礦用收塵器的優化設計與工藝改進

王中軍

（河鋼集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063701）

礦石在進行破碎時，散發出的粉塵會造成很多危害，如污染車間、環境、危害健康等，所以要對其進行合理治理。在進行破碎過程中，礦業公司選礦廠要根據塵源的不同特點，進行防塵和除塵處理，使其達到預期目標。

1 碎礦工藝及塵源特點

1.1 主要塵源及特點

在進行破碎過程中，當機械發生運動產生動能，動能帶動粒子，粒子和空氣結合形成罩內正壓，形成粉塵后發生擴散，逐漸擴散到工業區內。作業點的不同粉塵也不同，可將塵源分為3類，機械類塵源是其中之一，機械類塵源也分為三種；①卸載類。礦石在運輸過程中，其設備上會出現塵源，或在裝卸過程中，兩類不同設備之間的裝卸；②容器類。在存儲過程中裝礦時散發出的粉塵，如在存儲時的貯礦槽和礦倉；③篩分類。振動時發生篩分產生的粉塵。分析選礦廠的破碎流程可知，大部分塵源來源于裝卸類，然后來源于機械類。另外選礦廠利用膠帶運輸機輸送也會產生大量的塵源。運輸過程中，皮帶會帶動托輥，發生振動產生粉塵。當粉塵粘在皮帶表面時，在輸送途中，粉料會發生大量的粉塵，因為粉塵質量輕發生飄散。這種粉塵的懸浮速度只有0. 002m/s，只要風速達到0. lm/s時，粉塵就能很快擴散到廠區的四處，設備上、皮帶通廊、廠房地面等各處，一旦設備運轉和人員發生走動時，粉塵就會再次揚塵造成污染。礦物性粉塵顆粒和粒度會因處的位置不同，具有不規則性和分布不均勻性的特點，因為作業地點的不同，粉塵分散度也會有差異。

1.2 防塵、除塵技術現狀

對礦石破碎和篩分進行密閉處理，除塵利用抽塵、沖激式的方法，這種方法由礦山設計院設計提出，這種方法效果不錯，可以使崗位粉塵濃度變小，低于lOmg/m3以下。在生產維修時很多密閉罩被拆除，其原因很多有設計不當、有檢修后沒有及時恢復等。沖激除塵器缺點較多，如清理塵泥刮板銹死導致設備不能正常運轉，濕式防塵措施也不起作用，如供水水質問題導致噴嘴堵塞，以上都是導致崗位粉塵濃度超標的原因。上世紀90年代，經過馬鞍山礦山研究院的改造，使粉塵問題得到了控制，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，如都低于國家衛生標準(≤lOmg/m3)和國家排放標準(≤150mg/m3)。最近，沖激除塵器的缺點較明顯，如除塵波動大、塵源密閉差，崗位粉塵濃度超準等。

2 防塵、除塵技術措施

2.1 加強塵源密閉

為了減小作業場所的粉塵，塵源密閉是較好的措施。因為密閉罩具有以下特點，如不會影響生產和維修、堅固、嚴密好、易拆卸、樣式多等。對膠帶運輸機和轉載點進行密閉時，多數采用內外雙層密閉罩，單層密閉罩防塵效果較差。圓錐破碎機密封性強但也存在缺點，對其上、下料口進行密封，一般選用吸風罩，其可以控制氣流揚起的粉塵。目前，對于移動料車的除塵是難點，一般采用兩種方法，一是利用高架移動除塵車，二密閉皮帶，在移動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，選礦廠已經發生轉變，變被動為主動進行防塵，現在對于移動料車，在其前段工藝流程中開展防塵措施，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，其簡單、經濟、還有效果。可分為水力、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。在流程的開始，通過噴霧降塵使礦石粒度變細，還有部分未被水濕潤的表面和廠房內設備，也可以通過這種方法，在使用過程中，武安-4型噴霧器容易出現堵塞的問題，現在使用角型噴嘴較多，其可以很好的解決堵塞。為了避免二次揚塵，要建立規章制度，經常沖洗廠房，如地坪、墻壁、設備表面等，這些都能夠避免二次揚塵的發生。

