李蕾蕾

中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司（710065）

采石場及砂石加工廠的環(huán)保除塵設(shè)計

李蕾蕾

中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司（710065）

通過對不同的粉塵來源進(jìn)行分析，介紹了采石場及砂石加工廠的環(huán)保除塵措施及砂石加工廠的環(huán)保收塵設(shè)計。

采石場；砂石加工廠；環(huán)保除塵；措施；設(shè)計

0 引言

采石場及砂石加工廠對環(huán)境的影響主要是粉塵、噪聲和污水，其中粉塵為主要污染，尤其在干法砂石加工廠中粉塵污染更為突出。因此，做好除塵工作就成為采石場及砂石加工廠環(huán)境保護(hù)的首要任務(wù)。

1 粉塵來源

采石場的粉塵主要來源于穿孔、爆破、采裝、裝載、排巖和運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)過程。

砂石加工廠的粉塵主要來源于破碎及篩選設(shè)備排放點(diǎn)、輸送轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、半成品料及成品料堆存卸料點(diǎn)、外運(yùn)成品裝車時產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

2 采石場的粉塵治理

針對采石場粉塵來源的不同，分別介紹不同作業(yè)過程的粉塵治理措施。

2.1 穿孔作業(yè)的粉塵治理

穿孔作業(yè)的粉塵治理分干法粉塵治理和濕法粉塵治理兩種。干法粉塵治理是指鉆機(jī)（牙輪和潛孔）自帶收塵器，通過收塵器除塵后的外排廢氣達(dá)標(biāo)排放。濕法粉塵治理是指通過噴霧風(fēng)水混合器將水分散成極細(xì)的水霧，經(jīng)纖桿進(jìn)入孔底，補(bǔ)給粉塵形成泥漿。風(fēng)機(jī)的風(fēng)流將排出的泥漿吹向孔口一側(cè)，并沉積該處，泥漿干燥后呈膠結(jié)狀，避免粉塵二次飛揚(yáng)。干法除塵效率高達(dá)99.9%，但輔助設(shè)備較多，維護(hù)不方便。濕法除塵效率可達(dá)90%，影響范圍小于50 m2，使用較廣。

2.2 爆破作業(yè)的粉塵治理

主要采用爆破前向預(yù)爆破礦體進(jìn)行灑水、注水和水封爆破等濕法措施進(jìn)行粉塵治理。

2.3 采裝、裝載和排巖作業(yè)的粉塵治理

主要采用噴射式灑水車灑水或安裝噴霧裝置對電鏟作業(yè)、裝載作業(yè)或排巖過程進(jìn)行粉塵抑制。

2.4 運(yùn)輸作業(yè)的粉塵治理

通過灑水車或沿路鋪設(shè)灑水器，定時對運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行灑水和保潔，遇干燥、風(fēng)大的天氣，加大灑水頻次。在北方缺水地區(qū)，也可采用路面噴灑鈣、鎂等吸濕鹽溶液或用覆蓋劑、石油樹脂冷水溶液、油水乳濁液等處理路面以達(dá)到抑塵效果。

3 砂石加工廠的環(huán)保除塵措施

根據(jù)粉塵產(chǎn)生途徑的不同，砂石加工廠的環(huán)保除塵措施分源頭抑塵和散發(fā)后的粉塵捕捉及收集兩種。

3.1 源頭抑塵

可采用生物藥劑或水噴霧使粉塵沉積不揚(yáng)起，主要是針對無組織粉塵排放,如原料入料倉卸料點(diǎn)、半成品料堆場、成品料堆場下料點(diǎn)、鏟車裝車時產(chǎn)生的無組織粉塵排放均采用此措施。

3.2 散發(fā)后的粉塵捕捉及收集

通過優(yōu)化設(shè)計,減少工藝過程中的揚(yáng)塵環(huán)節(jié)，如設(shè)備加密封罩、溜管間用法蘭連接、卸料用階梯溜管等，并盡量減少物料的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)和落差。然后采用袋收塵器，針對干法生產(chǎn)線的有組織粉塵排放點(diǎn)進(jìn)行粉塵收集。

4 砂石加工廠的收塵系統(tǒng)設(shè)計

4.1 收塵設(shè)計總則

環(huán)保收塵設(shè)施必須做到與工程設(shè)計、施工、投產(chǎn)“三同時”。

需確保粉塵排放指標(biāo)達(dá)到國家或重點(diǎn)地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

收塵設(shè)計風(fēng)量需通過計算確定，以粉塵不逸散到車間外為原則，有條件時收塵風(fēng)量也可采用實(shí)測數(shù)據(jù)。

對于收塵設(shè)施所收集的粉塵要妥善輸送及儲存，避免輸送或收集不當(dāng)引起二次揚(yáng)塵[1]。

4.2 收塵系統(tǒng)組成

一套完整的收塵系統(tǒng)應(yīng)包括收塵罩、風(fēng)管、收塵器、卸灰裝置、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等。

收塵罩通過吸風(fēng)起控制塵源的作用；風(fēng)管起輸送氣體的作用；收塵器起凈化含塵氣體的作用,將含塵氣體中的粉塵分離出來并加以回收；卸灰裝置包括螺旋鉸刀（或空氣輸送斜槽）、回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥（重錘翻板閥）,主要是將收塵器分離出來的存于灰斗中的粉塵排出，然后輸送至下游設(shè)備；風(fēng)機(jī)是收塵系統(tǒng)中的動力設(shè)備，將含塵氣體吸入收塵罩，經(jīng)風(fēng)管輸送進(jìn)入收塵器凈化后排入大氣；空壓機(jī)主要提供壓縮空氣，是收塵器清灰的動力來源。

