礦用收塵器的優(yōu)化設(shè)計(jì)與工藝改進(jìn)

王中軍

（河鋼集團(tuán)灤縣司家營(yíng)鐵礦有限公司，河北 唐山 063701）

礦石在進(jìn)行破碎時(shí)，散發(fā)出的粉塵會(huì)造成很多危害，如污染車間、環(huán)境、危害健康等，所以要對(duì)其進(jìn)行合理治理。在進(jìn)行破碎過(guò)程中，礦業(yè)公司選礦廠要根據(jù)塵源的不同特點(diǎn)，進(jìn)行防塵和除塵處理，使其達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

1 碎礦工藝及塵源特點(diǎn)

1.1 主要塵源及特點(diǎn)

在進(jìn)行破碎過(guò)程中，當(dāng)機(jī)械發(fā)生運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)能，動(dòng)能帶動(dòng)粒子，粒子和空氣結(jié)合形成罩內(nèi)正壓，形成粉塵后發(fā)生擴(kuò)散，逐漸擴(kuò)散到工業(yè)區(qū)內(nèi)。作業(yè)點(diǎn)的不同粉塵也不同，可將塵源分為3類，機(jī)械類塵源是其中之一，機(jī)械類塵源也分為三種；①卸載類。礦石在運(yùn)輸過(guò)程中，其設(shè)備上會(huì)出現(xiàn)塵源，或在裝卸過(guò)程中，兩類不同設(shè)備之間的裝卸；②容器類。在存儲(chǔ)過(guò)程中裝礦時(shí)散發(fā)出的粉塵，如在存儲(chǔ)時(shí)的貯礦槽和礦倉(cāng)；③篩分類。振動(dòng)時(shí)發(fā)生篩分產(chǎn)生的粉塵。分析選礦廠的破碎流程可知，大部分塵源來(lái)源于裝卸類，然后來(lái)源于機(jī)械類。另外選礦廠利用膠帶運(yùn)輸機(jī)輸送也會(huì)產(chǎn)生大量的塵源。運(yùn)輸過(guò)程中，皮帶會(huì)帶動(dòng)托輥，發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生粉塵。當(dāng)粉塵粘在皮帶表面時(shí)，在輸送途中，粉料會(huì)發(fā)生大量的粉塵，因?yàn)榉蹓m質(zhì)量輕發(fā)生飄散。這種粉塵的懸浮速度只有0. 002m/s，只要風(fēng)速達(dá)到0. lm/s時(shí)，粉塵就能很快擴(kuò)散到廠區(qū)的四處，設(shè)備上、皮帶通廊、廠房地面等各處，一旦設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和人員發(fā)生走動(dòng)時(shí)，粉塵就會(huì)再次揚(yáng)塵造成污染。礦物性粉塵顆粒和粒度會(huì)因處的位置不同，具有不規(guī)則性和分布不均勻性的特點(diǎn)，因?yàn)樽鳂I(yè)地點(diǎn)的不同，粉塵分散度也會(huì)有差異。

1.2 防塵、除塵技術(shù)現(xiàn)狀

對(duì)礦石破碎和篩分進(jìn)行密閉處理，除塵利用抽塵、沖激式的方法，這種方法由礦山設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)提出，這種方法效果不錯(cuò)，可以使崗位粉塵濃度變小，低于lOmg/m3以下。在生產(chǎn)維修時(shí)很多密閉罩被拆除，其原因很多有設(shè)計(jì)不當(dāng)、有檢修后沒(méi)有及時(shí)恢復(fù)等。沖激除塵器缺點(diǎn)較多，如清理塵泥刮板銹死導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，濕式防塵措施也不起作用，如供水水質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致噴嘴堵塞，以上都是導(dǎo)致崗位粉塵濃度超標(biāo)的原因。上世紀(jì)90年代，經(jīng)過(guò)馬鞍山礦山研究院的改造，使粉塵問(wèn)題得到了控制，采用了雙旋流除塵器，使崗位粉塵和煙囪排放濃度都有很顯著的變化，如都低于國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤lOmg/m3)和國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(≤150mg/m3)。最近，沖激除塵器的缺點(diǎn)較明顯，如除塵波動(dòng)大、塵源密閉差，崗位粉塵濃度超準(zhǔn)等。

