某礦山破碎除塵系統(tǒng)升級(jí)改造研究

米振清，田艷紅

（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)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(guò)渡為磁鐵石英巖。年處理鐵礦石700萬(wàn)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(jì)中針對(duì)礦石在破碎、篩分、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)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(diǎn)，設(shè)置除塵噴嘴實(shí)施水力除塵，設(shè)置SCJ/A2型濕式除塵器17臺(tái)，礦倉(cāng)及轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)站設(shè)置PL型單機(jī)布袋除塵器共13臺(tái)；除塵器除塵效率99%，使各產(chǎn)塵點(diǎn)粉塵排放濃度可≤40mg/m3。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，公眾對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，而工業(yè)的發(fā)展所排放的粉塵則對(duì)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(guó)土開(kāi)發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開(kāi)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(wèn)題而需要采取特別保護(hù)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(wú)組織排放濃度限值為1mg/m3[2]。該礦山原設(shè)計(jì)破碎除塵系統(tǒng)目前的運(yùn)行情況已不能滿足環(huán)保要求，進(jìn)行升級(jí)改造勢(shì)在必行。

1 改造思路

大氣污染是目前最突出的環(huán)保問(wèn)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(gè)源頭：一是破碎機(jī)進(jìn)出口粉塵；二是振動(dòng)篩篩分過(guò)程的粉塵；三是皮帶受料點(diǎn)揚(yáng)塵。該礦山破碎、篩分、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)具有流程長(zhǎng)、設(shè)備多且布局復(fù)雜、產(chǎn)塵點(diǎn)多的特點(diǎn)。除塵系統(tǒng)改造需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用切實(shí)可行的治理方案，既要對(duì)粉塵污染物進(jìn)行回收治理，又要兼顧廠房?jī)?nèi)作業(yè)衛(wèi)生環(huán)境，做到全過(guò)程排放控制，實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)；同時(shí)在不影響生產(chǎn)工藝及設(shè)備運(yùn)行的前提下，達(dá)到除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)、投資少的目標(biāo)。根據(jù)國(guó)家環(huán)保要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)研究決定采用高效脈沖布袋除塵器進(jìn)行升級(jí)改造。

2 高效脈沖布袋除塵器工作原理

當(dāng)含塵氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)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(jìn)入袋室，經(jīng)濾袋過(guò)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(jìn)入箱體，再由閥板孔、出風(fēng)口進(jìn)入煙囪排入大氣，達(dá)到除塵的目的。隨著過(guò)濾過(guò)程不斷進(jìn)行，濾袋外側(cè)的積塵逐漸增多，除塵器的運(yùn)行阻力也逐漸增高，當(dāng)阻力增到預(yù)先設(shè)定值時(shí)，清灰控制器發(fā)出信號(hào)。首先提升閥將閥板孔關(guān)閉，以切斷過(guò)濾氣流，停止過(guò)濾，然后電磁脈沖閥打開(kāi)，以極短的時(shí)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(dòng)，加上逆氣流的作用，濾袋外部的粉塵便被清除下來(lái)落入灰斗。清灰完畢后，提升閥再次打開(kāi)，除塵器又進(jìn)入過(guò)濾工作狀態(tài)。原理和清灰過(guò)程見(jiàn)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(guò)程

3 改造方案研究

3.1 工藝流程確定

各產(chǎn)塵點(diǎn)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(guò)濾工況的不斷進(jìn)行，附著于濾袋外表的粉塵逐漸增多，氣流通過(guò)的阻力也逐漸增大。通過(guò)定時(shí)清灰程序自動(dòng)控制，開(kāi)啟脈沖閥釋放出高壓壓縮空氣對(duì)濾袋進(jìn)行脈沖噴吹清灰，粉塵沉落灰斗，采用皮帶運(yùn)輸機(jī)送至磨選流程進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程排放控制。工藝流程圖見(jiàn)圖3。

圖3 系統(tǒng)工藝流程圖

3.2 風(fēng)量計(jì)算及除塵器選型

根據(jù)風(fēng)量設(shè)計(jì)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(yùn)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(hào)及過(guò)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(fù)壓而由不嚴(yán)密處吸入的風(fēng)量m3/h。

除塵風(fēng)量及過(guò)濾面積計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)量計(jì)算及除塵器型號(hào)選擇

4 結(jié)語(yǔ)

（1）該礦山破碎系統(tǒng)流程長(zhǎng)、設(shè)備多且布局復(fù)雜、產(chǎn)塵點(diǎn)多，原設(shè)計(jì)采用旋風(fēng)加水浴除塵系統(tǒng)已不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放要求，采用先進(jìn)的高效脈沖布袋除塵器進(jìn)行改造升級(jí)。

（2）高效脈沖布袋除塵器具有除塵效率高、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。

（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。