混凝土搅拌站除尘系统设计应用研究

前言
随着我国大兴土木对基础设施建设的投入加大，当今社会商业混凝土市场竞争越来越大，全国各地大小不一、各种各样的混凝土搅拌站随之可见。随之而来的搅拌站污染问题俞来俞遭到人们的关注，附近搅拌站的地域或有骨料运输车经过公路的扬尘污染不忍直视，这对于人体的健康有很大的影响，对环境的污染也是有目共睹的。
混凝土搅拌站粉尘污染的节制和处置是困扰很多生产厂家和用户的难题，在大气问题越来越紧张的今天，消除混凝土搅拌站粉尘污染的要求迫在眉睫。许多商品站的生产寿命周期极短，粉尘过于多是混凝土减半站的很重要的缘由，有些除尘系统无法无法将一些粉尘处理干净，所以致使搅拌站的寿命减弱，加大混凝土的加工成本，这样会造成一些不必要的经济损失。
1、商品搅拌站的扬尘（粉尘）来历
混凝土搅拌站在生产混凝土的过程中所产生出来的粉尘以及灰尘主要来源于以下这几个方面。
（1）基于我国建材行业技术水平发展不均匀，有些地方一些砂石没有经过清洗，含有粉尘量比较高，在存储及送料的过程中容产生尘土，砂料中粉尘含量更高，骨料（沙和石）在上料、称量、输送过程中产生的扬尘、粉料（水泥、粉煤灰、矿粉和各种添加剂）导致粉尘的外泄。装载机在讲料场中的砂、石装入搅拌站配料站的时候，铲斗卸载是产生的扬尘；骨料皮带机，皮带运输机从称量斗运输到骨料斗时，由于皮带端部与集料斗之间存在高度误差，在抛投骨料是也会产生粉尘，而且皮带运输机在皮带上运送骨料是不是完全封闭的，产生的灰尘也会散落到大气中。
（2）骨料和粉料在投料时产生的大量粉尘：主要是分那两个方面，第一是称粉料时产生的粉尘，第二是粉、骨料向主机里面投入时所产生的灰尘。
（3）运料车在向骨料场卸料的时候所引起的扬尘，这个是属于间接性排放。
（4）在骨、粉向料仓内输送的时候所产生的泄漏粉尘。在一些散装料罐车向料仓内进行送料时，罐内的，水泥、粉煤灰等一些物料是以高压空气的动力往里面进行输送，在这个输送的过程中，里面的压力是大于大气压的，压缩的空气通过料仓顶的除尘器的滤芯向外部释放，料仓顶的除尘器一般都是通过振动的方式震落滤芯表面粉尘，当振动器出现故障或不工作时，滤芯就会被粉尘堵死，此时料仓内的压缩空气就会安全卸压阀排放到大气中，然后造成空气污染。
2.粉尘的危害
2.1粉尘对人体的损害
粉尘可以随着人的呼吸进入人体的呼吸道，因为粉尘的重量比较重，所以并不能全部进入肺泡中，可以沉积在从鼻孔到肺泡的呼吸道内，粉尘>10μm的尘粒有很多沉积在鼻咽部，粉尘<10μm的粉粒是进入跟加深的呼吸道。沉积在肺泡内的大部分是粉粒<5μm的尘粒，特别是粉径<2μm的尘粒。粉尘、扬尘对人们的危害主要是引起一些尘肺病和一些肺癌。据卫生部统计我国吸尘的工人在600万以上，并且尘病病人正朝着每年1.5到2.0万例的趋势增长，占我国职业病总比例的78.55%。经过研究发现这些尘粉的性质与类别不同，吸进去之后会引起的不同的病理也有着很大的差别；常见的尘肺病有硅尘肺病、硅酸盐尘肺病、碳素系尘肺病和金属尘肺病等，因为含二氧化硅的原料多种多样，所以又产生出不同的硅酸盐尘肺病。
2.2粉尘对生产的危害
（1）粉尘对能见度的影响
