于選粉室導(dǎo)流部分而言，通常是由殼體和導(dǎo)風(fēng)葉共同作用形成的均化流場(chǎng)，可看作點(diǎn)匯與點(diǎn)渦疊加。SLK新型渦流選粉機(jī)選粉室殼體與傳統(tǒng)的MD選粉機(jī)類似，但其錐度不同。導(dǎo)風(fēng)葉采用異形，其葉片數(shù)量與葉片角度均進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)殼體與異形葉片的配合，能獲得較優(yōu)選粉室導(dǎo)流效果。同時(shí)，SLK的細(xì)粉出口(圖5)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，更符合空氣動(dòng)力學(xué)原理，壓損極小。 

　　2.4、預(yù)分散系統(tǒng)    

　　SLK新型渦流選粉機(jī)預(yù)分散系統(tǒng)由新型撒料錐與輔助流化分散裝置組成。  

　　傳統(tǒng)選粉機(jī)大多無(wú)喂料分散裝置，物料經(jīng)喂料口進(jìn)入下筒體，不能破壞其團(tuán)聚，而且下部進(jìn)風(fēng)直接吹人，影響選粉室流場(chǎng)。SLK新型渦流選粉機(jī)撒料錐(圖6)呈倒錐體，錐體壁有兩層，內(nèi)層為普通鋼板、外層為耐磨材料。撒料錐與下筒體內(nèi)壁固定，位于喂料口正下方，物料從喂料口落人撒料錐，當(dāng)被填滿形成物料錐，隨后喂人的物料自然沿錐體邊緣滑下，形成均勻料簾，上升氣流將料簾沖散并均勻帶人選粉室。由于撒料錐采取物料自堆積、自沖擊，磨損很小，使其長(zhǎng)期有效。 

　　傳統(tǒng)的選粉機(jī)下部進(jìn)風(fēng)，常采用氣流從下筒體底部垂直進(jìn)入或從兩側(cè)水平進(jìn)入，無(wú)輔助分散裝置。從底部垂直進(jìn)入，易導(dǎo)致氣流分布不均，對(duì)物料的分散性差；從兩側(cè)水平進(jìn)入，易削弱氣流對(duì)物料的懸浮作用，在喂料出現(xiàn)波動(dòng)的情況下，垮料堵塞，造成系統(tǒng)流場(chǎng)不穩(wěn)定。SLK新型渦流選粉機(jī)提供了專門的輔助流化分散裝置(圖7)，安裝在下筒體內(nèi)喂料分散錐裝置的下部，配合兩側(cè)進(jìn)風(fēng)方式使用。該裝置由一與下筒體內(nèi)徑等徑的儲(chǔ)氣腔和焊接在其上端的多個(gè)噴嘴組成，腔體通過(guò)進(jìn)氣管接頭由氣管與空壓機(jī)連接，當(dāng)物料波動(dòng)時(shí)，掉下的物料能被噴嘴產(chǎn)生的向上氣流懸浮，起到均流作用，而采用兩側(cè)進(jìn)風(fēng)方式，又有效避免了垂直進(jìn)風(fēng)分散效果不佳的缺陷。同時(shí)，這種風(fēng)掃式的選粉模式可有效避免堆灰場(chǎng)分選物料中夾雜的石塊鋼渣等直接進(jìn)入選粉機(jī)而打壞轉(zhuǎn)子。 

　　3、實(shí)驗(yàn)研究

　　3.1、實(shí)驗(yàn)與測(cè)試結(jié)果  

　　該分選實(shí)驗(yàn)所用材料為成都熱電廠粉煤灰，堆積密度約750 kg]m3，含水量≤O.1％，要求選粉細(xì)度45lxn、固氣比≥1.2，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用選粉機(jī)(SLK50)——收集(袋收塵)——檢測(cè)(負(fù)壓篩)的開(kāi)環(huán)工藝路線。經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，固定風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率在30Hz，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表1。

表1 SLK50測(cè)試結(jié)果(45 u m方孔篩篩佘)

　　由表1可以看出，隨著轉(zhuǎn)速提高，成品粒徑變細(xì)。綜合考慮分級(jí)細(xì)度和分選效率，SLK新型渦流選粉機(jī)在選粉性能上有較大提高，無(wú)明顯跑粗現(xiàn)象。

　　3.2、激光粒度儀測(cè)試結(jié)果

　　轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速l500r／min時(shí)，所得成品通過(guò)激光粒度儀測(cè)試，粒度分布列于表2?？梢钥闯觯善妨浇瞥烧龖B(tài)分布，在一定轉(zhuǎn)速下，能滿足粒徑小于45.7mm的顆粒全通過(guò)，同時(shí)粒度分布較為集中。 

　　表2為SLK系列選粉機(jī)技術(shù)參數(shù)表，可以看出，該選粉機(jī)在保證成品較細(xì)粒徑的情況下，仍舊具有較高的處理量和成品產(chǎn)量，適合對(duì)細(xì)度要求較高的非金屬、金屬礦和礦渣以及高細(xì)水泥的分選。 

表2SLK系列選粉機(jī)技術(shù)參數(shù)   

　　4結(jié)束語(yǔ)    

　　由于氣動(dòng)密封裝置、異形葉片與預(yù)分散系統(tǒng)的引入，使得SLK新型渦流選粉機(jī)在高濃度、高處理量的情況下仍能保持選粉精度高、選粉效率高，同時(shí)磨損較小，可以增加大修間隔時(shí)間，特別適合于熱電廠I級(jí)、Ⅱ級(jí)粉煤灰的分選。  

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]陶珍東，鄭少華.粉體工程與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版  社，2003：1—2.
　　[2]趙孝昆.綜合評(píng)價(jià)O-Sepa高效選粉機(jī)[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)，  2004,3：22-24.
　　[3]李洪，李雙躍，任朝富，等.基于cfd平面渦流分級(jí)機(jī)導(dǎo)流  
　　特性研究[J].工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2007，14(5)：404—408.