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混凝土攪拌站除塵系統的設計應用研究

來源:二三四五機械網    作者:Jack Zeng    人氣:    發布時間:2019-03-17    
我們都知道,在日常的混凝土攪拌的過程中會產生大量的粉塵、揚塵等污染物,這樣就需要除塵系統來除塵。本文通過分析混凝土攪拌站的粉塵來源,介紹影響除塵效果的粉塵特性因素,要從攪拌站除塵系統設計的深層次的進行解析,并且要針對站內除塵系統的應用設計進行探索。

1、商品攪拌站的揚塵(粉塵)來歷

混凝土攪拌站在生產混凝土的過程中所產生出來的粉塵以及灰塵主要來源于以下這幾個方面。

(1)基于我國建材行業技術水平發展不均勻,有些地方一些砂石沒有經過清洗,含有粉塵量比較高,在存儲及送料的過程中容產生塵土,砂料中粉塵含量更高,骨料(沙和石)在上料、稱量、輸送過程中產生的揚塵、粉料(水泥、粉煤灰、礦粉和各種添加劑)導致粉塵的外泄。裝載機在講料場中的砂、石裝入攪拌站配料站的時候,鏟斗卸載是產生的揚塵;骨料皮帶機,皮帶運輸機從稱量斗運輸到骨料斗時,由于皮帶端部與集料斗之間存在高度誤差,在拋投骨料是也會產生粉塵,而且皮帶運輸機在皮帶上運送骨料是不是完全封閉的,產生的灰塵也會散落到大氣中。

(2)骨料和粉料在投料時產生的大量粉塵:主要是分那兩個方面,第一是稱粉料時產生的粉塵,第二是粉、骨料向主機里面投入時所產生的灰塵。

(3)運料車在向骨料場卸料的時候所引起的揚塵,這個是屬于間接性排放。

(4)在骨、粉向料倉內輸送的時候所產生的泄漏粉塵。在一些散裝料罐車向料倉內進行送料時,罐內的,水泥、粉煤灰等一些物料是以高壓空氣的動力往里面進行輸送,在這個輸送的過程中,里面的壓力是大于大氣壓的,壓縮的空氣通過料倉頂的除塵器的濾芯向外部釋放,料倉頂的除塵器一般都是通過振動的方式震落濾芯表面粉塵,當振動器出現故障或不工作時,濾芯就會被粉塵堵死,此時料倉內的壓縮空氣就會安全卸壓閥排放到大氣中,然后造成空氣污染。

2.粉塵的危害

2.1粉塵對人體的損害

粉塵可以隨著人的呼吸進入人體的呼吸道,因為粉塵的重量比較重,所以并不能全部進入肺泡中,可以沉積在從鼻孔到肺泡的呼吸道內,粉塵>10μm的塵粒有很多沉積在鼻咽部,粉塵<10μm的粉粒是進入跟加深的呼吸道。沉積在肺泡內的大部分是粉粒<5μm的塵粒,特別是粉徑<2μm的塵粒。粉塵、揚塵對人們的危害主要是引起一些塵肺病和一些肺癌。據衛生部統計我國吸塵的工人在600萬以上,并且塵病病人正朝著每年1.5到2.0萬例的趨勢增長,占我國職業病總比例的78.55%。經過研究發現這些塵粉的性質與類別不同,吸進去之后會引起的不同的病理也有著很大的差別;常見的塵肺病有硅塵肺病、硅酸鹽塵肺病、碳素系塵肺病和金屬塵肺病等,因為含二氧化硅的原料多種多樣,所以又產生出不同的硅酸鹽塵肺病。

2.2粉塵對生產的危害

(1)粉塵對能見度的影響

一些混凝土攪拌站,特別是比較小型的作坊,作業環境惡劣,粉塵揚塵彌漫,能見度比較低,工人在工作場進行工作操作時,不能清楚的觀察外界情況,做出正確的行為判斷,由于工作場地內能見度比較低,不僅會使工作目標不清晰,影響操作質量,并且很容易在工作室出現操作錯誤。