4.3 收塵系統(tǒng)設(shè)備選型

此處僅介紹主要設(shè)備收塵器、風(fēng)機(jī)及空壓機(jī)的選型設(shè)計。

1）收塵器

收塵器選型設(shè)計時的參數(shù)有收塵風(fēng)量、入口含塵濃度、出口含塵濃度、過濾風(fēng)速、溫度、粉塵種類等。

收塵風(fēng)量應(yīng)等于收塵各點(diǎn)的風(fēng)量總和。收塵各點(diǎn)包括破碎機(jī)、振動篩等主機(jī)設(shè)備本身的揚(yáng)塵點(diǎn)、皮帶機(jī)輸送轉(zhuǎn)運(yùn)揚(yáng)塵點(diǎn)等。入口含塵濃度取經(jīng)驗(yàn)值或?qū)崪y值，砂石加工系統(tǒng)的收塵器入口含塵濃度一般不超100 g/m3。出口含塵濃度按國家標(biāo)準(zhǔn)的要求取值，砂石加工系統(tǒng)可參照水泥行業(yè)礦山破碎排放標(biāo)準(zhǔn)取20 mg/Nm3。過濾風(fēng)速是指單位面積的濾料在單位時間內(nèi)通過的氣體量，單位為m3/min/m2，即m/min,一般取值不超過1.2。過濾面積通過收塵風(fēng)量和過濾風(fēng)速計算后，通過選型手冊選取相對應(yīng)規(guī)格的收塵器[2]。

S=Q/(V×60)

式中：S——除塵器總過濾面積計算值，m2；Q——除塵器的處理風(fēng)量，m3/h；V——除塵器的過濾風(fēng)速，m/min。

2）風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)選型設(shè)計時的參數(shù)有風(fēng)機(jī)風(fēng)量、旋向、溫度、壓力等。

風(fēng)機(jī)風(fēng)量=收塵器風(fēng)量×（1.05～1.15），一般取1.15。風(fēng)壓可根據(jù)風(fēng)管的布置計算取，一般按簡易取法取2 800～3 500 Pa，風(fēng)管布置支管少且走向簡單時取下限，風(fēng)管布置支管多且走向復(fù)雜時取上限。

3）空壓機(jī)

當(dāng)廠區(qū)集中供氣，即廠區(qū)設(shè)置空壓機(jī)站時，空壓機(jī)一般設(shè)計一臺備用機(jī)，排氣總量選取如下：生產(chǎn)線收塵器和其他設(shè)施耗氣量總和×1.3，排氣壓力一般選0.85 MPa（清灰用壓縮空氣氣壓一般為0.5～0.7 MPa）。根據(jù)儀表用氣要求配置干燥機(jī)和過濾器等后處理設(shè)備。當(dāng)單臺收塵器配置單臺空壓機(jī)時，空壓機(jī)排氣量=收塵器耗氣量×1.3，排氣壓力一般選0.85 MPa。

4.4 收塵罩及收塵風(fēng)管設(shè)計

收塵罩的設(shè)計，要能有效地控制含塵氣體不從密封罩逸出，避免吸走正在輸送的物料。收塵罩吸風(fēng)口處風(fēng)速一般≤1.4～2 m/s,物料越細(xì)，風(fēng)速越低。吸塵罩不宜靠近敞開的孔洞,以避免吸出無關(guān)氣體。收塵罩盡量遠(yuǎn)離落料點(diǎn)以避免物料未落下時就被吸走。

收塵風(fēng)管設(shè)計要點(diǎn)：

收塵風(fēng)管宜直、宜短，風(fēng)管內(nèi)表面要光滑，以減少阻力；

收塵管道原則上避免水平管道，上行和下行的傾斜管道（沿氣流方向看）與水平方向夾角一般為60°和45°，在特定情況下,傾斜角＜60°和＜45°時，管道上應(yīng)設(shè)密封良好的清掃孔；

收塵支管應(yīng)從主管的上面或側(cè)面連接，三通管的夾角一般不小于30°，不大于45°；

收塵管道彎頭的曲率半徑為1.5～2倍的管徑，特殊情況下也可等于管徑。

收塵系統(tǒng)的管道布置應(yīng)力求簡單，收塵點(diǎn)一般不超過10個，且管道不宜過長，盡量減少收塵風(fēng)管彎頭的個數(shù)；

砂石加工廠的含塵風(fēng)管風(fēng)速控制如下，一般傾斜管道12～16 m/s，水平管道18～22 m/s，垂直管道8～12 m/s；

收塵風(fēng)管宜采用圓形斷面；

收塵風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置手動蝶閥以便調(diào)節(jié)收塵系統(tǒng)的風(fēng)量平衡；

收塵器的出風(fēng)管風(fēng)速一般取12～15 m/s；

收塵器卸灰點(diǎn)應(yīng)設(shè)計在抽風(fēng)點(diǎn)之后避免二次揚(yáng)塵。

5 結(jié)語

隨著國家環(huán)保要求的不斷加強(qiáng)，工程設(shè)計時合理的環(huán)保除塵設(shè)計已成為設(shè)計人員首先要考慮的因素。只要設(shè)計、實(shí)施均按環(huán)保要求做，相信后期的采石場及砂石加工廠空氣環(huán)境會越來越好。

[1]田悅,歐陽靜平，許金東，王福華.收塵系統(tǒng)的設(shè)計原則.中國水泥.2008(5)：P71-72；

[2]孫麗,寶文宏.露天礦開采過程中粉塵污染控制.包鋼科技. 2012.38(5)：P80-82.