5万吨年6006000目硅藻土生产线工艺流程课程设计.docx
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5万吨年6006000目硅藻土生产线工艺流程课程设计
5万吨/年600～6000目硅藻土生产线工艺流程
一、概述
1、硅藻土简介
1.1、分布
我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，工作做得较多的有吉林、浙江、云南、山东、四川等省，分布虽广，但优质土仅集中于吉林长白地区，其他矿床大多数为3~4级土，由于杂质含量高，不能直接深加工利用
1.2、需求
美国是硅藻土的最大生产国，产量近70万吨，其产量的64%用于过滤；丹麦是欧洲硅藻土的主要生产国，其主要产品是粘土质硅藻土，含30%的柔性粘土，煅烧后用于生产轻质保温板条和板。
我国由于优质土很少，仅吉林长白一处，近年来硅藻土助滤剂工业发展很快，由70年代未两条简易生产线（生产能力1000吨左右）发展到70多条，生产能力10万吨左右；其中除云南、浙江嵊县采取物理—化学法将三级土提纯为一级土，内蒙化德县助滤剂厂用本地硅藻土做原料外，几乎都用长白硅藻土做原料，包括上海、宁波、成都等地厂家。
而长白已与美国富力特公司合作，在建成两条1.5万吨助滤剂生产线基础上，又新建一条年产2万吨助滤剂生产线，预计我国对助滤剂的需求量将会进一步增长，随着人口的增长，工业建设的高速发展，对净水和饮用水的需求量就增多了，随之需要用更多的象硅藻土那样的廉价过滤材料来循环净化水液。
由于燃料价格上涨。
粘土质硅藻土砖和板在内的保温耐火材料将得到更大量的应用，特别是油井钻探水泥是一个发展中的市场。
1.3、加工技术
原始大块物料首先经破碎机粉碎。
物料经粉碎到所需粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机将料均匀连续的送入主机磨室内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。
物料研磨后的细粉随鼓风机的循环风被带入分析机进行分选，细度过粗的物料落回重磨，合格细粉则随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为成品。
。
1.4、应用
农药业：
可湿性粉剂、旱地除草剂、水田除草剂以及各种生物农药，细度在325目---500目。
复合肥料业：
果木、蔬菜、花草等各种农作物的复合肥，促使农作物生长、改良土壤。
橡胶业：
车辆轮胎、橡胶管、三角皮带、橡胶滚动、输送带、汽车脚垫等各种橡胶制品中的填料。
建筑保温业：
屋顶隔热层、保温砖、硅酸钙保温材料、多孔性煤饼炉、隔音保温防火装饰板等保温、隔热、隔音建筑材料、墙体隔音装饰板、地砖、陶瓷制品等；
塑料业：
生活塑料制品、建筑塑料制品、农用塑料、窗门塑料、各种塑料管道、其它轻重工业塑料中制品。
造纸业：
办公用纸、工业用纸等各种纸张，细度在120目至1200目范围内，硅藻土加入能使纸张平滑，重量轻，强度好。
油漆涂料业：
家具、办公用油漆、建筑涂料、机械、家电油漆、油印墨、沥表、汽车油漆等各种油漆涂料填料；细度120目至1200目，体质轻软，属油漆中的优质填料。
饲料业：
猪、鸡、鸭、鹅、鱼类、鸟类、水产等各种饲料的添加剂。
抛光磨擦业：
车辆中的刹车片抛光、机械钢板、木材家具、玻璃等；
硅藻土应用在蚊香属优质填料，硅藻土能吸附药物提高杀蚊虫效果。
2、硅藻土物性
2.1、形成
硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，其本质是含水的非晶质SiO2。
硅藻在淡水和咸水中均可生存，种类很多，一般可分为“中心目”硅藻和“羽纹目”硅藻，每一目中，又有许多“属”，相当复杂。
2.2、组成，结构
