低压脉冲布袋除尘系统在非煤矿山的应用

鲍万臣，焦世平，孙园园，李 伟

（河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司，河北 唐山 063700）

某矿山破碎系统的流程采用两个系列。其工艺为粗破碎，中破碎与筛分形成闭路，高压辊磨工艺。根据采矿供矿条件，确定一个系统处理原生矿，一个系统分时处理原生矿和氧化矿。破碎工艺流程分为粗碎、中碎、细碎，原生矿经原生矿粗碎机破碎后，其产品经X01-2，Q01和P2-1皮带送至原生矿中碎破碎机前的缓冲分配矿仓，下部由皮带给矿机给入CH870液压中破碎机，破碎产品由S2-1皮带送S2筛分间筛分分级，经双层振动筛目前分两种产品，即大于50mm粒级返回中破碎机再破碎，0-50mm粒级经Q02，G2-1皮带送至干选间，经1218干选机抛废石，废石经F3皮带送至园筒废石仓后外运。贮矿仓抛废后0mm～50mm粒级即可以经C2-1皮带送至中间贮矿仓贮存，也可不进中间仓而经Q06Y2-1皮带送至高压辊磨间粉碎后进磨矿仓。该矿山生产过程中厂房内粉尘浓度均在30mg/m以上，现有环境不能满足现行环保除尘标准要求。根据《铁矿采选工业污染物排放标准》（GB28661-2012）和矿山环境深度治理要求，铁选厂除尘器排气筒容许排放浓度限值小于10mg/m，车间内粉尘浓度限值小于1mg/m。为了满足现行环保政策，切实改善现场作业环境，有必要在产生粉尘的车间及部位安装布袋除尘系统。

1 低压脉冲布袋除尘介绍和结构部件

1.1 低压脉冲布袋除尘介绍

低压脉冲布袋除尘是在常规脉冲袋除尘器的基础上发展起来的一种新型、高效袋式除尘器。它不仅综合了分室反吹和脉冲喷吹清灰的优点，而且加长了滤袋，充分发挥低气源压力下压缩空气强力喷吹清灰的作用。低压脉冲长袋除尘器主要由灰斗、过滤室、净气室、支架、提升阀、喷吹清灰装置等部分组成。除尘器采用PLC可编程序控制器，自动控制清灰、输灰的全过程。某矿山应用低压脉冲布袋除尘系统，应用状况良好。

1.2 除尘器结构部件及配置设施要求

（1）箱体：现场板式拼装结构，箱体板厚5mm，机械冲压筋板成型。中箱体下部的进风处设有截挡装置，含尘气体在进风箱内进入灰斗时，粉尘随其速度惯性冲指挡板后，大部分即落入灰斗，其余少量细粉尘按截挡裝置导流方向随气流进入滤袋室过滤。

（2）灰斗：灰斗壁板要求板厚5mm，除尘器共设X个灰斗。为保证捕捉来尘自由流动，灰斗壁与水平面最小倾角大于60°。

（3）滤袋：要求除尘器滤袋采用覆膜涤纶针刺毡（针孔涂胶），滤袋口部缝有弹性涨圈，装入花板孔内，密封、牢园、不脱落，安装检修换袋方便。滤袋间有十字形气流通道。便于含尘气体的匀速上升、扩散。达到滤袋负荷均衡，以延长布袋使用寿命。

（4）滤袋骨架：布袋支撑骨架采用φ4mm冷拨钢丝点焊(电阻焊)而成，骨架12个立筋，支撑圈间距200mm均布，表面光滑无焊渣、无毛刺。再经有机硅喷涂处理后，耐高温、耐腐蚀。骨架的顶部气体出口带文氏管。

（5）清洁气体箱：每个袋室的上方均相应连接有个清洁气体箱，每室装配φ3淹没阀，每室气包进气端设有截止阀，设备检修及更换滤袋时关闭；气包进口安装进气调节阀，气室之间无窜气现象；清洁气体箱盖板保证密封严实无泄漏，盖板板厚4mm。

（6）人孔门、检查门：除尘器项部和灰斗上的人孔检查门均采用快开式结构，工人维修时无需携带工具，即可快捷地打开和关闭，紧定用楔铁式结构和凸形结构，手动锤击和拧紧后扳下即可牢固压紧，提起后旋几圈即可打开，方便快捷。

（7）电磁脉冲阀：脉冲阀国内知名产品，使用寿命达120万次，保证2年以上不坏膜片:适应环境湿度：-5℃～65℃：喷吹气源压力：0.4Mpa～0.6Mpa；喷吹时间：（可调）；工作电源：DC 24V 20W。

（8）喷吹系统：根据工况条件，除尘器设计为离线清灰离线检修。喷吹管要求φ89×3mm国标焊管，喷吹眼距与袋口中心一致，安装牢固。要求清灰系统设计合理，技术成熟，使用可靠。

（9）输灰系统：输灰系统按除尘器结构具体配置：两排仓室底部均安装星形卸灰阀，下部配置FU刮板机横向2条，末端竖向配置FU刮板机1条，将两条横向FU输送粉尘集中后输送一个地点。

