声波喇叭在20000吨／年软质炭黑生产线上的应用

在炭黑生产中，管道或锥斗的堵塞是一个令人头疼的问题。生产线上可能发生堵塞的部位包括：主旋风分离器锥斗、主袋滤器锥斗、废气袋滤器锥斗、再处理袋滤器锥斗、回收旋风分离器、粉状炭黑储罐、湿法造粒机下料口以及产品储罐等。一旦堵塞严重，生产线就无法连续运行，必须停产处理。发生堵塞的原因一般是由于炭黑挂壁、架桥引起，炭黑烟气在湿含量较高时更容易发生堵塞，单纯靠工艺手段完全防止堵塞几乎是不可能的。发生堵塞后一般是通过人工敲打和人工疏通来解决。人工敲打会对设备造成损伤，并且当堵塞严重时，也可能会因敲打使堵塞更致密，无法收到疏通的效果。人工疏通一般应停产后进行，处理过程中条件恶劣并且会造成环境污染。国外炭黑生产厂家对这个问题一般采用以压缩空气为动力的低频声音发生器—— 声波喇叭(国内也常被译作号简)来解决。2001年，我公司在新建20000吨／年软质炭黑生产线过程中，为防止收集袋滤器的锥斗发生堵塞现象，最终选用了美国BHA公司生产的AH一25A型声波喇叭，经过半年多的运行，在防止锥斗堵塞方面收到了明显的效果。我公司的20000吨／年软质炭黑生产线在确定风送系统方案时，为了能够采用全开路和半开路的空气输送系统，而在风送系统的最终部位采用了一台PHR一184型脉冲袋滤器。该袋滤器的平均处理能力为2．5t／h，是一般PHR一184型脉冲袋滤器用作主袋滤收集时处理量的5一lO倍，因此防止锥斗堵塞就成为一个很重要的问题。针对这个问题，一般采取的措施为在绞笼上部增设搅拌器。但该锥斗为斜棱锥形，下部总长约4．4m，并附有出料绞笼。根据以往的经验，绞笼上部堵塞的可能性较大。在绞笼上部采用搅拌器不仅造价高，而且所能搅拌到的范围也很有限，并且日常使用的电力消耗也很可观。经过再三比较，我们最终采用了美国BHA公司的AH一25A型声波

喇叭。自2001年7月18日以来，收集袋滤器从未出现过锥斗堵塞现象，而同期运转的再处理袋滤器(PHR—l44)则经常出现锥斗堵塞现象。

2 声波喇叭的工作原理

声波喇叭以压缩空气为动力，能够产生极低频率的声音震动。这种低频的声能输出可以破坏附着在料斗壁上的微粒结合结构，使微粒通过储斗顺利排出。一般来说声波的能量是由它的频率和分贝来决定的，低频声波的波长相对于高频声波的波长，能量衰减少，不易被粉尘吸收，因此同样分贝的声波频率越低，对粉尘的作用效果就越大，但频率低于60Hz的声波，则有可能破坏固体结构和机械连接装置。声波喇叭由三部分组成，第一部分为压缩空气控制装置，包括空气过滤器、空气减压阀、带时间控制的电磁阀、吹扫用电磁阀等。带时间控制的电磁阀上部设有喷吹间隔和喷吹宽度控制旋钮，可进行调整。该部分的作用是控制何时声源内通人压缩空气(吹扫周期)和控制压缩空气喷人时间长短(吹扫宽度)。第二部分为声源发生器， 由初级增压室、次级增压室、膜片和呼吸口等组成。该部分将压缩空气的动能转化为低频声能。第三部分为钟罩，该部分的作用是传输、放大和引导声波，并保持波长不变。

声波喇叭一个完整的工作过程如下：当带时间控制的电磁阀到达开启周期时得电开启，经过滤和减压的压缩空气通过该电磁阀进人声源发生器，首先进人初级增压室，由压力差引起声源内膜片挠曲，使空气排放到次级增压室，膜片急速返回，膜片振动发生声音，产生一个通过钟罩传送的压力波。当发声时间达到调整好的期限时，带时间控制的电磁阀失电关闭，压缩空气输人和发音停止。此时吹扫用电磁阀得到信号开启，压缩空气就进人钟罩内吹扫，防止粉尘在钟罩内附着。当带时间控制的电磁阀到达喷吹间隔时间重新开启时，吹扫电磁阀

失电关闭，停止吹扫。我公司采用的声波喇叭的型号为FGSSC-A

型，其具体技术指标如下：

3 声波喇叭的安装要求和日常使用维护

声波喇叭一般安装在锥斗的侧壁上，钟罩插人到锥斗内部，声源发生器固定在锥斗外部，它的安装位置非常关键，一般是根据锥斗的形状、容积和物料的下料量，选用喇叭的性能指标，由生产厂家确定。安装位置对声波喇叭的使用效果非常重要。其内容包括钟罩的安装高度，钟罩插人锥斗的深度，以及钟罩口的角度等。而压缩空气控制装置的安装~,Jtb常灵活，因其与声音发生器为金属软管连接，可根据场地合理安排。声波喇叭的日常调整主要有两个方面，一是压缩空气气源压力的调整，可以通过调整与声波喇叭配套的减压阀来控制。为了保证吹扫的效果，一般要求控制在0．345～0．621MPa。二是要调整吹扫周期和吹扫宽度。声波喇叭所配套的带时间控制的电磁阀上有两套调整旋钮，可以调整吹扫周期与吹扫宽度。其吹扫周期的范围为1～30分钟，吹扫宽度范围是0．25～15秒。从提高声波喇叭的使用寿命来看，在不发生堵塞的前提下，吹扫周期较长更有利，而吹扫时的压缩空气最终要进人锥斗，因此当锥斗内为烟气环境时，其吹扫宽度也不宜过长。

我公司的声波喇叭吹扫周期一般控制在l0分钟左右，而吹扫的时间约2秒钟，气源压力一般控制在0．5MPa左右。在生产过程中，我们曾多次检查锥斗情况，发现锥内非常清洁，没有附壁炭黑。声波喇叭的输出音强为145db，声强很大，音调低沉，但由于收集袋滤器设备密封良好并进行过保温处理，所以工作时传人外界的声强并不高，不会造成噪音污染。

4 声波喇叭在炭黑生产线上的应用前景炭黑生产中，管道和锥斗的堵塞是造成停产和环境污染的重要原因，而预防堵塞就成为生产中巡检的重要内容。在我们传统的做法中，观察手段只有观察锥斗上设置的温度计，处理手段则只有通过人工敲击或停产后人工疏通。在炭黑生产装置日益大型化，自动化程度越来越高的今天，传统的防堵模式越来越不适宜生产的要求，采用声波喇叭是解决防堵的一种简便可行的措施。

它在应用中具有以下优点：

(1)运行的可靠程度高，效果明显；

(2)安装维护方便，全部为固定件不需要保养；

(3)适应能力强，既适用于粉状，也适用于粒料的防堵。

声波喇叭除了可应用于各种锥斗的防堵外，还可以应用于反吹风袋滤器，以协助滤袋的反吹下料。生产经验表明，声波喇叭应用于20000吨／年软质炭黑生产线的收集袋滤器中，收到了明显的防堵效果，对于提高生产线连续运转率，减轻操作工人的劳动强度，防止出现环境污染都起到了重要的作用。我们相信，随着国内炭黑生产装置装备水平的进一步提高，声波喇叭必将发挥更大的作用。