選礦廠破碎系統(tǒng)濾筒脈沖除塵器的應(yīng)用

付海濤

（新余良山礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 新余 338001）

1 選礦廠基本情況概述

良礦公司選礦廠的主要生產(chǎn)流程是將鐵礦石由原礦倉(cāng)送至旋回破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，粗碎后的鐵礦石由輸送帶送至圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中碎再由輸送帶送振動(dòng)篩進(jìn)行篩選，篩選后不合格的礦石再由輸送帶返回至圓錐破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎，篩選合格的礦石進(jìn)入磨選工序。

圖1 選礦廠破碎系統(tǒng)流程示意圖

選礦廠破碎系統(tǒng)的除塵裝置由于原有除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，粗碎廠房只有收塵風(fēng)機(jī)，無(wú)凈化裝置，中細(xì)碎廠房和篩分廠房只有簡(jiǎn)易濕式除塵裝置，除塵系統(tǒng)整體的揚(yáng)塵點(diǎn)密閉不嚴(yán)，風(fēng)量分配不合理，存在漏風(fēng)揚(yáng)塵現(xiàn)象，廠房?jī)?nèi)粉塵較為嚴(yán)重，崗位粉塵超標(biāo)，設(shè)備的煙塵凈化效率也很低，外排顆粒物含量超標(biāo)。選礦廠的粉塵成分雖然較為簡(jiǎn)單，但粉塵中的游離SiO2濃度比較高，根據(jù)國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，崗位職業(yè)衛(wèi)生多處超標(biāo)（見(jiàn)表1）。經(jīng)檢測(cè)粗碎、中細(xì)碎和篩分廠房的除塵器煙囪平均排放濃度分別為48mg/m3、130mg/m3和282mg/m3。根據(jù)《鐵礦采選工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28661-2012）要求：顆粒物排放濃度≤20mg/m3，不能滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，急需對(duì)破碎系統(tǒng)除塵進(jìn)行升級(jí)改造，改善崗位員工作業(yè)環(huán)境，消除職業(yè)病危害，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

表1 破碎系統(tǒng)崗位職業(yè)衛(wèi)生粉塵檢測(cè)數(shù)據(jù)表

2 除塵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 塵源分析

通過(guò)對(duì)選礦廠破碎流程進(jìn)行分析，主要塵源可以劃分為機(jī)械類(lèi)塵源、卸載類(lèi)塵源、運(yùn)輸類(lèi)塵源和二次揚(yáng)塵四大類(lèi)，車(chē)間內(nèi)絕大部分塵源來(lái)自機(jī)械類(lèi)和卸載類(lèi)，即礦石破碎、篩分作業(yè)產(chǎn)生的粉塵和皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)站交接處、破碎設(shè)備下料處及卸料小車(chē)下料處等，是車(chē)間粉塵防治工作的重點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)。

2.2 設(shè)計(jì)原則

除塵工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要在塵源分析、設(shè)備密封、機(jī)械通風(fēng)除塵、粉塵收回等幾個(gè)方面采取綜合治理實(shí)施才能達(dá)到預(yù)期效果。

（1）吸風(fēng)點(diǎn)對(duì)粉塵的有效控制。在工藝生產(chǎn)允許的情況下，對(duì)產(chǎn)塵點(diǎn)盡可能密閉，提高吸風(fēng)利用率，同時(shí)不致影響生產(chǎn)人員操作。

（2）合理的風(fēng)道配置系統(tǒng)。能夠平衡各吸風(fēng)支管壓力，減少管路堵塞和管段磨損，降低系統(tǒng)阻力減少能耗。

（3）確定合理的吸風(fēng)量。影響吸風(fēng)量的因素很多：設(shè)備處理能力、輸料溜槽的落差及角度、密閉罩的容積及嚴(yán)密程度、受料皮帶的寬度等，因此風(fēng)量的確定以理論計(jì)算為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正，確定合理的設(shè)計(jì)風(fēng)量。