一些混凝土搅拌站，特别是比较小型的作坊，作业环境恶劣，粉尘扬尘弥漫，能见度比较低，工人在工作场进行工作操作时，不能清楚的观察外界情况，做出正确的行为判断，由于工作场地内能见度比较低，不仅会使工作目标不清晰，影响操作质量，并且很容易在工作室出现操作错误。
（2）粉尘会对设备的损坏
含尘气体运动是与设备避面相冲撞，会产生摩擦和切削而引起机械设备磨损。含尘气体气流速度越高，粉尘对壁面的磨损越严重。气流中的粉尘浓度越高磨损性也就越强。所以提高搅拌站的除尘技术，对保护人身安全和保证正常生产能起到十分重要的作用。
3、粉尘的一些因素的造成除尘效果的影响
要精准的控制粉尘，就应该掌控粉尘以及含有尘气体的特性。对除尘效果的影响，粉尘特性原因有很多，以下就是几个主要的；（1）尘粉得粒径（粒径频次分布）和分散度。粉粒是不一样的形态的粒状形成的。
（2）粉尘的黏着性，这种黏着性是有尘粒之间或者与物体体表分子之间的互相吸引的一种性质，由于黏性的消耗能的作用，在没有外界提供充实能量的情形下，运动的有尘的气体流速江一层层减少，对于不带式除尘器，黏着性的影响更加的突出，由于过滤的阻力以及除尘效率在一定的程度上决定因素在意过滤芯的吸附尘粉的能力。对于比较强有力黏着力的粉尘，应选面表烧毛，镜面，压光处置的针刺滤毡材料。
（3）粉尘的堆积密度和密度，即单体积的的粉尘质量。这里所说的单位体积重包含着尘粒本身体积，尘粒表层吸附的空气体积，颗粒自身的小孔，尘粒存在的裂缝，这与存储设备和除尘斗体的设计都有关系。
（4）粉尘的亲水性，粉尘颗粒是否能和液体互相附着或者附着难易程度的性质称作粉尘的亲水性。当尘粒与液体碰撞时，碰撞面能放大而且相互吸引，便是亲水性，反之接触面趋于缩小，并且不能附着的就是不能亲水。一般根据粉尘。很容易被溶液沁润的亲水性粉尘和不容易被水湿润的排斥水性粉尘（也成做憎水性粉尘）。尘粒的湿润性和尘粒的粒径、生成条件、温度、含水量、面表糙度、电荷性液体的面表张力、粉尘和液体的黏着力以及相对的运动速度等原因相关。当然，这种区分是相对的，粉尘即使是亲水性质的，倘若粉尘比较细腻，比如尘径<5μm，特别是粒径<1μm的尘粉，就较以难被液体湿润，也是因为粉尘越细，它的表面积也就越大，俞能吸附气体使粉尘表面形成了一层薄薄的膜，从而会阻挡粉尘被液体湿润的缘故，另外，粉尘的亲水性还会随着压力的增大而增大，随着气温的升高而减弱，在选用袋式除尘器过滤料的时候应加以注意滤料的光滑、不起绒还有它的憎水性，湿式收尘器主要就是依靠尘粉与液体的润湿而收集尘粉的。混凝土搅拌站的粉尘，特别是水泥粉尘，不仅它的亲水性强，而且亲水之后还会形成不融于水的硬垢，所以像混凝土搅拌站这样的粉尘也被叫做水硬性粉尘。因为水硬性粉尘易在收尘器还有管壁内侧结成污垢，造成管道堵塞，所以混凝土搅拌站一般不会使用湿式收尘器。
（5）粉尘的磨损性；含有粉尘的气体在收尘器和管道中以高速的的状态运动，粉尘肯定会对管道收尘的管壁产生比较强烈的冲击和摩擦作用。尘粉的磨损性取自于物料自身的强度外，还有下面这几个原因。
1）尘粉颗粒的面表和形态的状况
面表粗糙、不规则的尖菱形颗粒比圆滑的颗粒的磨损程度大10倍。
2）尘粒颗粒的大小
在一般尘粉粒径范围内，其中磨损的程度会跟随着尘粉的粒径变大而变大，当尘粉粒径dρ=（90±2）μm时，对收尘器壁的磨损形最大，减小粒径，磨损性就会随着减小。当尘粒径dρ<（5—10）μm时，尘粉对收尘器内壁的磨损程度就变得不明显。