其化学成分主要为SiO2，此外还有少量Al2O3、CaO、MgO，硅藻土的主要矿物成分为蛋白石，并含有粘土（高岭石类、水分母类及少量胶岭石类）、炭质（有机质）、铁质（褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿）、碳酸盐矿物（方解石、白云石、少量菱铁矿）、石英、白云母、海绿石、长石
通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻。
显微镜下可观察到天然硅藻土的特殊多孔性构造
2.3物理化学性能
硅藻土中硅藻含量越多，杂质越少，则颜色越白，质越轻。
比重一般在0.4-0.9，平均密度在0.47g/cm3。
由于硅藻体具有众多的壳体孔洞，使硅藻土具多孔质构造，硅藻土的孔隙度达90-92%，吸水性强烈，粘舌，由于硅藻颗粒细小，使硅藻土细腻、滑润。
硅藻土在酸中（HCl、H2SO4、HNO3）不溶解，但溶于HF和KOH。
硅藻土用酸处理后，氧化物杂质含量降低，SiO2含量增高，比表面积和孔容也增大，所以精制硅藻土的载体效果比天然硅藻土好
硅藻土的氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50~80%。
非晶型SiO2加热到800~1000°C时变为晶型，碱中可溶性硅酸可减少到20~30%。
3、工艺介绍
3.1流程介绍
原矿皮带输送机锤式破碎机振动筛斗式提升机
对喷式气流粉碎机LHJ型超细粉碎机斗式提升机料仓
细粉出口皮带输送机产品
旋风选粉机（超细粉）布袋收尘器引风机
皮带传送输送机产品
1.成品粒度：
600～6000目可调；
2.工作班制：
八小时/班，一天两班，每年工作300天，全年工作4800小时。
3.产量分布：
600~1250目生产4.5万吨；1250~6000目生产0.5万吨
4.生产能力：
600~1250目的产品10.5吨/小时，1250~6000目的产品1.05吨/小时
3.2、生产任务
二、设计选型及计算
1、预破碎
一般粉体加工的第一步都是进行预破碎，因为原料大多都是较大的块状物料。
通过预破碎，能使物料达到较细的粒度，以便后续加工。
具体选择破碎机械要依据原矿的性质、原料粒度、下一工序所要求的物料细度以及设备类型而定。
在加工硅藻土的工程中，本设计选用锤式破碎机作为预破碎机械，同时设置筛分和分级设备，以控制产品粒度和提高粉碎作业的效率。
1.1、预破碎流程
带检查筛分的粉碎流程
1.2、机器选型
1.2.1对破碎机械的选择
（1）单转子锤式破碎机：
PC系列600x400锤式破碎机技术参数：
型号
PC600x400
转子直径/mm
600
转子/mm
400
转速r/min
1000
最大给料粒度/mm
<220
出料粒度/mm
5-15
处理能力t/h
8-15
功率/KW
18.5
锤头数量
20
设备重量/t
1.8
外形L*W*H/mm
1150*1095*1230
（2）锤式破碎机介绍
a结构
锤式破碎机箱体、转子、锤头、反击衬板、筛板等组成。
b特点
（1）工作锤头，采用新工艺铸造，具有耐磨、耐冲击。
（2）可据客户要求，调节需要的粒度。
（3）锤破机体结构密封，解决了破碎车间的粉尘污染和机体漏灰问题。
（4）整体设计造型美观、结构紧凑，易损件少，维修方便等优点，是升级换代产品。
（5）结构紧凑，外形美观，耐磨性好，维护方便
（3）工作原理
锤式破碎机主要是靠冲击作用来破碎物料的.破碎过程大致是这样的,物料进入破碎机中,遭受到高速回转的锤头的冲击而破碎,破碎了的物料,从锤头处获得动能,从高速冲向架体内挡板,筛条,与此同时物料相互撞击,遭到多次破碎,小于筛条之间隙的物料,从间隙中排出,个别较大的物料,在筛条上再次经锤头的冲击,研磨,挤压而破碎,物料被锤头从间隙中挤出.从而获得所需粒度的产品
（4）主要参数计算
1）转子转速