2.3 設置有效的除塵系統

選礦廠除塵系統由粗碎、中碎、細碎、篩分等系統構成，屬于機旁集中式，這種方式的好處是除塵設備集中、便于維修。除塵設備由兩部分構成，既沖激除塵設備和細碎系統，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中。但是中碎系統不同，其除塵系統效果較差，因為沖激除塵器內的清理刮板常被堵塞，發生腐銹，水位無法得到有效控制，需要進行維修，其他除塵設備正常運轉。

2.4 加強廠區綠化

植被可以美化環境還能實現滯塵和阻塵，如榆樹葉和槐樹的滯塵量和阻塵率不同，分別為12. Og/m2和17%左右，植樹和種植草皮不僅能保護環境，還能夠減大氣中粉塵量，選礦廠附近的廠區就需要將其綠化率相應的提高。

2.5 加強職工環保意識，避免粉塵危害

在碎礦工藝流程中，為了除塵可以通過采用各種措施，使各作業區的粉塵不斷減少，使其達到國家衛生標準要求。但還會有剩余粉塵無法消除，會危害到工人的健康。因此，工人的自我保護意識要強、加強自身保護，盡量減少工人在粉塵環境中進行操作，可以采取個人防護措施保證職工安全與健康，如佩帶防塵口罩，礦里要開展各種形式的安全教育，盡量降低塵肺病發生的概率。

經過多年努力，礦業公司選礦廠在礦石破碎過程中，產生的粉塵基本能夠得到控制，廠區環境變化很大，但仍有一些污染源無法得到根除，經過礦業公司的努力，一定能夠得到很好的控制，最終實現清潔無公害的生產。目前，礦業公司從社會、經濟和環境效益三方面出發，堅持實現規劃、利用、化害為利、堅持的原則，實現污染物控制達標，把礦業公司變成花園式的企業。

3 礦用收塵器的優化設計改進策略

3.1 模塊化設計

原有設計：每個礦下作業工況不同，市場需求不同和多樣的特點，設計出不同的產品，長度方向是通長的。

改進措施：對設備進行模塊、標準和通用為特點的設計。綜合各個工況收塵點的具體情況，各模塊要用螺栓相連，然后對模塊組合進行配對，以其滿足不同風壓、風量和空間的需要，如圖1右側所示。

改進效果：減少了周期，如設計和制作周期； 便于出廠保證了安裝精度；使設備配件更合理，使采購、倉儲環節變的簡單；庫存成本和資金積壓都減少；設備的重組與整合有利于客戶的需要，節約投入資金。

3.2 噴吹管的改進設計

原有設計：噴吹管上噴吹孔尺寸都為φ17。

改進措施：增加引流管，調整尺寸，分為φ16和φ17

改進效果：引流管可以起到保護濾袋的作用，當壓縮空氣會噴吹濾袋，氣流就會向下噴射，當開孔大小相同時，會出現噴吹管中間氣量少，而兩端氣量多的情況，經試驗后，當噴吹管徑不同時，噴吹壓力和流量有差異，如上表1所示，結果與分析一致。通過調整噴吹孔的大小，使每條濾袋的壓縮氣量和氣壓一致，保護濾袋的同時提高了清灰的效率。

表1 噴吹管孔徑變化與流量、壓力的關系

3.3 設計更加合理的進風均風裝置

原有設計：氣流穿過進風口進入袋室內。

改進措施：通過流場模擬后增添均風導流板。

改進效果：這樣做煙氣會充滿整個袋室空間，并較均勻，濾袋間嵌的速度變小，相應的，收塵器的系統阻力降低，收塵效率提高，這樣濾袋的使用壽命得到延長。

3.4 氣路管路系統元器件外置式改為內置式

原有設計：在設計時，管路系統上的元器件在箱體外面。如脈沖閥等

改進措施：整個管路系統都嵌陷在箱體內。

改進效果：因礦下的障礙物多，并情況復雜，所以導致環境惡劣，當原器件放在外面會發生磕碰和穢污，這樣元器件的精度和使用壽命都會受到影響；這樣處理過后，設備也能整潔、美觀。

4 結論

當礦山處于空間狹窄、工作環境惡劣時， 選用優化和改進后的礦用收塵器最合適，其解決了礦下作業難題，如粉塵治理，現在，該設備收塵的效果突出，除塵和可呼塵除塵效率都很高，分別超過了99.9%和90%以上，超出國家相關標準，同時運行和維護兩項費用低，因此市場推廣價值很大。