摘要：阿海电站砂石系统采用干法制砂工艺，经试验检测，成品砂石粉含量超标，后通过增设毛料分选和脱粉除尘工艺，既有效降低并稳定了砂中石粉含量，又消除了粉尘大气污染，石粉含量满足工程及规范要求。
关键词：石粉；软弱颗粒；毛料分选；脱粉除尘
1、引言
目前砂石系统通常采用湿法或干法生产人工砂，由于湿法生产需耗用大量水资源，提高生产成本，因此大多数砂石系统采用干法生产人工砂。但干法生产将产生较大的粉尘，粉尘不仅对工人的身体健康威胁大，排放到大气中也污染环境，若加工料源中软弱颗粒较多，生产的人工砂的技术指标之一—石粉含量也可能会超过规范要求，因此采用干法生产人工砂的砂石系统需增设脱粉除尘工艺，保证人工砂质量，提高工作环境。
2、工程概述
阿海电站大坝为碾压混凝土重力坝，碾压混凝土总量约160万ｍ３，所需砂石骨料由砂石系统供应，砂石系统毛料设计处理能力1800t/h，成品生产能力1550t/h，爆破开采的毛料通过汽车运输至砂石系统加工生产。
本砂石系统采用干法生产人工砂，加工料源灰岩软硬不均衡，软弱颗粒较多。系统投产运行后，经试验检测：制砂和筛分两车间粉尘浓度大，影响空气质量，且成品砂石粉含量超过22％，最大值达29％，然而《水工碾压混凝土施工规范》（DL/T 5112-2009）规定：人工砂石粉（d≤0.16mm的颗粒）含量宜控制在12%～22%，因此须消除制砂车间的粉尘污染并降低、稳定成品砂中石粉含量。
3、脱粉除尘工艺研究
（1）粗碎车间增设毛料分选车间，从加工源头提前分离出部分石粉和软弱颗粒，选用纯净石料作为加工生产原料
砂石系统加工半成品传统工艺：毛料倒入粗碎车间受料仓，由受料仓底下的棒条给料机给料至破碎机，破碎后的半成品与棒条给料机筛下物料混合后经胶带机输送至至半成品堆场。本砂石系统改变传统加工半成品工艺，增设毛料分选环节，主要设备1台YKR2460振动筛和3条胶带机（J2、J3、J4），此环节主要功能是去除料源中的软弱颗粒及在爆破开采、装卸运输等过程相互碰撞中产生的大量粉末颗粒。具体流程：毛料倒入粗碎车间受料仓，由受料仓底下的棒条给料机振动给料（兼具预筛分功能），粒径大于80mm毛料进入破碎机进行粗碎，小于80mm毛料预筛分至J2胶带机后输送至毛料分选车间YKR2460振动筛（筛孔尺寸20×20mm）筛分分级，筛上大于20mm物料通过J3胶带机与破碎机破碎的物料混合后经J1胶带机进入半成品堆场，筛下小于20mm物料通过J4胶带机输送至弃料堆场，弃料可作为临建设施的砂石料。
（2）制砂及筛分车间增设脱粉除尘车间，既降低、稳定成品砂石粉含量，又消除粉尘大气污染
本砂石系统制砂车间配置5台PL9500制砂机，制砂机进口物料粒径5～40mm，出口物料通过胶带机输送到筛分车间进行筛分，分级后大于5mm物料通过胶带机返回输送至制砂车间循环破碎，小于5mm物料即砂通过胶带机输送至成品砂堆场。但在破碎制砂和筛分过程中产生大量粉尘，经实验检测，制砂和筛分两车间粉尘浓度较大，同时成品砂石粉含量超标。传统通常采用湿法水洗工艺即螺旋洗砂机水洗去除砂中多余石粉，但处理成本较高。本砂石系统打破传统去粉工艺，采用干法即密闭—抽尘—净化脱粉除尘工艺，首先对制砂车间PL9500制砂机进、出料点及筛分车间振动筛进行整体封闭，然后安装连接风道分别至脉冲布袋式除尘器，由引风机负压经风道将含尘空气及部分石粉引入除尘器，经除尘器过滤净化后清洁气体由排风机排入大气，粉尘及石粉由除尘器灰斗口集中后进入储灰罐。在脱粉除尘中通过控制风量大小，不但可降低石粉含量，还可调整成品砂级配，同时也大大降低了制砂和筛分车间的粉尘浓度，利于环保。
4、除尘设备选型
按1台PL9500制砂机和两台YKR1867振动筛1组配置1台除尘器，处理风量按密闭小室截面风速计算。