(2)粉塵會對設備的損壞

含塵氣體運動是與設備避面相沖撞,會產生摩擦和切削而引起機械設備磨損。含塵氣體氣流速度越高,粉塵對壁面的磨損越嚴重。氣流中的粉塵濃度越高磨損性也就越強。所以提高攪拌站的除塵技術,對保護人身安全和保證正常生產能起到十分重要的作用。

3、粉塵的一些因素的造成除塵效果的影響

要精準的控制粉塵,就應該掌控粉塵以及含有塵氣體的特性。對除塵效果的影響,粉塵特性原因有很多,以下就是幾個主要的;

(1)塵粉得粒徑(粒徑頻次分布)和分散度。粉粒是不一樣的形態的粒狀形成的。

(2)粉塵的黏著性,這種黏著性是有塵粒之間或者與物體體表分子之間的互相吸引的一種性質,由于黏性的消耗能的作用,在沒有外界提供充實能量的情形下,運動的有塵的氣體流速江一層層減少,對于不帶式除塵器,黏著性的影響更加的突出,由于過濾的阻力以及除塵效率在一定的程度上決定因素在意過濾芯的吸附塵粉的能力。對于比較強有力黏著力的粉塵,應選面表燒毛,鏡面,壓光處置的針刺濾氈材料。

 

混凝土攪拌站除塵系統的設計應用研究


(3)粉塵的堆積密度和密度,即單體積的的粉塵質量。這里所說的單位體積重包含著塵粒本身體積,塵粒表層吸附的空氣體積,顆粒自身的小孔,塵粒存在的裂縫,這與存儲設備和除塵斗體的設計都有關系。

(4)粉塵的親水性,粉塵顆粒是否能和液體互相附著或者附著難易程度的性質稱作粉塵的親水性。當塵粒與液體碰撞時,碰撞面能放大而且相互吸引,便是親水性,反之接觸面趨于縮小,并且不能附著的就是不能親水。一般根據粉塵。很容易被溶液沁潤的親水性粉塵和不容易被水濕潤的排斥水性粉塵(也成做憎水性粉塵)。塵粒的濕潤性和塵粒的粒徑、生成條件、溫度、含水量、面表糙度、電荷性液體的面表張力、粉塵和液體的黏著力以及相對的運動速度等原因相關。當然,這種區分是相對的,粉塵即使是親水性質的,倘若粉塵比較細膩,比如塵徑<5μm,特別是粒徑<1μm的塵粉,就較以難被液體濕潤,也是因為粉塵越細,它的表面積也就越大,俞能吸附氣體使粉塵表面形成了一層薄薄的膜,從而會阻擋粉塵被液體濕潤的緣故,另外,粉塵的親水性還會隨著壓力的增大而增大,隨著氣溫的升高而減弱,在選用袋式除塵器過濾料的時候應加以注意濾料的光滑、不起絨還有它的憎水性,濕式收塵器主要就是依靠塵粉與液體的潤濕而收集塵粉的;炷翑嚢枵镜姆蹓m,特別是水泥粉塵,不僅它的親水性強,而且親水之后還會形成不融于水的硬垢,所以像混凝土攪拌站這樣的粉塵也被叫做水硬性粉塵。因為水硬性粉塵易在收塵器還有管壁內側結成污垢,造成管道堵塞,所以混凝土攪拌站一般不會使用濕式收塵器。

(5)粉塵的磨損性;含有粉塵的氣體在收塵器和管道中以高速的的狀態運動,粉塵肯定會對管道收塵的管壁產生比較強烈的沖擊和摩擦作用。塵粉的磨損性取自于物料自身的強度外,還有下面這幾個原因。

1)塵粉顆粒的面表和形態的狀況

面表粗糙、不規則的尖菱形顆粒比圓滑的顆粒的磨損程度大10倍。

2)塵粒顆粒的大小

在一般塵粉粒徑范圍內,其中磨損的程度會跟隨著塵粉的粒徑變大而變大,當塵粉粒徑dρ=(90±2)μm時,對收塵器壁的磨損形最大,減小粒徑,磨損性就會隨著減小。當塵粒徑dρ<(5—10)μm時,塵粉對收塵器內壁的磨損程度就變得不明顯。

