采石場及砂石加工廠的環保除塵設計

李蕾蕾

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司（710065）

采石場及砂石加工廠的環保除塵設計

李蕾蕾

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司（710065）

通過對不同的粉塵來源進行分析，介紹了采石場及砂石加工廠的環保除塵措施及砂石加工廠的環保收塵設計。

采石場；砂石加工廠；環保除塵；措施；設計

0 引言

采石場及砂石加工廠對環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境保護的首要任務。

1 粉塵來源

采石場的粉塵主要來源于穿孔、爆破、采裝、裝載、排巖和運輸等作業過程。

砂石加工廠的粉塵主要來源于破碎及篩選設備排放點、輸送轉運點、半成品料及成品料堆存卸料點、外運成品裝車時產生的揚塵。

2 采石場的粉塵治理

針對采石場粉塵來源的不同，分別介紹不同作業過程的粉塵治理措施。

2.1 穿孔作業的粉塵治理

穿孔作業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（牙輪和潛孔）自帶收塵器，通過收塵器除塵后的外排廢氣達標排放。濕法粉塵治理是指通過噴霧風水混合器將水分散成極細的水霧，經纖桿進入孔底，補給粉塵形成泥漿。風機的風流將排出的泥漿吹向孔口一側，并沉積該處，泥漿干燥后呈膠結狀，避免粉塵二次飛揚。干法除塵效率高達99.9%，但輔助設備較多，維護不方便。濕法除塵效率可達90%，影響范圍小于50 m2，使用較廣。

2.2 爆破作業的粉塵治理

主要采用爆破前向預爆破礦體進行灑水、注水和水封爆破等濕法措施進行粉塵治理。

2.3 采裝、裝載和排巖作業的粉塵治理

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

2.4 運輸作業的粉塵治理

通過灑水車或沿路鋪設灑水器，定時對運輸道路進行灑水和保潔，遇干燥、風大的天氣，加大灑水頻次。在北方缺水地區，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到抑塵效果。

3 砂石加工廠的環保除塵措施

根據粉塵產生途徑的不同，砂石加工廠的環保除塵措施分源頭抑塵和散發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起，主要是針對無組織粉塵排放,如原料入料倉卸料點、半成品料堆場、成品料堆場下料點、鏟車裝車時產生的無組織粉塵排放均采用此措施。

3.2 散發后的粉塵捕捉及收集

通過優化設計,減少工藝過程中的揚塵環節，如設備加密封罩、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運點和落差。然后采用袋收塵器，針對干法生產線的有組織粉塵排放點進行粉塵收集。

4 砂石加工廠的收塵系統設計

4.1 收塵設計總則

環保收塵設施必須做到與工程設計、施工、投產“三同時”。

需確保粉塵排放指標達到國家或重點地區的標準要求。

收塵設計風量需通過計算確定，以粉塵不逸散到車間外為原則，有條件時收塵風量也可采用實測數據。

對于收塵設施所收集的粉塵要妥善輸送及儲存，避免輸送或收集不當引起二次揚塵[1]。

4.2 收塵系統組成

一套完整的收塵系統應包括收塵罩、風管、收塵器、卸灰裝置、風機、空壓機等。

收塵罩通過吸風起控制塵源的作用；風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）、回轉鎖風閥（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，然后輸送至下游設備；風機是收塵系統中的動力設備，將含塵氣體吸入收塵罩，經風管輸送進入收塵器凈化后排入大氣；空壓機主要提供壓縮空氣，是收塵器清灰的動力來源。

4.3 收塵系統設備選型

此處僅介紹主要設備收塵器、風機及空壓機的選型設計。

1）收塵器

收塵器選型設計時的參數有收塵風量、入口含塵濃度、出口含塵濃度、過濾風速、溫度、粉塵種類等。

收塵風量應等于收塵各點的風量總和。收塵各點包括破碎機、振動篩等主機設備本身的揚塵點、皮帶機輸送轉運揚塵點等。入口含塵濃度取經驗值或實測值，砂石加工系統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準的要求取值，砂石加工系統可參照水泥行業礦山破碎排放標準取20 mg/Nm3。過濾風速是指單位面積的濾料在單位時間內通過的氣體量，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量和過濾風速計算后，通過選型手冊選取相對應規格的收塵器[2]。

S=Q/(V×60)

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

2）風機

風機選型設計時的參數有風機風量、旋向、溫度、壓力等。

風機風量=收塵器風量×（1.05～1.15），一般取1.15。風壓可根據風管的布置計算取，一般按簡易取法取2 800～3 500 Pa，風管布置支管少且走向簡單時取下限，風管布置支管多且走向復雜時取上限。

3）空壓機

當廠區集中供氣，即廠區設置空壓機站時，空壓機一般設計一臺備用機，排氣總量選取如下：生產線收塵器和其他設施耗氣量總和×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）。根據儀表用氣要求配置干燥機和過濾器等后處理設備。當單臺收塵器配置單臺空壓機時，空壓機排氣量=收塵器耗氣量×1.3，排氣壓力一般選0.85 MPa。

4.4 收塵罩及收塵風管設計

收塵罩的設計，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。收塵罩吸風口處風速一般≤1.4～2 m/s,物料越細，風速越低。吸塵罩不宜靠近敞開的孔洞,以避免吸出無關氣體。收塵罩盡量遠離落料點以避免物料未落下時就被吸走。

收塵風管設計要點：

收塵風管宜直、宜短，風管內表面要光滑，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，管道上應設密封良好的清掃孔；

收塵支管應從主管的上面或側面連接，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。

收塵系統的管道布置應力求簡單，收塵點一般不超過10個，且管道不宜過長，盡量減少收塵風管彎頭的個數；

砂石加工廠的含塵風管風速控制如下，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；

收塵風管宜采用圓形斷面；

收塵風管上應設置手動蝶閥以便調節收塵系統的風量平衡；

收塵器的出風管風速一般取12～15 m/s；

收塵器卸灰點應設計在抽風點之后避免二次揚塵。

5 結語

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

[1]田悅,歐陽靜平，許金東，王福華.收塵系統的設計原則.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.