（4）選擇高效低能耗的除塵設(shè)備。除塵設(shè)備應(yīng)對(duì)粒徑≤5μm以下的粉塵有較高的除塵效率，滿足不粘結(jié)、不堵塞、運(yùn)行穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、易于維修管理、運(yùn)行費(fèi)用較低的要求。

（5）合理處理除塵系統(tǒng)收集的粉塵。除塵系統(tǒng)收集下來(lái)的粉塵容易導(dǎo)致二次污染，需要妥善處理，原則是經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、自動(dòng)回收、不產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。

2.3 技術(shù)方案

由于破碎生產(chǎn)線主要集中在粗碎廠房、中細(xì)碎廠房和篩分廠房，廠房之間距離較遠(yuǎn)，粉塵污染源多且分散，不便于將粉塵統(tǒng)一收集采用大風(fēng)量的除塵器，如集中處理，除塵管路復(fù)雜，阻力不易平衡。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝條件，采用分區(qū)域設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)，合理配置管網(wǎng)和設(shè)備、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。各除塵系統(tǒng)的除塵灰集中進(jìn)入攪拌制漿后通過(guò)管道流入原有排水系統(tǒng)至事故池集中處理，防止二次揚(yáng)塵。

2.3.1 粗碎廠房除塵系統(tǒng)

在旋回破碎機(jī)給料口、旋回破碎機(jī)下料口溜槽及2#皮帶尾部受料處共設(shè)3個(gè)吸塵點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算除塵風(fēng)量合計(jì)約28000m3/h左右。由于鐵板給礦機(jī)卸料處因經(jīng)常堵礦要人工作業(yè)，敞開(kāi)面積大，無(wú)法完全密封，在此處采用自動(dòng)噴淋裝置降塵，保持礦石表面濕潤(rùn)，其余位置完善密閉罩和導(dǎo)料槽，安裝防塵簾。

2.3.2 中細(xì)碎廠房除塵系統(tǒng)

在2#皮帶頭部卸料、6#皮帶頭部卸料、3臺(tái)圓錐破碎機(jī)的給料口、3#皮帶尾部3個(gè)受料點(diǎn)，共設(shè)置8個(gè)吸塵點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算除塵風(fēng)量合計(jì)約40000m3/h左右。圓錐破碎機(jī)的給料口處特制密封軟簾罩，上部留觀察孔，不影響操作，其余位置完善密閉罩和導(dǎo)料槽，安裝防塵簾。

2.3.3 篩分廠房除塵系統(tǒng)

在篩分礦倉(cāng)，4#移動(dòng)皮帶及中轉(zhuǎn)倉(cāng)采用整體組裝式密閉罩，設(shè)置多個(gè)可視觀察孔，共設(shè)3個(gè)吸塵點(diǎn)。在振動(dòng)區(qū)域，振動(dòng)給礦機(jī)采用上部吸塵罩，罩體左右及前側(cè)安裝防塵簾。振動(dòng)篩篩面采用單獨(dú)整體密閉室，方便單獨(dú)維護(hù)和操作，密閉室采用可拆式組合結(jié)構(gòu)，設(shè)置活動(dòng)門(mén)和可視觀察孔。5個(gè)振動(dòng)篩振動(dòng)給礦機(jī)和5臺(tái)振動(dòng)篩篩面，共計(jì)10個(gè)吸塵點(diǎn)。在下層轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)，篩上、篩下料受料點(diǎn)10個(gè)、5#皮帶頭部卸料點(diǎn)和6#皮帶尾部受料點(diǎn)，共計(jì)12個(gè)吸塵點(diǎn)。皮帶完善密閉罩和導(dǎo)料槽，安裝防塵簾。篩分廠房?jī)?nèi)共計(jì)25個(gè)吸塵點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算除塵風(fēng)量合計(jì)約140000m3/h左右。