2 低压脉冲布袋除尘工艺流程和实施内容

2.1 除尘系统工艺流程

每套除尘系统主要由各尘源点捕集罩、脉冲袋式除尘器、风机、管网及排气烟囱、脉冲清灰处理系统、卸灰系统、电气及自动控制系统、土建及钢结构、避雷及照明等组成。其工艺流程图如下。

图1 系统工艺原理图

2.2 实施位置和实施内容

本次除尘系统的实施范围是在该矿山粗碎车间、S2筛分车间、S4筛分车间、干选车间、磨矿仓和湿式预选车间共计五个部位。主要内容包括：

（1）各除尘系统工艺布置；

（2）各除尘系统中扬尘点的捕集罩；

（3）脉冲袋式除尘器及脉冲气源处理系统；

（4）输灰系统；

（5）系统管道及排气筒；

（6）钢结构(包括管道支架、梯子、平台及栏杆)；

（7）设备选型及非标设备设计；

（8）电气及自动控制；

（9）照明及避雷接地；

（10）土建(风机站、电气控制室、设备及支架砼基础等)。

工作过程：

（1）2018年12月经过技术论证完成碎矿系统除尘技术方案。

（2）2019年2月除尘项目完成立项。

（3）2019年7月确定技术方案，并起草技术标准及施工图纸。

（4）2019年8月至10月根据设计图纸进行设备、材料的招标采购工作，并做好施工前准备工作。

（5）2019年10月到2020年1月进行除尘系统的安装调试工作。

（6）2020年2月至今完成除尘项目的验收工作，对污染物排放及室内工作环境进行评估对比分析。

3 实施效果

3.1 除尘效果

低压脉冲布袋除尘系统投入运行后除尘效果显著，有利于协调和保护生态环境与生产之间的关系，为职工营造良好的环境，低压脉冲布袋除尘系统投入运行后：

（1）粉尘排放浓度≤10mg/Nm³；

（2）除尘效率≥99.9%；

（3）除尘器设备阻力≤1500pa；

（4）捕集率≥98%；

（5）除尘器的漏风率≤2%；

（6）除尘设施不影响工艺设备正常工作和维修，输灰系统不会产生扬尘。

（7）满足国家《铁矿采选工业污染物排放标准》（GB28661-2012）及环保部门粉尘排放要求中规定。

此项目实施后，系统合理可靠，性能优越，除尘效果好，在更新布袋除尘位置的排气筒所排放的颗粒物浓度全部小于10mg/m3，满足了河北省《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015），《铁矿采选工业污染物排放标准》（GB28661-2012）及唐山环保要求，本项目是矿山企业促进环保发展的重要一环，是一举多得的控制颗粒物排放工程。

3.2 经济效益测算

3.2.1 直接经济效益

（1）节省环保费用测算。低压脉冲布袋除尘系统实施后，经实际检测排放颗粒物浓度大大减少，根据生产设备作业时间计算系统实施前后颗粒物排放量差值为20731kg/月。根据中华人民共和国生态环保部《关于发布计算污染物排放量的排污系数和物料衡算方法的公告》进行计算，一般污染物污染当量值为4，环保税标准为4.8元/当量，年节约环保税20731.73kg＊12（月）/4（污染当量值）＊4.8元/当量=298536.91元。

（2）生产设备运行维护费用测算。增加除尘系统后，生产设备运行环境明显改善，电机、电气设备故障率大大降低，大大节省维修维护费用。

经统计，厂房内各类电机合计57台，电机容量合计4200kW,未增加除尘设备前，考虑电机运行年限较长，在恶劣环境下电机故障率较高，增加除尘设备后，故障率显著下降，年节约维修费用4200kW＊125（元/kW）＊0.6=315000元；配电室变频器、软启动器、断路器等电气元器件维护维修量显著减少，此部分节约费用估算为40万元。

3.2.2 间接经济效益

（1）根据生产数据，2020年该矿山磁铁矿破碎量较2019年增加196万吨，磁铁矿精粉产量增加40万吨，目前精粉价格1050元/吨，创效显著。

（2）此项目实施后，对环境以及职工身体健康产生积极影响，营造一个好的工作环境，满足环评要求及企业自身发展需求，对推进矿山碎矿系统的安全运行和地方环境可持续发展战略具有重要现实意义。有效遏制住了由于设备老化带来的颗粒物超标，对当地的大气环境起到了积极作用，抑制了颗粒物向大气中排放，该项目带来的隐形的经济效益和社会效益是无法估量的。

4 应用价值推广前景

随着我国经济的发展，该除尘系统能有效利用资源、减少粉尘排放、同时能减低安全事故的发生，防止发生环境事件，保障人民生命安全。低压脉冲布袋除尘系统广泛应用于钢铁、矿山、建材、电力、化工冶金等行业的粉尘治理中，对改善职工工作环境和国家大气降尘和环境治理工作起到积极作用。