某礦山破碎除塵系統升級改造研究

米振清，田艷紅

（河鋼集團礦業公司司家營北區分公司，河北 唐山 063700）

該礦山屬“鞍山式”沉積變質鐵礦床。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，深層過渡為磁鐵石英巖。年處理鐵礦石700萬t，氧化礦和原生礦分別使用一套破碎系統，均采用“三段一閉路”破碎流程。初期設計中針對礦石在破碎、篩分、儲運過程中產生的粉塵，采取的主要抑塵、除塵措施有：密閉產塵點，設置除塵噴嘴實施水力除塵，設置SCJ/A2型濕式除塵器17臺，礦倉及轉運轉站設置PL型單機布袋除塵器共13臺；除塵器除塵效率99%，使各產塵點粉塵排放濃度可≤40mg/m3。

隨著我國經濟和社會的發展，公眾對環境的要求越來越高，而工業的發展所排放的粉塵則對環境造成較大的影響[1]。根據《鐵礦采選工業污染物排放標準》（GB28661-2012）4.2.4條和4.2.5條要求，在國土開發密度已經較高、環境承載能力開始減弱，或環境容量小、生態環境脆弱，容易發生嚴重環境污染問題而需要采取特別保護措施的地區，車間或生產設施排氣筒顆粒物排放濃度限值為10mg/m3；選礦廠顆粒物無組織排放濃度限值為1mg/m3[2]。該礦山原設計破碎除塵系統目前的運行情況已不能滿足環保要求，進行升級改造勢在必行。

1 改造思路

大氣污染是目前最突出的環保問題之一，煙塵和粉塵是主要大氣污染源。鐵礦山破碎系統粉塵排放主要有三個源頭：一是破碎機進出口粉塵；二是振動篩篩分過程的粉塵；三是皮帶受料點揚塵。該礦山破碎、篩分、儲運系統具有流程長、設備多且布局復雜、產塵點多的特點。除塵系統改造需結合現場實際情況，采用切實可行的治理方案，既要對粉塵污染物進行回收治理，又要兼顧廠房內作業衛生環境，做到全過程排放控制，實現排放達標；同時在不影響生產工藝及設備運行的前提下，達到除塵設備結構簡單、易維護、投資少的目標。根據國家環保要求，結合現場實際情況，經研究決定采用高效脈沖布袋除塵器進行升級改造。

2 高效脈沖布袋除塵器工作原理

當含塵氣體由進風口進入灰斗后，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入袋室，經濾袋過濾后，塵粒被阻留在濾袋外側，凈化后的氣體則由濾袋內部進入箱體，再由閥板孔、出風口進入煙囪排入大氣，達到除塵的目的。隨著過濾過程不斷進行，濾袋外側的積塵逐漸增多，除塵器的運行阻力也逐漸增高，當阻力增到預先設定值時，清灰控制器發出信號。首先提升閥將閥板孔關閉，以切斷過濾氣流，停止過濾，然后電磁脈沖閥打開，以極短的時間（0.1s左右）向箱體內噴入壓縮空氣，壓縮空氣在箱體內迅速膨脹，涌入濾袋內部，使濾袋產生變形、抖動，加上逆氣流的作用，濾袋外部的粉塵便被清除下來落入灰斗。清灰完畢后，提升閥再次打開，除塵器又進入過濾工作狀態。原理和清灰過程見圖1和圖2[3]。

圖1 布袋除塵器原理

圖2 布袋除塵器清灰過程

3 改造方案研究

3.1 工藝流程確定

各產塵點產生的粉塵利用集塵罩經其煙氣管道引入脈沖布袋除塵器中凈化處理，潔凈空氣經排氣筒排入大氣。隨著過濾工況的不斷進行，附著于濾袋外表的粉塵逐漸增多，氣流通過的阻力也逐漸增大。通過定時清灰程序自動控制，開啟脈沖閥釋放出高壓壓縮空氣對濾袋進行脈沖噴吹清灰，粉塵沉落灰斗，采用皮帶運輸機送至磨選流程進行處理，實現全過程排放控制。工藝流程圖見圖3。

圖3 系統工藝流程圖

3.2 風量計算及除塵器選型

根據風量設計理論依據以及皮帶寬度、物料性質、物料落差、溜槽傾角、物料運輸速度、物料流量、捕集罩形式等因素確定風量[4]，按式1公式確定除塵器型號及過濾面積。

式中：L為排風量m3/h；

L1：隨物料帶入的空氣量m3/h；

L2：使密閉罩內保持一定負壓而由不嚴密處吸入的風量m3/h。

除塵風量及過濾面積計算結果見表1。

表1 風量計算及除塵器型號選擇

4 結語

（1）該礦山破碎系統流程長、設備多且布局復雜、產塵點多，原設計采用旋風加水浴除塵系統已不能實現達標排放要求，采用先進的高效脈沖布袋除塵器進行改造升級。

（2）高效脈沖布袋除塵器具有除塵效率高、自動化程度高、操作簡單、運行可靠的特點。

（3）隨著環境標準的日益嚴格，高效脈沖布袋除塵器將作為一種有效的除塵技術，將大量應用于金屬礦山。