3)含塵氣體的氣流速度

塵粉的磨損性和含塵氣體流速的2—3次方成正比。

4)粉塵的堅實度、形狀與密度等

塵粉的磨損性還與塵粒的硬度,形狀和密度等一些因素有關系,比如孰料粉塵的質量比較硬,顆粒粗和狀態大多是尖棱狀,因此比其他塵源點粉塵的磨損性大了很多,對于比較容易磨損的部位,應該采取一些相關的防磨措施,比如雜技管道內壁鑲切鑄石或者鑄鐵,在管道的彎頭處采用耐磨材料作為內襯板。

5)有塵體的化物性質;

首先,要對粉塵以及含塵氣體的性質應掌握以下幾個點;

第一點首先要弄清楚粉塵它的粘性,對于布袋除塵器,粘性它的影響力更加的突出,因為除塵工作的效率以及過濾的阻力在一定程度上很大的取決于從濾料上清除和清潔塵粉的能力。

第二點是要清楚的知道塵粒的粒徑分布。

第三點是要搞清楚粉塵的容重,這對于通風除塵有著十分重要的意義,因為這與粉塵的清理灰的性能有著非常密切的聯系。從粉塵的一些特性去著手研究做出定性,這樣十分有幫助于去選則合理的除塵方式,更加合理地選取濾芯材料,有利于的進行除塵過濾面積的計算。

4、除塵過濾面積的計算以及對除塵器的選擇

在混凝土攪拌站的污染物粉塵與揚塵的來源里,粉塵的污染主要是這樣的;砂石等骨料投入料斗的時候產生的粉塵、料投放到攪拌站主樓主機的時候產生的塵粉,在向粉料簡倉送料的時候散落泄露的粉塵。除塵過濾面積的計算以及對除塵器的選擇主要就是有關上面闡述的塵粉污染源。

4.1除塵過濾的面積計算

下面的公式是除塵過濾的面積計算

S=K×Q/(60×Vf)
式子里K——安全系數,一般取值是1.2~1.4
Q——空氣流量(處理風量).其值為3600×M/T;
M——投放物料的體積.單位是m3;
T——投放物料用的時間.單位是s;
VF——過濾速率.單位是m/min。

以WX118混凝土攪拌站為實例,用公稱容積是4m3的攪拌主機,生產一份料則需要的集料體積為5m3。經過檢測,主機集料的投料時間約為16s,假如選用的除塵器濾芯為聚酯濾芯,則集料對濾芯的過濾速度為1.1m/min。取安全系數為1.2,則所需要的除塵過濾面積為

S=1.2×3600×5/(60×1.1×16)=20.5m2

商業攪拌站除塵器的選型和設計。

混凝土攪拌站除塵器的設計以及選型,可以根據以下幾個步驟;確定除塵器的要求,擬定除塵方式,影響除塵的分析,系統的設計,選擇型號以及驗收,選擇除塵器的型號主要思考下面幾個因素。

4.2風量的處理

風量的處理指的是除塵設備在一定的單位時間里能夠凈化氣體的體積總量量。處理風量的單位是每個小時立方米(m3/h)或者每個小時標立方米(Nm3/h)。這個是袋式除塵器與強制式除塵器設計里面最為主要的因素之一。

根據風量進行一系列的設計或者選擇袋式除塵器時,要記住一般不能在除塵器在超過額定設計的風量的情況下運行,否則,粉塵容易把過濾袋給堵塞,隨之壽命也會跟著大大縮短,壓力損失大幅度上升,除塵的效率也要大大降低;但是也不可以把風量選過大,否則面積占用過大和增加設備上的投資。

