矿料槽上环境除尘的设计及应用

李小龙

（江苏科行环保股份有限公司，江苏 盐城 224000）

0 引言

钢铁工业以其生产规模大，资源、能源消耗多等特点，被公认为是大气污染物排放量最大的行业之一。随着可持续发展战略的实施，钢铁行业产生的废气污染物需要进行有效治理。目前很多钢厂矿料槽上卸料由人工操作移动小车进行定点卸料，卸料时会产生大量扬尘，影响操作人员身心健康，对矿料槽上环境粉尘治理迫在眉睫。

1 槽上粉尘的来源及特点

1.1 槽上粉尘来源

槽上粉尘扬尘点主要有皮带机落料、受料、以及移动小车卸料。皮带落料和受料时由于物料的失重下落而骤然停止，物料携带空气大量冲入造成局部增压，使小颗粒物料向四周飞射，以及物料和皮带碰撞弹出的尘粒，产生了矿料在卸料过程中的扬尘。输送矿料时，皮带托辊引起的跳动及物料与空气的相对运动也会扬起粉尘。槽上移动小车卸料时，物料落入矿槽与矿槽内物料碰撞挤压，含尘空气从移动小车卸料口处逸出矿槽，飘散到车间环境中。

1.2 槽上粉尘特点

槽上粉尘因无组织排放多，烟气的排放和产生具有阵发性，具有尘源点多、粉尘浓度高、各类粉尘混杂等特点。

2 槽上扬尘点收尘装置设计

2.1 机头收尘装置

机头收尘装置见图1。

图1 机头收尘装置

皮带机头扬尘主要是指皮带的转向使附着在皮带上的细小物料脱离皮带引起的扬尘，扬尘尘粒细小、重量轻，正常生产中处于连续运行状态。为防止机头扬尘的外逸，机头设置整体封闭箱，将扬尘封闭在一定空间内，防止扬尘飘散到环境中难以收集。封闭箱通过皮带机的一端用丁腈胶板制成软帘封闭，上部设置变径锥管型吸尘罩，吸尘罩另一端与除尘系统管道相连。封闭箱内的气体在除尘系统负压的作用下不断被抽出，并从封闭箱的皮带机侧面吸入气体，保证机头产生的扬尘无法外逸。

2.2 机尾收尘装置

皮带机尾是上层正反移动小车的受料点，由于上下层存在高度差，物料下落后撞击下层皮带，物料中的细小粉尘颗粒脱离大颗粒物料表面，向四周喷射产生扬尘，由于高度差导致脱离大颗粒表面的细小粉尘具有较大的动能，且粉尘浓度较大。皮带机尾同样设置防扬尘外逸的封闭箱，机尾封闭箱应覆盖机尾所有受料点，并超出最末端受料点适当距离，保证飞溅的粉尘在吸尘口负压的作用下不会逃逸到机尾罩外。与机头收尘装置不同点在于吸尘罩与管道之间设置管道阀，管道阀按工艺要求及时打开或关闭相应的扬尘点，以保证正在工作的扬尘点最大的除尘效果，详见图2。

图2 机尾收尘装置

2.3 槽上收尘装置

每个矿槽的四个角上各设置一个吸尘罩，吸尘罩上设计管道阀，详见图3。当小车移到这个矿槽卸料时，该矿槽对应的管道阀打开后开始排出含尘气体。槽上皮带卸料由移动小车完成，每个矿槽相对独立，当小车停在一个矿槽卸料时，扬尘就在这个矿槽里，对其他矿槽没有影响。当一个矿槽卸料完毕，移动小车离开该矿槽后，该矿槽上四个管道阀关闭。

图3 槽上收尘装置

2.4 移动小车挡尘罩

每个矿槽上受料口为通长的，而移动小车的落料口基本位于每个矿槽受料口中间，两侧处于敞开状态，当移动小车落料时，不仅落料口处会产生大量扬尘，两侧敞开的受料口也会逸出大量扬尘。在移动小车落料口两侧设计挡尘罩，挡尘罩下沿与矿槽受料口两侧边沿上顶面距离约25 mm，当移动小车移动到某一矿槽上，控制阀打开时，矿槽仓内在收尘管网负压作用下形成微负压，外部空气从挡尘罩下沿与矿槽受料口两侧之间的间隙吸收至矿槽内，防止移动小车卸料时扬尘外逸，详见图4。

图4 移动小车挡尘罩

3 系统工艺控制

3.1 机头机尾扬尘控制

机头扬尘在正常生产中处于连续状态，机头封闭箱上的控制阀随皮带机的运行处于常开状态，皮带机尾是上层正反移动小车给料时的受料点，机尾封闭箱上的控制阀应按正反小车给料的信号同步打开。每个正反移动小车的给料点通常有四个不同物料供给点，分别通过移动小车的前后移动和皮带机的正反转来实现四个不同物料点的供料。首先通过光电感应对正反移动小车进行定位，再根据皮带机的正反转信号确定要供料的点，打开此点封闭箱上的控制阀。

3.2 矿槽扬尘控制

每个矿槽四个角上的吸尘箱控制阀通过广电感应信号对移动小车进行定位，当小车移至该矿槽卸料时，该位置的光电开关被感应，矿槽对应的控制阀被打开排出含尘气体。当投料完毕时，移动小车离开该矿槽后，光电开关失去感应，该矿槽上四个控制阀延时关闭，以排出小车移动时产生的扬尘和矿槽内没有排尽的含尘气体。

3.3 管道阻力和风速的控制

槽上环境除尘的工作原理是在引风机的作用下，各扬尘点的含尘气体在自然抬升力和吸尘箱内负压作用下吸入管道，通过管道进入除尘器，经除尘器净化后通过引风机排入大气。整个除尘工艺路线中的管道、设备及其各部分的工艺尺寸和管网阻损值形成有机的组合系统。弯头减少及管道突变等产生的局部阻力和控制合理的流速以及采用低阻结构的阀门、合适的管道截面形状，都会对槽上环境除尘的效果产生影响。

4 工程案例应用

某钢铁有限公司矿料槽配套KDM160-2×6型行喷脉冲袋式除尘器，矿料槽含4个焦炭矿槽、4个烧结矿槽、3个球团矿槽、3个块矿槽，通过移动卸料小车向矿槽内上料。每个矿槽上部四个角各设置一个吸尘罩，每个吸尘箱上设置一个管道阀，移动小车移动到该矿槽时，通过光电感应信号控制该矿槽上的四个管道阀打开，当移动小车投料完毕离开该矿槽时，管道阀延时关闭。槽上皮带机机头封闭箱上不设置管道阀，为常开状态，不仅可以防止除尘风机偏离正常工作状态，还可以随时吸除该处因皮带转向散落的扬尘。槽上皮带机尾部有三个矿料投料点，在机尾封闭箱上设置三个气动控制阀，根据上层正反移动小车的光电感应位置信号以及小车皮带的正反转信号确定打开某个管道阀门。该新建环境除尘系统自2021年2月份系统投运后槽上环境得到了极大改善，2021年8月份，第三方检测单位对槽上环境粉尘和除尘器出口排放粉尘进测试，达到了业主协议要求。