混凝土攪拌站除塵設計和設備選用
隨著國家大規模基礎設施建設，對混凝土的大量需求，使得混凝土生產機械——攪拌站得到了空前的發展并日趨成熟。但是攪拌站粉塵污染的處理和控制仍然是困擾著許多機械生產廠家的難題。許多攪拌站因為排塵不達標而受到環保部門的處罰。有些攪拌站自開始使用效果就不理想；有些站除塵設備使用了不久就發生除塵機堵塞問題，造成用戶的投訴。正確地設計和合理選用除塵設備不僅可以確保攪拌站的整體質量，而且對降低使用成本和維護費用都有著十分重要的意義。筆者就多年處理攪拌站除塵系統的經驗與大家交流。下面以兩方混凝土攪拌站為實例。
1 混凝土站的粉塵來源
1.1 骨料的投料
沙石由皮帶輸送機從骨料倉輸送到稱量斗時,由于皮帶輸送機和集塵料斗之間存在著一定的落差，皮帶機在拋投骨料時很容易產生粉塵。從成本角度考慮此處應當和其它粉料稱量斗共用一套除塵設備，不宜單獨設立。
1.2 稱量斗上料
由螺旋輸送機將料倉中的粉料輸送到粉料稱量斗（水泥，粉煤灰，膨脹粉等）時產生粉塵。
1.3 混合料往主機投料時產生大量的粉塵污染
1.4 儲料料倉
散裝物料罐車在往料倉打料時，由于物料的落差產生的粉塵，同時還伴隨有倉內壓力的產生。對于這種料倉，不但考慮料倉的除塵問題，同時還要考慮倉內壓力釋放的問題。
2 除塵設備的選用
2.1 濾芯材料和結構形式的選用
濾芯要求有較好的過濾效果和較高的過濾效率，使用壽命長。同時粉塵控制與物料的粒度分布、質量、顆粒大小和運動速度都有著密切關系。目前國內外廣泛采用聚酯無紡布做為濾芯的材料。這種材料具有透氣性好，粉塵截取能力強，過濾精度高，有韌性及易于成型的特點，因而得到廣泛應用[1]。
因為粉塵大部分是水泥粉、粉煤灰與沙石中夾雜的礦粉和灰塵，粉塵顆粒都在1.0～500μm之間，特性差異不大，宜選用同一類型的除塵材料。皺褶式濾芯由于占地空間小，除塵面積大，它是同等直徑圓形濾芯的四倍，而且成型后，非常容易固定和抽取，方便維護,應用較多。
2.2 除塵器類型的選擇
目前得到廣泛采用的是脈沖反吹除塵器，通過文丘里管將高壓空氣（0.5～0.6MPa）以脈沖方式周期間歇式地吹入濾芯內部，將粘附在濾芯外表面的灰塵（塊）吹落。這種除塵方式在粉塵顆粒最小為1μm時，除塵效率達99.6％[2],大大地延長了設備保養周期。另外一種是通過機械振動方式，振落濾芯表面的粉塵。這種方式結構簡單,成本較低。
在以上幾種污染中，尤其以主機和皮帶機投料時,產生的粉塵較大，所以應以這些部位的除塵設計為主。
除塵器面積選用公式：F=K×Q/(60×VF )[3]
K —安全系數.一般取1.2～1.4[4].在以下的實例中我們取1.2：
Q—空氣流量.它等于3600×M/T；M為投放物料的體積（m3 ），T為物料投放所需的時間 s：
VF—過濾速率 m/min:
例如，一臺2m3的攪拌主機一次所需物料的體積為3.2m3，投料持續15s，物料對聚酯濾芯的過濾速率為1.2 m/min,則除塵器需求的面積為：
F=1.2×3600×3.2/(60×1.2×15)≈14 m2
對于皮帶機一次投放沙石的體積約為3.0m3.投料持續時間約為30s. 這種沙石混合料對聚酯濾芯的過濾速率為1.3m/min,則除塵器需求的面積為6.0 m2。
對于稱量斗同樣可以計算出所需除塵器面積。例如：當攪拌C50混凝土時，水泥稱量斗最大需求量為 900kg,水泥的堆密度1200kg/m3。投料時間為30s，水泥對聚酯濾芯的過濾速率為1.2 m/min，則除塵器需求的面積為2m2。