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处理气体流量：Q=Q超+Q筛=A超*V截 +2A筛*V截=4*8.2+2*22*8.2=393.6m3/min
式中Q—处理气体流量，m3/min；
A超—单台PL9500制砂机密闭小室截面积，m2，取4m2；
A筛—单台YKR1867振动筛密闭小室截面积，m2，取22m2；
V截—密闭小室截面风速，m/min，取8.2m/min。
根据过滤气体流量和过滤速度确定除尘器总过滤面积。过滤速度V是决定除尘器性能的重要参数，大小与粉尘性质、含尘浓度、滤袋材质等因素有关，可直接影响除尘器的一次性投资、除尘效率等。过滤速度大将降低除尘效率，使滤袋堵塞以至快速损坏，否则提高除尘效率，延长滤袋使用寿命，但会造成除尘器过于庞大，一次性投资大。本除尘器过滤速度V选用2.0～3.0m/min。
总过滤面积：A总＝（Q+QL）/V=（393.6+393.6*20%）/2=236.2m2
式中A总—总过滤面积，m2；
Q—过滤气体流量，m3/min；
QL—通风除尘系统漏风量，m3/min，一般取过滤气体流量15～30%；
V—过滤速度，m/min，取2.0～3.0m/min。
除尘器滤袋规格包括直径和长度，即φ×Lmm，则单袋过滤面积：
A单=π*φ*L=3.14*0.15*5=2.4m2
式中：A单—单个滤袋过滤面积，m2；
φ—滤袋直径，m，一般取0.12m～0.16m；
L—滤袋长度，m，一般取3m～8m。
滤袋数量：n=A总/A单=236.2/2.4=99
式中：n—滤袋数量，个；
根据计算选定5台LUMC 240脉冲布袋式除尘器，单台除尘器主要参数：
过滤面积：240m2 处理风量：24500～32500m3/h；
过滤风速：2.0～3.0m/min 滤袋规格：160×5000mm
5、脱粉除尘效果分析
毛料分选及脱粉除尘车间关闭后，分别从J1胶带机、成品砂堆场取样检测，两部位样本砂石粉含量分别约16～19%、23～29%；两车间开启后，再分别从两相同部位取样检测，样本砂石粉含量分别约14～16%、15～19%。由此可知，成品砂石粉含量满足工程及规范要求，毛料分选和脱粉除尘车间分别可降低砂中石粉含量约2%～3%、8%～12%，达到脱石粉目的。
脱粉除尘车间开启后，制砂和筛分两车间粉尘浓度分别约50～90 mg/m3、60～100 mg/m3；关闭后两车间粉尘浓度分别约800～1000 mg/m3、1000～1200 mg/m3。由此可见，脱粉除尘车间大大降低了制砂和筛分两车间的粉尘浓度，粉尘浓度远低于《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）规定的颗粒物最高允许排放浓度150mg/m3要求。
6、结束语
本砂石系统通过增设毛料分选和脱粉除尘两车间，有效降低并稳定了成品砂石粉含量，满足规范规定的碾压混凝土对石粉含量的要求，妥善解决了石粉含量偏高的技术难题，为降低、稳定石粉含量提供了一条斩新的技术路线，为今后类似砂石系统脱粉除尘工艺提供借鉴。
从生产角度考虑明显降低成本。采用干法脱粉工艺，成品砂可即产即用。如采用湿法水洗去粉工艺，不仅洗走了0.16mm以上颗粒（即有用颗粒），浪费矿产资源，而且冲洗的污水还需增加水处理工艺进行净化处理，处理费用较高。
参考文献
［1］《水工碾压混凝土施工规范》DL/T 5112-2009
［2］《小型锅炉烟气脱硫除尘工艺的研究与应用》，发表于《江西科学》2009年12月第27卷 第6期，作者：钟恢明、邱俊
论文作者:陈敬收
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/11
标签：砂石论文; 车间论文; 毛料论文; 粉尘论文; 除尘器论文; 含量论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;