采石场及砂石加工厂的环保除尘设计

李蕾蕾

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司（710065）

采石场及砂石加工厂的环保除尘设计

李蕾蕾

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司（710065）

通过对不同的粉尘来源进行分析，介绍了采石场及砂石加工厂的环保除尘措施及砂石加工厂的环保收尘设计。

采石场；砂石加工厂；环保除尘；措施；设计

0 引言

采石场及砂石加工厂对环境的影响主要是粉尘、噪声和污水，其中粉尘为主要污染，尤其在干法砂石加工厂中粉尘污染更为突出。因此，做好除尘工作就成为采石场及砂石加工厂环境保护的首要任务。

1 粉尘来源

采石场的粉尘主要来源于穿孔、爆破、采装、装载、排岩和运输等作业过程。

砂石加工厂的粉尘主要来源于破碎及筛选设备排放点、输送转运点、半成品料及成品料堆存卸料点、外运成品装车时产生的扬尘。

2 采石场的粉尘治理

针对采石场粉尘来源的不同，分别介绍不同作业过程的粉尘治理措施。

2.1 穿孔作业的粉尘治理

穿孔作业的粉尘治理分干法粉尘治理和湿法粉尘治理两种。干法粉尘治理是指钻机（牙轮和潜孔）自带收尘器，通过收尘器除尘后的外排废气达标排放。湿法粉尘治理是指通过喷雾风水混合器将水分散成极细的水雾，经纤杆进入孔底，补给粉尘形成泥浆。风机的风流将排出的泥浆吹向孔口一侧，并沉积该处，泥浆干燥后呈胶结状，避免粉尘二次飞扬。干法除尘效率高达99.9%，但辅助设备较多，维护不方便。湿法除尘效率可达90%，影响范围小于50 m2，使用较广。

2.2 爆破作业的粉尘治理

主要采用爆破前向预爆破矿体进行洒水、注水和水封爆破等湿法措施进行粉尘治理。

2.3 采装、装载和排岩作业的粉尘治理

主要采用喷射式洒水车洒水或安装喷雾装置对电铲作业、装载作业或排岩过程进行粉尘抑制。

2.4 运输作业的粉尘治理

通过洒水车或沿路铺设洒水器，定时对运输道路进行洒水和保洁，遇干燥、风大的天气，加大洒水频次。在北方缺水地区，也可采用路面喷洒钙、镁等吸湿盐溶液或用覆盖剂、石油树脂冷水溶液、油水乳浊液等处理路面以达到抑尘效果。

3 砂石加工厂的环保除尘措施

根据粉尘产生途径的不同，砂石加工厂的环保除尘措施分源头抑尘和散发后的粉尘捕捉及收集两种。

3.1 源头抑尘

可采用生物药剂或水喷雾使粉尘沉积不扬起，主要是针对无组织粉尘排放,如原料入料仓卸料点、半成品料堆场、成品料堆场下料点、铲车装车时产生的无组织粉尘排放均采用此措施。

3.2 散发后的粉尘捕捉及收集

通过优化设计,减少工艺过程中的扬尘环节，如设备加密封罩、溜管间用法兰连接、卸料用阶梯溜管等，并尽量减少物料的转运点和落差。然后采用袋收尘器，针对干法生产线的有组织粉尘排放点进行粉尘收集。

4 砂石加工厂的收尘系统设计

4.1 收尘设计总则

环保收尘设施必须做到与工程设计、施工、投产“三同时”。

需确保粉尘排放指标达到国家或重点地区的标准要求。

收尘设计风量需通过计算确定，以粉尘不逸散到车间外为原则，有条件时收尘风量也可采用实测数据。

对于收尘设施所收集的粉尘要妥善输送及储存，避免输送或收集不当引起二次扬尘[1]。

4.2 收尘系统组成

一套完整的收尘系统应包括收尘罩、风管、收尘器、卸灰装置、风机、空压机等。

收尘罩通过吸风起控制尘源的作用；风管起输送气体的作用；收尘器起净化含尘气体的作用,将含尘气体中的粉尘分离出来并加以回收；卸灰装置包括螺旋铰刀（或空气输送斜槽）、回转锁风阀（重锤翻板阀）,主要是将收尘器分离出来的存于灰斗中的粉尘排出，然后输送至下游设备；风机是收尘系统中的动力设备，将含尘气体吸入收尘罩，经风管输送进入收尘器净化后排入大气；空压机主要提供压缩空气，是收尘器清灰的动力来源。

