摘要：针对搅拌站主机粉尘污染源产排情况，分析了袋式除尘器和滤筒式除尘器的优缺点，介绍了脉冲袋式除尘器的工作原理、结构特点、性能特点和选型应用，同时列举了该产品在混凝土搅拌行业中的应用实例。
关键词：搅拌主机；粉尘污染治理；脉冲袋式除尘器 选型应用
1 引 言
随着我国基础设施建设的发展，混凝土需求日益增长，混凝土企业得到了长足发展。但是，混凝土企业粉尘污染也一直困扰着该行业的发展。混凝土搅拌站主要由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成，粉尘污染主要有料场、物料筒仓和搅拌主机。针对这些污染源，应选择不同的技术路线和适合污染源的除尘设备，方能达到理想的治理效果。今年来，笔者采用脉冲袋式除尘技术路线来治理搅拌主机粉尘，粉尘捕集率高，排放达标，收到了好的效果。
2 脉冲袋式除尘器的基本原理、结构及性能特点
2.1 脉冲袋式除尘器基本原理
脉冲袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰装置、喷吹装置和控制系统等几部分组成。含尘其他进入箱体下部，在挡风板形成的预分离室内，大颗粒因惯性作用落入灰斗，烟气沿挡风板向上达滤袋，粉尘被阻隔在滤袋外面，干净烟气进入袋内，并经袋口和上箱体由排风口排出。当滤袋表面的粉尘不断增加，导致设备阻力上升到设定时值时，脉冲控制器便发出信号，使喷吹系统工作，此时压缩空气从气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射，在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下，附于袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗，粉尘由卸灰阀排出，喷吹一次的时间为0.15-0.2s，喷吹结束后，滤袋立即恢复过滤状态。
2.2 脉冲袋式除尘器的结构特点
脉冲袋式除尘器由箱体、灰斗、喷吹装置、气路系统及附件等组成，具体见图2-1。
2.2.1 箱体部分：包括清洁室、过滤室、分室隔板、检修门及壳体结构。清洁室内设有提升阀与花板，喷吹短管：过滤室内设有滤袋及其骨架。
2.2.2 灰斗及卸灰机构：卸灰斗可按不同系列、不同进口粉尘浓度，分别设置螺旋输送机、空气输送斜槽和卸灰阀。
2.2.3 脉冲清灰装置：包括脉冲阀、气包、提升阀用气缸及其电磁阀等。
2.2.4 气路及减压装置、油水分离器、油雾器等。
2.2.5 其他附件，包括钢支架、爬梯、顶部栏杆等。
图2-1 脉冲袋式除尘器结构简图
2.3 脉冲袋式除尘器的性能特点
脉冲袋式除尘器是一种高效、可靠、经济、实用的新型除尘设备，已广泛用于水泥建材、钢铁冶金、电力化工等行业。该除尘器配备了阻力低、启闭快和清灰能力大的脉冲阀，该善了喷吹管的动力特性，以缝在袋口的弹性涨圈嵌在花板上，拆装方便。用控制仪进行清灰和运行参数控制。其主要特点如下：
2.3.1 清灰效果好
脉冲阀采用双曲线膜片结构，脉冲阻力低，起闭快和清灰能力大，喷吹装置各部件均且有优良的空气动力特性，当喷吹压力为0.5~0.6MPa时，对净化含尘浓度高和含湿量大的烟尘仍有很好的清灰效果。
2.3.2 除尘效率高
对净化含尘浓度≤50g/ m3的气体，能长期保证排放浓度小于30mg/m3。
2.3.3 占地面积小
占地面积较常规脉冲和反吹风袋式除尘器小。
2.3.4 操作维修方便
a、滤袋袋口采用了弹性涨圈，可直接嵌在花板上，即密封又拆装方便，减少了维修人员与污袋的接触。
b、该设备结构简单，运动部件少，维修方便。
c、该设备清灰为强力离线清灰，清灰、过滤、沉降分别进行，并实现三状态；清灰无二次杨尘，效果远远好于反吹风清灰(弱力清灰)。
d、控制技术为欧姆龙PLC定时自动控制，精确度高，开起后不需专人管理。
3 搅拌主机粉尘污染产排情况
搅拌主机粉尘污染源主要有皮带机投料、主机受料和称量斗上料，所产生的粉尘粒度细、扬尘大、有一定的湿度。皮带机主要运输骨料，骨料配料完毕，由皮带机送入斜皮带内，骨料沿斜皮带上升，将骨料卸入搅拌机内。皮带机投料至料斗时由于物料落差而产生扬尘。其扬尘量与落差高度、皮带机宽度和投料时间有关。主机受料指向主机投递混凝土可用的粉料，包括水泥、粉煤灰和矿粉等。粉料往主机投料时会产生大量粉尘。螺旋输送机将料仓中的粉料输送至称量斗时也会产生扬尘，其粉尘主要为水泥粉尘、粉煤灰粉尘和矿粉粉尘。
3.1 皮带机投料产排计算
皮带机投料时会产生粉尘，粉尘浓度约5g/m3。收集该粉尘需设置捕集罩，捕集罩的宽度（B）一般为机架的宽度（皮带宽+300m），捕集罩的长度（L）一般为宽度的2倍（工程实例中一般取1.5-2m），捕集罩的高度（H）一般取500mm。 其抽风量（Q）计算如下：
Q=L×B×V×3600（m3/h）
式中：V为罩口流速，V= 0.5∽1(m/s）
3.2 主机受料产排计算
主机受料主要是投送水泥、粉煤灰、矿粉等物料产生的粉尘，其浓度约2g/m3。
其抽风量（Q）计算如下：
Q=3600×V÷H×K（m3/h）
式中：V----一次投物料的体积（m3）