一般來說，一套攪拌站平均有兩個或兩個以上粉料稱量斗，其中主要以水泥稱量斗除塵為主，除塵器的總面積F總=F主機＋F皮帶機＋F稱量斗=14+6+2＝21 m2。因此，對于攪拌站工作樓所有的稱量斗、攪拌主機和皮帶機應選用 21m2脈沖反吹式除塵器。
2.3 儲料料倉除塵器面積的選擇
根據公式：F=K×Q/(60×VF)
安全系數K一般取1.2～1.4。料倉越大，內部緩解壓力的能力越強，取值可小些。在以下的實例中我們取1.3。
Q—過風的風量. 以散裝粉料罐車的風量做為計算依據,一般為每小時600～1300 m3/h。
例如當料倉是為200t的水泥料倉時, 振動式除塵器的面積為24 m2。
有必要在此說明一下,以上只是考慮粉料罐車在間斷性打料的方式下進行的選擇。對于水泥船長時間打料的情況，根據實際處理經驗，筆者認為每間隔1.5到2個小時,應停下來,對倉頂除塵器進行振動清理一下,然后再繼續打料,確保除塵器足夠的通氣性；或者對該料倉加大除塵器面積,否則會發生嚴重的爆倉事故。筆者曾親眼目睹過炸開的料倉和被打落到地上的除塵器。為了確保料倉的安全,必須在倉頂安裝壓力釋放裝置,以備不測。
3 除塵設備的使用
盡管許多攪拌站選擇了面積合適的除塵器,除塵效果仍然不好。有些是安裝了除塵器后,稱量斗產生負壓,影響粉料稱量的精確度；有些是使用了沒有多久,除塵效果就變得很差。應用方案也是一個很重要的問題。
3.1 關于稱量斗產生負壓的問題
經過技術分析和現場試驗，筆者認為出現這些問題最根本的原因是：攪拌主機和稱量斗這兩個密閉的空間，由于無空氣來源，當抽風機工作時，其內部空氣只能被單向地抽出，因此產生負壓。如果選用較小的抽風機，由于吸力太小，又不能足以將主機和稱量斗的含塵空氣抽出。增加一個補氣孔可以解決以上問題。當引風機工作時，干凈空氣從補氣孔進入，稱量斗的含塵空氣被引風機吸入除塵室過濾后排出，空氣形成對流，這樣就不再會產生負壓問題了。具體操作如下：
在稱量斗上平面的鋼板上開一個φ250的孔，焊接一段帶有連接法蘭的φ250×80的短鋼管，然后用螺栓連接一個φ250×520帶有法蘭的小型骨架濾袋，便于拆卸清理.具體尺寸視現場情況而定。濾袋材料應選用那些透氣性好、清灰容易，使用壽命長的除塵布,并且定期清潔。還可以采用另外一種方法,通過一根φ150的管子將稱量斗和攪拌主機直接連通,稱量斗中的含塵空氣先進入主機,然后再由主機引風管通向除塵器集塵料斗的側面法蘭上,人為延長其工作距離,降低引風機對稱量斗造成的影響。
3.2 關于稱量斗產生正壓的問題
同樣在主機上安裝補氣孔。在主機的上面開一個 φ200的孔，焊接一段帶法蘭的φ200×80的短管子，連結一個φ200×400帶彎頭的管子，頭部用卡箍固定一個濾布套即可。在補氣孔安裝的平面上，其位置是離含塵空氣排放口越遠，參與循環的內部空間就大，除塵效果就越好。以上兩種方案經過實例采用后效果都非常好。
3.3 除塵效果減弱的問題
許多用戶為了方便和節省成本,直接將攪拌主機的引風管接在除塵器集塵料斗的下方。由于風機的吸力,脈沖吹落的灰塵無法沉降到底部并流向主機,使濾芯始終處于灰塵的包圍之中,灰塵沒有沉降的過程,大大降低了除塵器的工作效率.解決的方法是在集塵料斗底部安裝一個蝶閥，除塵器工作時關閉,所有的引風管都接在集塵料斗側面法蘭上,為脈沖吹落的灰塵提供沉降的空間，避免濾芯的二次污染。根據實際情況,每班或4～5個小時定期打開蝶閥清理出收集來的粉塵.也可以安裝一個由混凝土站軟件操作系統自動控制的氣動蝶閥,定期打開,將粉塵排放到攪拌主機中,減輕勞動強度。
綜合上述，正確設計和合理選用除塵設備，不僅可以避免粉塵對大氣的污染，同時也提高了攪拌站的整體性能。
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