2 防塵、除塵技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)塵源密閉

為了減小作業(yè)場(chǎng)所的粉塵，塵源密閉是較好的措施。因?yàn)槊荛]罩具有以下特點(diǎn)，如不會(huì)影響生產(chǎn)和維修、堅(jiān)固、嚴(yán)密好、易拆卸、樣式多等。對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)和轉(zhuǎn)載點(diǎn)進(jìn)行密閉時(shí)，多數(shù)采用內(nèi)外雙層密閉罩，單層密閉罩防塵效果較差。圓錐破碎機(jī)密封性強(qiáng)但也存在缺點(diǎn)，對(duì)其上、下料口進(jìn)行密封，一般選用吸風(fēng)罩，其可以控制氣流揚(yáng)起的粉塵。目前，對(duì)于移動(dòng)料車的除塵是難點(diǎn)，一般采用兩種方法，一是利用高架移動(dòng)除塵車，二密閉皮帶，在移動(dòng)料車上加入高壓電暈線，可以利用電壓抑塵，或是采用噴霧降塵，這些措施可以降塵但效果都不理想。近幾年，選礦廠已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，變被動(dòng)為主動(dòng)進(jìn)行防塵，現(xiàn)在對(duì)于移動(dòng)料車，在其前段工藝流程中開(kāi)展防塵措施，如噴霧，這樣大大控制了礦石中的粉塵，減小了后期工藝的粉塵量，這樣處理效果很好。

2.2 充分利用濕式除塵

濕式除塵是除塵中的一種，其簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、還有效果?？煞譃樗?、噴霧、水沖洗等三種類型，在條件允許的情況下，加濕物料可以降低粉塵濃度。在流程的開(kāi)始，通過(guò)噴霧降塵使礦石粒度變細(xì)，還有部分未被水濕潤(rùn)的表面和廠房?jī)?nèi)設(shè)備，也可以通過(guò)這種方法，在使用過(guò)程中，武安-4型噴霧器容易出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，現(xiàn)在使用角型噴嘴較多，其可以很好的解決堵塞。為了避免二次揚(yáng)塵，要建立規(guī)章制度，經(jīng)常沖洗廠房，如地坪、墻壁、設(shè)備表面等，這些都能夠避免二次揚(yáng)塵的發(fā)生。

2.3 設(shè)置有效的除塵系統(tǒng)

選礦廠除塵系統(tǒng)由粗碎、中碎、細(xì)碎、篩分等系統(tǒng)構(gòu)成，屬于機(jī)旁集中式，這種方式的好處是除塵設(shè)備集中、便于維修。除塵設(shè)備由兩部分構(gòu)成，既沖激除塵設(shè)備和細(xì)碎系統(tǒng)，分別采用CCJ/A型XC和S型雙旋流除塵器，除塵污水排入污水系統(tǒng)中。但是中碎系統(tǒng)不同，其除塵系統(tǒng)效果較差，因?yàn)闆_激除塵器內(nèi)的清理刮板常被堵塞，發(fā)生腐銹，水位無(wú)法得到有效控制，需要進(jìn)行維修，其他除塵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 加強(qiáng)廠區(qū)綠化

植被可以美化環(huán)境還能實(shí)現(xiàn)滯塵和阻塵，如榆樹(shù)葉和槐樹(shù)的滯塵量和阻塵率不同，分別為12. Og/m2和17%左右，植樹(shù)和種植草皮不僅能保護(hù)環(huán)境，還能夠減大氣中粉塵量，選礦廠附近的廠區(qū)就需要將其綠化率相應(yīng)的提高。

2.5 加強(qiáng)職工環(huán)保意識(shí)，避免粉塵危害

在碎礦工藝流程中，為了除塵可以通過(guò)采用各種措施，使各作業(yè)區(qū)的粉塵不斷減少，使其達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。但還會(huì)有剩余粉塵無(wú)法消除，會(huì)危害到工人的健康。因此，工人的自我保護(hù)意識(shí)要強(qiáng)、加強(qiáng)自身保護(hù)，盡量減少工人在粉塵環(huán)境中進(jìn)行操作，可以采取個(gè)人防護(hù)措施保證職工安全與健康，如佩帶防塵口罩，礦里要開(kāi)展各種形式的安全教育，盡量降低塵肺病發(fā)生的概率。