2.4 除塵器原理及特點(diǎn)

濾筒除塵器的工作原理：含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后，由于氣流斷面擴(kuò)大、大顆粒粉塵在重力和均流板慣性作用下沉降下來(lái)；粒度細(xì)小的塵粒進(jìn)入過(guò)濾室后，通過(guò)擴(kuò)散和篩濾等綜合效應(yīng)，使粉塵附著在褶式濾筒表面，凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。通過(guò)定時(shí)控制脈沖閥反吹清灰使褶式濾筒內(nèi)出現(xiàn)瞬間正壓并產(chǎn)生鼓脹和微動(dòng)，沉積在濾料上的粉塵脫落，掉入灰斗內(nèi)通過(guò)卸灰閥排出。該除塵器具有極高的除塵效率、設(shè)備緊湊體積小、運(yùn)行能耗低、安裝維護(hù)方便等顯著特點(diǎn)，在同等風(fēng)量情況下，體積只有常規(guī)除塵器的1/3，且能夠達(dá)到超低排放的要求，特別適合老廠房在總圖布置緊湊的情況下進(jìn)行除塵系統(tǒng)改造。

2.5 除塵器選型

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的布局情況和粉塵特性，確定選用豎裝褶式濾筒脈沖除塵器，除塵器過(guò)濾風(fēng)速≤0.9m/min，濾筒規(guī)格為Φ160×2000mm，除塵器本體阻力大約800Pa，根據(jù)三臺(tái)除塵系統(tǒng)的風(fēng)量計(jì)算出除塵器所需的最小過(guò)濾面積和風(fēng)機(jī)最小風(fēng)量。根據(jù)管網(wǎng)布置和管道流速計(jì)算出管道阻損、系統(tǒng)阻力和風(fēng)機(jī)最小全壓。依據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)，粗碎除塵器采用DM540，選配風(fēng)機(jī)G4-73№9D，風(fēng)量32000～35000m3/h，全壓2560～2440Pa，配套電機(jī)功率37kw，煙囪直徑φ920；中細(xì)碎除塵器采用DM760,選 配 風(fēng) 機(jī)G4-73№10D，風(fēng) 量48000～ 52000m3/h，全壓3020～2820Pa，配套電機(jī)功率55kw,煙囪直徑φ1020；篩分除塵器采用DM2600,選配風(fēng)機(jī)Y4-73№16.5D，風(fēng)量140000～150000m3/h，全壓3500～3000Pa，配套電機(jī)功率185kw，煙囪直徑φ2020。

3 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果與分析

三套除塵系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后投入運(yùn)行4個(gè)月，委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)除塵系統(tǒng)改造升級(jí)的設(shè)備外排粉塵以及崗位職業(yè)衛(wèi)生進(jìn)行檢測(cè)，粗碎出口外排粉塵平均2.75mg/m3、中細(xì)碎出口外排粉塵平均4.85mg/m3、篩分出口外排粉塵平均6.86mg/m3 均小于20mg/m3，各崗位職業(yè)衛(wèi)生檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 破碎系統(tǒng)崗位職業(yè)衛(wèi)生粉塵檢測(cè)數(shù)據(jù)表

通過(guò)對(duì)比改造前后的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，除塵系統(tǒng)外排粉塵由改造前的最高282mg/m3降低到了改造后最高6.86mg/m3，達(dá)到了超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。各作業(yè)崗位的粉塵濃度在新的除塵系統(tǒng)運(yùn)行后有了大幅度的降低，達(dá)到了國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)選礦廠破碎系統(tǒng)除塵問(wèn)題進(jìn)行深入研究，充分考慮破碎系統(tǒng)的產(chǎn)塵分布、粉塵特性以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀情況，優(yōu)化除塵系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，采用更合理、更高效的除塵設(shè)備，控制了破碎過(guò)程中的粉塵污染，改善了員工的作業(yè)環(huán)境，滿足綠色礦山的需要，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。