由上表知，工作转速是1000r/min。
转子转速的大小与破碎机的规格、产品粒度和物料的性质有关。
增大圆周速度可使破碎比增大，并且产品中细料的含量增加，但圆周速度过大时，将显著增加电耗，同时导致锤子，箅条和衬板的磨损加快。
产品粒度要求越细，转子转速也越高，锤子的数目也越多。
2）功率
选配电动机时，可根据以下经验公式估算其功率
NM=KD2Ln（KW）
L——转子的长度，m
D——转子的直径，m
n——转子的转速，r/min
K——系数，0.1~0.15
3）生产能力
锤式破碎机的生产能力可按下式计算
Q=60ZLedeKμnρ（t/h）
Z——卸料箅条的间隙数目
L——卸料箅条间隙的长度，m
e——卸料箅条间隙的宽度,m
de——产品的粒度，m
K——转子圆周方向上的锤子数目，一般取3~6
ρ——破碎产品的容积密度，t/m3
μ——物料松散及不均匀性，一般取0.015—0.07
4）从生产任务知，该锤式破碎机完全满足生产任务，即生产速率可达到10.5t/h，产品粒径在5~15mm。
所以锤式破碎机只需一台。
1.2.2对振动筛的选择
（1）机械构造
振动筛一般由振动器、筛箱、支承或悬挂装置、传动装置等部分组成。
1）振动器：
单轴振动筛和双轴振动筛的振动器，按偏心重配置方式区分一般有两种型式。
偏心重的配置方式以块偏心型式较好。
2）筛箱：
筛箱由筛框、筛面及其压紧装置组成。
筛框是由侧板和横梁构成。
筛框必须要有足够的刚性。
3）支承装置：
振动筛的支承装置有吊式和座式两种。
座式安装较为简单，且安装高度低，一般应优先选用。
振动筛的支承装置主要由弹性元件组成，常用的有螺旋弹簧、板弹簧和橡胶弹簧。
4）传动装置：
振动筛通常采用三角带传动装置，振动筛的结构简单，可以任意选择振动器的转数，但运转时皮带容易打滑，可能导致筛孔堵塞。
振动筛也有采用联轴器直接驱动的。
联轴器可以保持振动器的稳定转数，而且使用寿命很长，但振动器的转数调整困难
（2）主要优点：
1）由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。
2）构造简单、拆换筛面方便。
3）筛分每吨物料所消耗的电能少
（3）工作原理
振动筛工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。
振动筛工作部分固定不动，靠物料沿工作面滑动而使物料得到筛分。
固定格筛是在选矿厂应用较多的一种，一般用于粗碎或中碎之前的预先筛分。
它结构简单，制造方便。
不耗动力、可以直接把矿石卸到筛面上。
主要缺点是生产率低、筛分效率低，一般只有50—60%。
（4）技术参数
型号规格
电机功率（kw）
筛网面积（m2）
处理能力（ｔ/ｈ）
2YK1224
5.5
2.88
20-100
1）振动强度：
表示筛面振动的强烈程度
κ=Aω2/g
ω——角速度，ω=πn/30，rad/s
n——偏心轴转速，r/min
A——振幅，m
g——重力加速度，m/s2
2）生产能力Q,
Q=3600hBνρB（t/h）
B——工作面宽度，m
ρB——物料松装密度，t/m3
h——料层的厚度，m
ν——物料在筛面上的移动的速度，m/s
由上面的选型知，振动筛只需一台。
2输送设备
2.1、斗式提升机主要特点
1..驱动功率小,采用流入式喂料、诱导式卸料、大容量的料斗密集型布置.在物料提升时几乎无回料和挖料现象,因此无效功率少。
2.提升范围广,这类提升机对物料的种类、特性要求少,不但能提升一般粉状、小颗粒状物料,而且可提升磨琢性较大的物料.密封性好,环境污染少。
3.运行可靠性好,先进的设计原理和加工方法,保证了整机运行的可靠性,无故障时间超过2万小时。
提升高度高.提升4.使用寿命长,提升机的喂料采取流入式,无需用斗挖料,材料之间很少发生挤压和碰撞现象。
本机在设计时保证物料在喂料、卸料时少有撒落,减少了机械磨损