3）含尘气体的气流速度
尘粉的磨损性和含尘气体流速的2—3次方成正比。
4）粉尘的坚实度、形状与密度等
尘粉的磨损性还与尘粒的硬度，形状和密度等一些因素有关系，比如孰料粉尘的质量比较硬，颗粒粗和状态大多是尖棱状，因此比其他尘源点粉尘的磨损性大了很多，对于比较容易磨损的部位，应该采取一些相关的防磨措施，比如杂技管道内壁镶切铸石或者铸铁，在管道的弯头处采用耐磨材料作为内衬板。
5）有尘体的化物性质；
首先，要对粉尘以及含尘气体的性质应掌握以下几个点；第一点首先要弄清楚粉尘它的粘性，对于布袋除尘器，粘性它的影响力更加的突出，因为除尘工作的效率以及过滤的阻力在一定程度上很大的取决于从滤料上清除和清洁尘粉的能力。
第二点是要清楚的知道尘粒的粒径分布。
第三点是要搞清楚粉尘的容重，这对于通风除尘有着十分重要的意义，因为这与粉尘的清理灰的性能有着非常密切的联系。从粉尘的一些特性去着手研究做出定性，这样十分有帮助于去选则合理的除尘方式，更加合理地选取滤芯材料，有利于的进行除尘过滤面积的计算。
4、除尘过滤面积的计算以及对除尘器的选择
在混凝土搅拌站的污染物粉尘与扬尘的来源里，粉尘的污染主要是这样的;砂石等骨料投入料斗的时候产生的粉尘、料投放到搅拌站主楼主机的时候产生的尘粉，在向粉料简仓送料的时候散落泄露的粉尘。除尘过滤面积的计算以及对除尘器的选择主要就是有关上面阐述的尘粉污染源。
4.1除尘过滤的面积计算
下面的公式是除尘过滤的面积计算
S=K×Q/（60×Vf）
式子里K——安全系数，一般取值是1.2——1.4Q——空气流量（处理风量）.其值为3600×M/T；M——投放物料的体积.单位是m3；
T——投放物料用的时间.单位是s；
VF——过滤速率.单位是m/min。
以WX118混凝土搅拌站为实例，用公称容积是4m3的搅拌主机，生产一份料则需要的集料体积为5m3。经过检测，主机集料的投料时间约为16s，假如选用的除尘器滤芯为聚酯滤芯，则集料对滤芯的过滤速度为1.1m/min。取安全系数为1.2，则所需要的除尘过滤面积为S=1.2×3600×5/（60×1.1×16）=20.5m2
商业搅拌站除尘器的选型和设计。
混凝土搅拌站除尘器的设计以及选型，可以根据以下几个步骤；确定除尘器的要求，拟定除尘方式，影响除尘的分析，系统的设计，选择型号以及验收，选择除尘器的型号主要思考下面几个因素。
4.2风量的处理
风量的处理指的是除尘设备在一定的单位时间里能够净化气体的体积总量量。处理风量的单位是每个小时立方米（m3/h）或者每个小时标立方米（Nm3/h）。这个是袋式除尘器与强制式除尘器设计里面最为主要的因素之一。
根据风量进行一系列的设计或者选择袋式除尘器时，要记住一般不能在除尘器在超过额定设计的风量的情况下运行，否则，粉尘容易把过滤袋给堵塞，随之寿命也会跟着大大缩短，压力损失大幅度上升，除尘的效率也要大大降低；但是也不可以把风量选过大，否则面积占用过大和增加设备上的投资。