4.3 收尘系统设备选型

此处仅介绍主要设备收尘器、风机及空压机的选型设计。

1）收尘器

收尘器选型设计时的参数有收尘风量、入口含尘浓度、出口含尘浓度、过滤风速、温度、粉尘种类等。

收尘风量应等于收尘各点的风量总和。收尘各点包括破碎机、振动筛等主机设备本身的扬尘点、皮带机输送转运扬尘点等。入口含尘浓度取经验值或实测值，砂石加工系统的收尘器入口含尘浓度一般不超100 g/m3。出口含尘浓度按国家标准的要求取值，砂石加工系统可参照水泥行业矿山破碎排放标准取20 mg/Nm3。过滤风速是指单位面积的滤料在单位时间内通过的气体量，单位为m3/min/m2，即m/min,一般取值不超过1.2。过滤面积通过收尘风量和过滤风速计算后，通过选型手册选取相对应规格的收尘器[2]。

S=Q/(V×60)

式中：S——除尘器总过滤面积计算值，m2；Q——除尘器的处理风量，m3/h；V——除尘器的过滤风速，m/min。

2）风机

风机选型设计时的参数有风机风量、旋向、温度、压力等。

风机风量=收尘器风量×（1.05～1.15），一般取1.15。风压可根据风管的布置计算取，一般按简易取法取2 800～3 500 Pa，风管布置支管少且走向简单时取下限，风管布置支管多且走向复杂时取上限。

3）空压机

当厂区集中供气，即厂区设置空压机站时，空压机一般设计一台备用机，排气总量选取如下：生产线收尘器和其他设施耗气量总和×1.3，排气压力一般选0.85 MPa（清灰用压缩空气气压一般为0.5～0.7 MPa）。根据仪表用气要求配置干燥机和过滤器等后处理设备。当单台收尘器配置单台空压机时，空压机排气量=收尘器耗气量×1.3，排气压力一般选0.85 MPa。

4.4 收尘罩及收尘风管设计

收尘罩的设计，要能有效地控制含尘气体不从密封罩逸出，避免吸走正在输送的物料。收尘罩吸风口处风速一般≤1.4～2 m/s,物料越细，风速越低。吸尘罩不宜靠近敞开的孔洞,以避免吸出无关气体。收尘罩尽量远离落料点以避免物料未落下时就被吸走。

收尘风管设计要点：

收尘风管宜直、宜短，风管内表面要光滑，以减少阻力；

收尘管道原则上避免水平管道，上行和下行的倾斜管道（沿气流方向看）与水平方向夹角一般为60°和45°，在特定情况下,倾斜角＜60°和＜45°时，管道上应设密封良好的清扫孔；

收尘支管应从主管的上面或侧面连接，三通管的夹角一般不小于30°，不大于45°；

收尘管道弯头的曲率半径为1.5～2倍的管径，特殊情况下也可等于管径。

收尘系统的管道布置应力求简单，收尘点一般不超过10个，且管道不宜过长，尽量减少收尘风管弯头的个数；

砂石加工厂的含尘风管风速控制如下，一般倾斜管道12～16 m/s，水平管道18～22 m/s，垂直管道8～12 m/s；

收尘风管宜采用圆形断面；

收尘风管上应设置手动蝶阀以便调节收尘系统的风量平衡；

收尘器的出风管风速一般取12～15 m/s；

收尘器卸灰点应设计在抽风点之后避免二次扬尘。

5 结语

随着国家环保要求的不断加强，工程设计时合理的环保除尘设计已成为设计人员首先要考虑的因素。只要设计、实施均按环保要求做，相信后期的采石场及砂石加工厂空气环境会越来越好。

[1]田悦,欧阳静平，许金东，王福华.收尘系统的设计原则.中国水泥.2008(5)：P71-72；

[2]孙丽,宝文宏.露天矿开采过程中粉尘污染控制.包钢科技. 2012.38(5)：P80-82.