2.2鉴于硅藻土几乎没有腐蚀性，所以选用D型——胶带斗式提升机
2.1.2、D型工作原理
TD型斗式提升机由运行部分（料斗与牵引胶带）,带有传动滚筒的上部区段,带有拉紧滚筒的下部区段,中间机壳,驱动装置,逆止制动装置等组成,适用于向上输送松散密度ρ<1.5t/m3粉状、粒状和小块状的无磨琢性和半磨琢性散状物料,如煤、砂、焦末、水泥、碎矿石等。
TD型斗式提升机结构形式:
传动装置TD型斗提升机的传动装置有两种形式分别配有YZ型减速器ZQ（或YY）型减速器。
YZ型轴减速器直接装在主轴轴头上,省去了传动平台、联轴器等,使结构紧凑、重量轻,而且其内部带有异型辊逆止器，逆止可靠。
该减速器噪音低，运转平稳，并随主轴浮动，可消除安装应力。
2.1.3、技术参数
2.1.4计算台数
由于硅藻土平均密度是0.47g/cm3，即0.47t/m3，生产中要求斗式提升机每小时输送10.5t，所以需要输送大约22.3m3的物料，所以直接选用料斗型式是SD型的斗式提升机一台，即输送能力为27m3/h。
节省金钱和空间。
2.2皮带输送机
2.2.1说明
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。
主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。
它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。
它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。
除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线
2.2.2、工作原理
带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。
带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。
驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。
驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。
物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送袋卸料端卸出。
2.2.3技术参数
胶带宽度（mm）
输送长度（m）/功率（kw）
输送速度（m/s）
输送量（t/h）
400
≤12/1.5
12-20/2.2-4
20-25/4-7.5
1.3-1.6
40-80
500
≤12/3
12-20/4-5.5
20-30/5.5-7.5
1.3-1.6
60-150
650
≤12/4
12-20/5.5
20-30/7.5-11
1.3-1.6
130-320
800
≤6/4
6-15/5.5
15-30/7.5-15
1.3-1.6
280-540
2.2.4、设备台数
选用胶带宽度在400mm的输送机三台
3超细粉碎
3.1、LHJ型超细粉碎机
3.1.1、工作原理
物料经粗破后，由进料装置送至主机粉碎腔，在高速回转装置产生的高压高频脉动旋气流能场的作用下，颗粒作气固螺旋运动，从而形成若干个大小旋流，物料与高速回转器件及颗粒之间互相挤压、碰撞、磨擦、剪切而实现超细粉碎。
粉碎后的物料被上升的气流输送至叶轮分级区，在分级轮离心力和风机抽力的作用下，实现粗细粉的分离，不合格的粉料由内分级机器返回粉碎腔再次粉磨，合格的细粉由旋风收集器收集，净化的气体由引风机排出。
3.1.2、性能特点：
LHJ型超细机械粉碎机是吸取传统粉磨设备的优点，结合创新的粉碎、分级技术，开发生产的新型机械粉碎设备，具有产量大，成品粒度集中且无大颗粒的典型优势。
