米振清，田艷紅

（河鋼集團礦業(yè)公司司家營北區(qū)分公司，河北 唐山 063700）

該礦山屬“鞍山式”沉積變質(zhì)鐵礦床。礦石類型主要為赤鐵石英巖和磁鐵石英巖兩大類，淺層以赤鐵石英巖為主，深層過渡為磁鐵石英巖。年處理鐵礦石700萬t，氧化礦和原生礦分別使用一套破碎系統(tǒng)，均采用“三段一閉路”破碎流程。初期設(shè)計中針對礦石在破碎、篩分、儲運過程中產(chǎn)生的粉塵，采取的主要抑塵、除塵措施有：密閉產(chǎn)塵點，設(shè)置除塵噴嘴實施水力除塵，設(shè)置SCJ/A2型濕式除塵器17臺，礦倉及轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)站設(shè)置PL型單機布袋除塵器共13臺；除塵器除塵效率99%，使各產(chǎn)塵點粉塵排放濃度可≤40mg/m3。

隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展，公眾對環(huán)境的要求越來越高，而工業(yè)的發(fā)展所排放的粉塵則對環(huán)境造成較大的影響[1]。根據(jù)《鐵礦采選工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28661-2012）4.2.4條和4.2.5條要求，在國土開發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱，或環(huán)境容量小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問題而需要采取特別保護措施的地區(qū)，車間或生產(chǎn)設(shè)施排氣筒顆粒物排放濃度限值為10mg/m3；選礦廠顆粒物無組織排放濃度限值為1mg/m3[2]。該礦山原設(shè)計破碎除塵系統(tǒng)目前的運行情況已不能滿足環(huán)保要求，進行升級改造勢在必行。

1 改造思路

大氣污染是目前最突出的環(huán)保問題之一，煙塵和粉塵是主要大氣污染源。鐵礦山破碎系統(tǒng)粉塵排放主要有三個源頭：一是破碎機進出口粉塵；二是振動篩篩分過程的粉塵；三是皮帶受料點揚塵。該礦山破碎、篩分、儲運系統(tǒng)具有流程長、設(shè)備多且布局復(fù)雜、產(chǎn)塵點多的特點。除塵系統(tǒng)改造需結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用切實可行的治理方案，既要對粉塵污染物進行回收治理，又要兼顧廠房內(nèi)作業(yè)衛(wèi)生環(huán)境，做到全過程排放控制，實現(xiàn)排放達標(biāo)；同時在不影響生產(chǎn)工藝及設(shè)備運行的前提下，達到除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易維護、投資少的目標(biāo)。根據(jù)國家環(huán)保要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，經(jīng)研究決定采用高效脈沖布袋除塵器進行升級改造。

2 高效脈沖布袋除塵器工作原理

當(dāng)含塵氣體由進風(fēng)口進入灰斗后，一部分較粗的塵粒在這里由于慣性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分塵粒隨氣流上升進入袋室，經(jīng)濾袋過濾后，塵粒被阻留在濾袋外側(cè)，凈化后的氣體則由濾袋內(nèi)部進入箱體，再由閥板孔、出風(fēng)口進入煙囪排入大氣，達到除塵的目的。隨著過濾過程不斷進行，濾袋外側(cè)的積塵逐漸增多，除塵器的運行阻力也逐漸增高，當(dāng)阻力增到預(yù)先設(shè)定值時，清灰控制器發(fā)出信號。首先提升閥將閥板孔關(guān)閉，以切斷過濾氣流，停止過濾，然后電磁脈沖閥打開，以極短的時間（0.1s左右）向箱體內(nèi)噴入壓縮空氣，壓縮空氣在箱體內(nèi)迅速膨脹，涌入濾袋內(nèi)部，使濾袋產(chǎn)生變形、抖動，加上逆氣流的作用，濾袋外部的粉塵便被清除下來落入灰斗。清灰完畢后，提升閥再次打開，除塵器又進入過濾工作狀態(tài)。原理和清灰過程見圖1和圖2[3]。

圖1 布袋除塵器原理

圖2 布袋除塵器清灰過程

3 改造方案研究

3.1 工藝流程確定

各產(chǎn)塵點產(chǎn)生的粉塵利用集塵罩經(jīng)其煙氣管道引入脈沖布袋除塵器中凈化處理，潔凈空氣經(jīng)排氣筒排入大氣。隨著過濾工況的不斷進行，附著于濾袋外表的粉塵逐漸增多，氣流通過的阻力也逐漸增大。通過定時清灰程序自動控制，開啟脈沖閥釋放出高壓壓縮空氣對濾袋進行脈沖噴吹清灰，粉塵沉落灰斗，采用皮帶運輸機送至磨選流程進行處理，實現(xiàn)全過程排放控制。工藝流程圖見圖3。

圖3 系統(tǒng)工藝流程圖

3.2 風(fēng)量計算及除塵器選型

根據(jù)風(fēng)量設(shè)計理論依據(jù)以及皮帶寬度、物料性質(zhì)、物料落差、溜槽傾角、物料運輸速度、物料流量、捕集罩形式等因素確定風(fēng)量[4]，按式1公式確定除塵器型號及過濾面積。

式中：L為排風(fēng)量m3/h；

L1：隨物料帶入的空氣量m3/h；

L2：使密閉罩內(nèi)保持一定負壓而由不嚴(yán)密處吸入的風(fēng)量m3/h。

除塵風(fēng)量及過濾面積計算結(jié)果見表1。

表1 風(fēng)量計算及除塵器型號選擇

4 結(jié)語

（1）該礦山破碎系統(tǒng)流程長、設(shè)備多且布局復(fù)雜、產(chǎn)塵點多，原設(shè)計采用旋風(fēng)加水浴除塵系統(tǒng)已不能實現(xiàn)達標(biāo)排放要求，采用先進的高效脈沖布袋除塵器進行改造升級。

（2）高效脈沖布袋除塵器具有除塵效率高、自動化程度高、操作簡單、運行可靠的特點。

（3）隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，高效脈沖布袋除塵器將作為一種有效的除塵技術(shù)，將大量應(yīng)用于金屬礦山。