（1）使用温度；对于强制式除尘器和袋式除尘器来说，这其中使用温度取自于两个很重要的原因，第一是滤料的极限所能承受多少温度，第二是气体的温度必须在空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度（露点）以上。目前，由于大部分过滤材料都选自于玻纤滤料，玻纤滤料使用的最高温度可以达到280℃，如果材料中有超过于这一值的气体必须进行降温，相反采取提高温度。由于考虑到混凝土搅拌站它的主机和粉料的计量斗并不是完全封闭而是在大气中与之接触的，主机内的粉尘气体与空气的温度差不多相同，所以气体的温度一般都是会高于露点的温度，这些粉尘气体与大气接触后能够达到降温的效果，所以滤料都能够承受这些温度。
（2）入口处含尘量浓度
（3）出口处含尘量浓度
出口处含尘量浓度说的是除尘器的排放粉尘的浓度，出口处含尘量浓度的大小应该取决于当地环保部门的要求或者取决于用户的要求为准，50mg/Nm3袋式除尘器的排放浓度一般都不会超过这个值。
（4）压力损失
气体从除尘器进口到出口的压力降，或称阻力这个就是袋式除尘的压力损失。袋除尘的压力损失取决于下列两个因素：
1）比如引灰处弯头过于多，那么这个压力的损失就会随之增大，这个就是设备结构的压力损失，设备压力损失主要和设备结构复杂程度有关系。
2）滤料上粉尘的堆积的粉尘越厚，压力损失就就会越大，这个就是滤料的压力损失，主要是和过滤材料的性质有关（如孔隙率等）。
3）粉尘烟尘的酸碱性
一定要了解粉尘烟尘的酸碱性，尤其是选择布袋除尘器除尘布袋的时候，这样有利于除尘器的选型以及它的耐酸碱处理。
5、混凝土搅拌站环保型除尘设计实例
以环保型HZS180搅拌站为例，分析搅拌站尘粉除尘方法尘粉的控制过程。
5.1混凝土搅拌站外包装主体封闭设计
两层及以上的混凝土搅拌站主体外包装采用全封闭，应该用角钢搭建骨架作为模型，用复合泡沫夹心钢板来包装整个主楼框架，这样就能通过主体的封闭来控制进入周围环境的浓度产生的粉尘。
5.2堆料场完全封闭设计
目前我国混凝土搅拌站大大小小的比较多，也比较难管理，他们为了自己的利益，一般他们料场所用碎石一般都未经过水洗，粉尘的含量比较高，在运输，储存、堆放以及装载机铲料的过程中非常容易产生扬尘，而在砂料分类中特别是一些机制的砂料的它其中的含尘量非常高。为了减少污染，在环保型搅拌站设计过程时，引用全封闭的骨料场，屋顶采用承重行钢骨架屋架，其屋架采用钢结构，特点是结构轻盈，强度比较高，非承重墙采用以空心砖为主的砌体，料场内部屋顶应该装置喷淋水装置，这样可以减少骨料粉尘的扬尘污染。
5.3上料环节以及骨料配料环节封闭设计
上料环节以及骨料配料的过程中必然会产生扬尘，所以在这个环节上要做到优化处理，储料斗中的骨料进入到计量斗，再由计量斗落到运输皮带机上时，由于存在着高度差，在输料的过程中会产生粉尘，这样就可以对皮带运输机进行改良，可以把皮带运输机做成全封闭式的，这样就避免一大部分粉尘散落到空气中，也避免骨料的浪费流失。
5.4粉料简仓的的除尘设计
在仓顶部安装强制式除尘机粉料筒仓的除尘通常是这样，为了提高除尘效率，增大它的过滤除尘面积，在对仓顶安装除尘机时，还要考虑到料筒内粉料的含水的大小，这要就能更加周全的选择过滤的材料，确保除尘器能发挥除尘的最大效果。
结语
目前国内的一些商品混凝土搅拌站在进行除尘设计的有很大一部分没有按照有关部门的要求去设计进行安装，并没有达到除尘的效果，从而导致目前大气的污染，所以再进行混凝土搅拌站除尘设计时，要严格按照国家规范去进行设计和安装，这样也能节约成本。