1、粉碎比大，入料粒度最大可达30mm，产品粒径5～150um可任意调节。
2、集粉碎、分级于一体，可直接生产出各个粒度级的产品，无大颗粒，无筛余，无须进行二次分级。
3、独特的除渣设计可去除矿物中的杂质，保证产品的纯度和白度，增加粉碎产量。
4、生产能力大，生产1250目的粉体时，产量可达1500kg/h，比同类机械粉磨设备节能50%。
5、粉磨针状物料可获得颗粒长径比平均15：
1的产品。
6、大型机1250目成品产量达到3t以上；
7、系统采用负压生产，无粉尘飞扬，噪音低，生产环境优良。
8、应用范围：
滑石、高岭土、重晶石、硅灰石、水镁石、云母、蛭石、叶腊石、石灰石、氧化铁、氧化铝、化工物料等物料的超细粉碎。
3.1.3、技术参数
型号
LHJ-50
LHJ-70
LHJ-150
LHJ-260
LHJ-500
进料粒径（mm）
≤30
≤30
≤30
≤30
≤30
产品细度（um）
6～150
6～150
6～150
6～150
6～150
产量（t/h）
0.1～1.0
0.1～1.5
0.4～3.0
0.6～5.0
2.0～15
功率
粉碎主机（kw）
22
37
75
132
220
配套功率（kw）
20
35
50
70
80
3.1.4、生产实例
（1）河南济源市宏大高岭土有限公司采用LHJ—260型机械粉碎机做1:
1工业试验，由于济源市矿石的硬度比其他产地高岭土硬，实践结果1250目（d97<10um）产量达850kg/h.。
（2）广西桂林广滑石开发有限公司采用LHJ—260型机械粉碎机，入料粒度30~0mm的原矿，成品粒度1250目，时产量达1.3t/h；成品粒度800目时产量达到2.2t/h。
（3）湖边襄樊隆福超细粉体有限公司使用两台LHJ—260型机械粉碎机用以重晶石超细生产，入料粒度30~0mm的原矿，产品粒度1250目时产量达到1.6t/h;成品粒度500目时产量达到7t/h.。
3.1.5、计算台数
由上面实例可估算生产硅藻土时，采用LHJ—260型机械粉碎机,成品粒度在600——1250目时，产量最少可达到2.2t/h。
所以当生产任务为10.5t/h时，最少需5台LHJ—260型机械粉碎机。
4、对喷气流粉碎机及收集装置
4.1、流化床式气流粉碎机
4.1.1、工作原理
压缩空气经过冷冻、过滤、干燥后，经喷嘴形成超音速气流射入粉碎室，使物料呈流态化，被加速的物料在数个喷嘴的喷射气流交汇点汇合，产生剧烈的碰撞、磨擦、剪切而达到颗粒的超细粉碎。
粉碎后的物料被上升的气流输送至叶轮分级区内，在分级轮离心力和风机抽力的作用下，实现粗细粉的分离，粗粉根据自身的重力返回粉碎室继续粉碎，合格的细粉随气流进入旋风收集器，微细粉尘由袋式除尘器收集，净化的气体由引风机排出。
4.1.2、性能与优点
1、能耗低，与传统流化床气流粉碎机相比，可节能30%。
2、内置自分流式微粉分级机，粒度分布集中，成品中无过大颗粒。
3、设备结构紧凑，占地面积小。
4、粉碎箱内无存料，无死角，易于拆洗、消毒，更换品种方便，符合GMP要求。
5、低温无介质粉碎，尤其适合于低熔点、热敏性、含糖份及挥发性物料的粉碎。
6、对易燃、易爆的物料可用惰性气体作介质实现全封闭粉碎，惰性气体循环使用，损耗极低。
7、粉碎粒度范围广，成品粒径在3～180um范围任调；机型全，产量5～3000kg/h机型任选。
8、负压生产，无粉尘污染，环境优良。
9、自动化程度高，稳定性强，操作简便。
4.1.3、应用领域
广泛应用于化工、矿业、磨料、耐火材料、电池材料、冶金、建材、制药、陶瓷、食品、农药、饲料、新材料、环保等行业和各种干粉类物料的超细粉碎、打散及颗粒整形。
技术参数
4.2、设备选型
4.2.1、JZL流化床式气流粉碎分级机
4.2.2、性能优势及特点
该气流粉碎分级机标配为一个立式涡轮分级机，粉碎、分级相互配合、同步完成，通过变频调整分级机的转速，可任意调整产品细度。