經(jīng)過(guò)多年努力，礦業(yè)公司選礦廠在礦石破碎過(guò)程中，產(chǎn)生的粉塵基本能夠得到控制，廠區(qū)環(huán)境變化很大，但仍有一些污染源無(wú)法得到根除，經(jīng)過(guò)礦業(yè)公司的努力，一定能夠得到很好的控制，最終實(shí)現(xiàn)清潔無(wú)公害的生產(chǎn)。目前，礦業(yè)公司從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益三方面出發(fā)，堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、利用、化害為利、堅(jiān)持的原則，實(shí)現(xiàn)污染物控制達(dá)標(biāo)，把礦業(yè)公司變成花園式的企業(yè)。

3 礦用收塵器的優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)策略

3.1 模塊化設(shè)計(jì)

原有設(shè)計(jì)：每個(gè)礦下作業(yè)工況不同，市場(chǎng)需求不同和多樣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出不同的產(chǎn)品，長(zhǎng)度方向是通長(zhǎng)的。

改進(jìn)措施：對(duì)設(shè)備進(jìn)行模塊、標(biāo)準(zhǔn)和通用為特點(diǎn)的設(shè)計(jì)。綜合各個(gè)工況收塵點(diǎn)的具體情況，各模塊要用螺栓相連，然后對(duì)模塊組合進(jìn)行配對(duì)，以其滿足不同風(fēng)壓、風(fēng)量和空間的需要，如圖1右側(cè)所示。

改進(jìn)效果：減少了周期，如設(shè)計(jì)和制作周期； 便于出廠保證了安裝精度；使設(shè)備配件更合理，使采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)變的簡(jiǎn)單；庫(kù)存成本和資金積壓都減少；設(shè)備的重組與整合有利于客戶的需要，節(jié)約投入資金。

3.2 噴吹管的改進(jìn)設(shè)計(jì)

原有設(shè)計(jì)：噴吹管上噴吹孔尺寸都為φ17。

改進(jìn)措施：增加引流管，調(diào)整尺寸，分為φ16和φ17

改進(jìn)效果：引流管可以起到保護(hù)濾袋的作用，當(dāng)壓縮空氣會(huì)噴吹濾袋，氣流就會(huì)向下噴射，當(dāng)開(kāi)孔大小相同時(shí)，會(huì)出現(xiàn)噴吹管中間氣量少，而兩端氣量多的情況，經(jīng)試驗(yàn)后，當(dāng)噴吹管徑不同時(shí)，噴吹壓力和流量有差異，如上表1所示，結(jié)果與分析一致。通過(guò)調(diào)整噴吹孔的大小，使每條濾袋的壓縮氣量和氣壓一致，保護(hù)濾袋的同時(shí)提高了清灰的效率。

表1 噴吹管孔徑變化與流量、壓力的關(guān)系

3.3 設(shè)計(jì)更加合理的進(jìn)風(fēng)均風(fēng)裝置

原有設(shè)計(jì)：氣流穿過(guò)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入袋室內(nèi)。

改進(jìn)措施：通過(guò)流場(chǎng)模擬后增添均風(fēng)導(dǎo)流板。

改進(jìn)效果：這樣做煙氣會(huì)充滿整個(gè)袋室空間，并較均勻，濾袋間嵌的速度變小，相應(yīng)的，收塵器的系統(tǒng)阻力降低，收塵效率提高，這樣濾袋的使用壽命得到延長(zhǎng)。

3.4 氣路管路系統(tǒng)元器件外置式改為內(nèi)置式

原有設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)時(shí)，管路系統(tǒng)上的元器件在箱體外面。如脈沖閥等

改進(jìn)措施：整個(gè)管路系統(tǒng)都嵌陷在箱體內(nèi)。

改進(jìn)效果：因礦下的障礙物多，并情況復(fù)雜，所以導(dǎo)致環(huán)境惡劣，當(dāng)原器件放在外面會(huì)發(fā)生磕碰和穢污，這樣元器件的精度和使用壽命都會(huì)受到影響；這樣處理過(guò)后，設(shè)備也能整潔、美觀。

4 結(jié)論

當(dāng)?shù)V山處于空間狹窄、工作環(huán)境惡劣時(shí)， 選用優(yōu)化和改進(jìn)后的礦用收塵器最合適，其解決了礦下作業(yè)難題，如粉塵治理，現(xiàn)在，該設(shè)備收塵的效果突出，除塵和可呼塵除塵效率都很高，分別超過(guò)了99.9%和90%以上，超出國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)運(yùn)行和維護(hù)兩項(xiàng)費(fèi)用低，因此市場(chǎng)推廣價(jià)值很大。