H----投物料持续时间(S)
K----野风系数，一般取1.3∽1.5
3.3 称量斗产排计算
粉料称量计重后卸料时会产生扬尘，其浓度约2g/m3。其抽风量计算如下：
Q=3600× G÷P÷H×K
式中：G----称量斗最大需求量(Kg)
P----物料密度（Kg/m3）
H----投料时间（S）
K----野风系数，一般取1.1∽1.3
4 粉尘污染治理系统
搅拌主机各污染源相对较近，可采用一套集中除尘系统来进行治理。
4.1 工艺流程
在引风机作用下，各扬尘点产生的含尘气体经密闭罩捕集后由进风管道进入脉冲袋式除尘器进行过滤除尘，收集下来的粉尘经流管进行在利用。净化后的干净气体通过风机达标排入大气。其工艺流程见图4-1。
图4-1 除尘系统工艺流程图
4.2 主要技术参数
4.2.1 处理风量
处理风量(Q)也为抽风量，包含皮带机投料抽风量（Q1）、主机受料抽风量（Q2），称量斗下料抽风量（Q3）。
Q=（Q1+Q2+3×Q3）×K
式中：K----漏风系数，一般取1.1
4.2.2 系统阻力
系统阻力包括除尘设备阻力H1（一般小于1500Pa）、系统管道阻力损失H2和密闭罩罩所需负压H3(一般200Pa).其总阻力为：H=（H1+H2+H3）×1.1
系统管道阻力计算公式为：
H3＝1/2fV2【∑§＋（γ／D）L】
式中： H3――系统阻损（Pa）
V――流速（m/s），一般取15∽20m/s
γ／D――单位长度摩镲阻力系数（Pa/m）
L――最长管道长度（m）
4.3、设备选型
4.3.1 过滤面积的计算
除尘器过滤面积由处理风量、过滤风速等参数来确定，计算公司为：
S=Q÷60÷V（m2）
式中：Q----处理风量（m3/h）
V----过滤风速（m/min），一般取1.2-1.6
4.3.2 除尘设备选型
对照除尘设备产品样本，以过滤面积为主要指标，选择除尘器型号规格。
4.3.3、风机选型
对照风机产品样本，以系统的处理风量、系统阻力（全压）为主要指标，选择风机型号。
5 应用实例
2013年8月，重庆毕威环保工程设备有限公司总包了重庆中冠混凝土工程有限公司3条生产线（120t/d生产线2条、240t/d生产线1条）的搅拌主机除尘系统工程。经过计算后，其设备选型如表5-1。该项目经设计施工后，其收尘效果好，排放浓度低，肉眼看不到粉尘。
表5-1 中冠搅拌站主机除尘设备选型参数表
序号 | 项 目 | 单 位 | 120t/d生产线 | 240t/d生产线 |
1 | 除尘器型号 | HMC-80 | HMC-96 | |
1.1 | 处理风量 | m3/h | 4900 | 6400 |
1.2 | 设备阻力 | Pa | 1200 | 1200 |
1.3 | 过滤风速 | m/min | 1.36 | 1.48∽1.8 |
1.4 | 过滤面积 | m2 | 60 | 72 |
1.5 | 滤袋规格 | mm | Φ130×2000 | Φ130×2000 |
1.6 | 滤袋材质 | 防油防水涤纶针织毡 | 防油防水涤纶针织毡 | |
1.7 | 滤袋数量 | 条 | 80 | 96 |
1.8 | 设计除尘效率 | % | 99.5 | 99.5 |
1.9 | 进口含尘浓度 | g/Nm3 | 10 | 10 |
1.10 | 出口含尘浓度 | mg/Nm3 | ＜30 | ＜30 |
1.11 | 进口烟气温度 | ℃ | ＜110 | ＜110 |
1.12 | 除尘器漏风率 | % | ≤3 | ≤3 |
1.13 | 清灰方式 | 脉冲清灰 | 脉冲清灰 | |
1.14 | 脉冲阀型号 | DMF-Z-1 | DMF-Z-1 | |
1.15 | 脉冲阀数量 | 台 | 10 | 12 |
1.16 | 给料机 | 台 | 1 | 1 |
1.17 | 设备重量 | T | ～2.36 | ～2.8 |
2 | 引风机型号 | 4-72№4A | 4-72№4.5A | |
2.1 | 流量（设计点） | M3/h | 4973 | 8400 |
2.2 | 全压（设计点） | Pa | 1915 | 2184 |
2.3 | 电机功率 | KW | 5.5 | 7.5 |
2.4 | 转速 | r/min | 2900 | 2900 |
3 | 装机容量 | KW | 6.6 | 8.6 |
4 | 耗气量 | M3/min | 0.24 | 0.29 |
此外，该设备还通过搅拌站主机生产厂家的推广，已在重庆富皇混凝土有限公司、重庆华谊混凝土有限公司、璧山庆华混凝土有限公司、梁平吉龙混凝土有限公司、重庆三圣特种建材有限公司、遵义奥克建材有限公司、重庆汉信建材有限公司等企业得到了推广应用。
6 结语
脉冲袋式除尘器是一种高效除尘设备，具有清灰效果好、除尘效率高、占地面积小、操作维修方便、运行成本低等优点。在系统设计合理的条件下，其捕集效率大于95%，排放浓度小于30mg/m3，是混凝土搅拌行业主机除尘的可靠选择。
参考文献
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