如一个加工流程，需多个粒度段的产品，可在标配一个分级机的基础上加装两个至四个，使本机成为一台粉碎分级的两连机-五连机。
设备整体可选用碳钢、不锈钢或其它指定材料，内衬也可根据需要定制
4.2.3、工艺流程图
1-空压机,2-储气罐,3-冷干净化系统,4-供料系统,5-粉碎机构
6-水平分级机构,7-旋风分级系统,8-收尘系统,9-引风机
4.2.4、JZL流化床式气流粉碎分级机的技术参数
装机功率（单位：
KW）
型号
分级机
引风机
配套空压机
空压机功率
总装功率
JZL-600
7.5
37
40m3 /min
264
≈210
型号
进料粒度
出料粒度
产量
设备体积
设备重量
JZL-600
<5mm
2~200um
200-1000kg/h
11m×2.2m×5m
≈7t
4.2.5、计算设备台数
在1250——6000目硅藻土的生产中，当生产6000目的产品时生产能力最低，产量最低可达0.25t/h，则最少需要的台数=1.05t/h÷0.25t/h=4.2台，即需要五台设备
4.3、旋风选粉机
4.3.1工作原理
旋风式选粉机的分级室是一个用钢板制成的圆柱形外壳。
在分级室内，小风叶和撒料盘一起固定在垂直轴上。
由电动机经过胶带传动装置带动旋转，在分级室中形成强大的离心力。
进入到分级室中的气粉混合物在离心力的作用下，大或重的颗粒受离心作用力大，故被甩至分级室四周边缘，并不再受离心力的影响，自然下落，便被收集下来，之后作为粗粉经粗粉管排出；小或轻的物料受离心力作用小，在分级室内部悬停，受气流影响被带至高处，顺管道动动至下一组件内被分级或收集。
通过变频器调节转速便可调整分级室中离心力的大小，达到分出指定粒度的物料的目的
4.2.2、性能优势、特点
该选粉机的主要特点是能耗低、处理量大、组合结构方式灵活：
可与流化床粉碎主机互换成为粉碎分级机，可与雷蒙机、球磨机、对辊磨等粗粉碎机组合，分离其中的超细粉，起到能耗低、污染小的作用；可与干燥机、传送带、自动包装机等直接对接，简化生产流程和步骤
4.2.3、技术参数
型号
XX15
XX20
XX25
选粉室直径（m）
1.5
2.0
2.5
旋风筒
直径（m）
0.65
0.96
1.10
数量（个）
6
8
生料产量（t/h）
16
28
44
水泥产量（t/h）
12
33
42
主轴转速（r/min）
190-390
190
180
电机型号
Y132S-8
Y160L-8
Y180L-8
电机转速（r/min）
710
720
730
电机功率（kw）
2.2
7.5
11
配用风机型号
4-72-118C
4-72-1110C
4-72-1112C
风量（m3/h）
22280
37850
68020
风压（KPa）
2.39
2.31
2.44
功率（kw）
22
40
75
设备重量（t）
3.60
8.08
11.44
设备外形长X宽X高（mm）
3370X3370X4780
4680X4020X6910
4840X4840X7855
4.2.4计算台数
由于选粉机是接在气流粉碎机的下一流程，但次选粉机处理量大，所以只需型号为XX15一台就足够了。
4.3、DMC系列脉冲长布袋除尘器
4.3.1、工作原理
DMC型脉冲布袋除尘器的除尘，是通过除尘滤袋进行的，当尘含尘空气进入箱体内，因气流突然扩张，流速骤然降低，这样颗粒大的借自身重力落进集尘箱，其余灰尘被阻留在滤袋外壁。
为了保证设备的正常运转，维持一定的设备阻力，DMC型脉冲除尘器采用压缩空气喷吹滤袋，由控制系统完成脉冲，经喷吹管喷出，通过诱导周围大量空气进入滤袋，使滤袋瞬间急剧膨胀，引起一次脉冲振动，将积附在滤袋外壁的灰尘抖落，进入集尘箱，经输送机排出机外
4.3.2、性能特点
该产品综合了分室反吹和脉冲清灰两类除尘
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