(1)使用溫度;對于強制式除塵器和袋式除塵器來說,這其中使用溫度取自于兩個很重要的原因,第一是濾料的極限所能承受多少溫度,第二是氣體的溫度必須在空氣中所含的氣態水達到飽和而凝結成液態水所需要降至的溫度(露點)以上。目前,由于大部分過濾材料都選自于玻纖濾料,玻纖濾料使用的最高溫度可以達到280℃,如果材料中有超過于這一值的氣體必須進行降溫,相反采取提高溫度。由于考慮到混凝土攪拌站它的主機和粉料的計量斗并不是完全封閉而是在大氣中與之接觸的,主機內的粉塵氣體與空氣的溫度差不多相同,所以氣體的溫度一般都是會高于露點的溫度,這些粉塵氣體與大氣接觸后能夠達到降溫的效果,所以濾料都能夠承受這些溫度。

(2)入口處含塵量濃度

(3)出口處含塵量濃度

出口處含塵量濃度說的是除塵器的排放粉塵的濃度,出口處含塵量濃度的大小應該取決于當地環保部門的要求或者取決于用戶的要求為準,50mg/Nm3袋式除塵器的排放濃度一般都不會超過這個值。

(4)壓力損失

氣體從除塵器進口到出口的壓力降,或稱阻力這個就是袋式除塵的壓力損失。袋除塵的壓力損失取決于下列兩個因素:

1)比如引灰處彎頭過于多,那么這個壓力的損失就會隨之增大,這個就是設備結構的壓力損失,設備壓力損失主要和設備結構復雜程度有關系。

2)濾料上粉塵的堆積的粉塵越厚,壓力損失就就會越大,這個就是濾料的壓力損失,主要是和過濾材料的性質有關(如孔隙率等)。

3)粉塵煙塵的酸堿性

一定要了解粉塵煙塵的酸堿性,尤其是選擇布袋除塵器除塵布袋的時候,這樣有利于除塵器的選型以及它的耐酸堿處理。

5、混凝土攪拌站環保型除塵設計實例

以環保型HZS180攪拌站為例,分析攪拌站塵粉除塵方法塵粉的控制過程。

5.1混凝土攪拌站外包裝主體封閉設計

兩層及以上的混凝土攪拌站主體外包裝采用全封閉,應該用角鋼搭建骨架作為模型,用復合泡沫夾心鋼板來包裝整個主樓框架,這樣就能通過主體的封閉來控制進入周圍環境的濃度產生的粉塵。

5.2堆料場完全封閉設計

目前我國混凝土攪拌站大大小小的比較多,也比較難管理,他們為了自己的利益,一般他們料場所用碎石一般都未經過水洗,粉塵的含量比較高,在運輸,儲存、堆放以及裝載機鏟料的過程中非常容易產生揚塵,而在砂料分類中特別是一些機制的砂料的它其中的含塵量非常高。為了減少污染,在環保型攪拌站設計過程時,引用全封閉的骨料場,屋頂采用承重行鋼骨架屋架,其屋架采用鋼結構,特點是結構輕盈,強度比較高,非承重墻采用以空心磚為主的砌體,料場內部屋頂應該裝置噴淋水裝置,這樣可以減少骨料粉塵的揚塵污染。

5.3上料環節以及骨料配料環節封閉設計

上料環節以及骨料配料的過程中必然會產生揚塵,所以在這個環節上要做到優化處理,儲料斗中的骨料進入到計量斗,再由計量斗落到運輸皮帶機上時,由于存在著高度差,在輸料的過程中會產生粉塵,這樣就可以對皮帶運輸機進行改良,可以把皮帶運輸機做成全封閉式的,這樣就避免一大部分粉塵散落到空氣中,也避免骨料的浪費流失。

5.4粉料簡倉的的除塵設計

在倉頂部安裝強制式除塵機粉料筒倉的除塵通常是這樣,為了提高除塵效率,增大它的過濾除塵面積,在對倉頂安裝除塵機時,還要考慮到料筒內粉料的含水的大小,這要就能更加周全的選擇過濾的材料,確保除塵器能發揮除塵的最大效果。

目前國內的一些商品混凝土攪拌站在進行除塵設計的有很大一部分沒有按照有關部門的要求去設計進行安裝,并沒有達到除塵的效果,從而導致目前大氣的污染,所以再進行混凝土攪拌站除塵設計時,要嚴格按照國家規范去進行設計和安裝,這樣也能節約成本。

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