CN104399333A

CN104399333A - 一种破碎筛分除尘装置

Info

Publication number: CN104399333A
Application number: CN201410503828.9A
Authority: CN
Inventors: 何铁牛; 张永利; 胡丽丽
Original assignee: Taiyuan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-09-28
Also published as: CN104399333B

Abstract

本发明公开了一种破碎筛分除尘装置，包括捕尘罩，捕尘罩通过抽尘风管连接除尘器，水箱均匀设置在除尘器一侧，相邻水箱之间设有喉口；水箱顶部连接喷射管，喷射管顶部设有反射板，相邻喷射管射出的水在反射板的作用下在喉口处形成水帘，捕尘后带尘水珠颗粒自重落到沉淀箱，沉淀箱下方设有排污阀门，排污阀门底部为沉淀池；除尘器另一侧均匀设有2～6排脱水器，脱水器通过干净风管连接排烟筒，排烟筒底部设有离心风机，离心风机由电机控制。该装置提高了水雾捕尘效率，减少粉尘排出，提高抽尘效果，使岗位粉尘浓度小于2mg/Nm³，达到国家环保标准，杜绝粉尘浓度过高发生粉尘爆炸事故，减少了矽肺病的发生。

Description

一种破碎筛分除尘装置

技术领域

本发明涉及一种破碎筛分除尘装置，属于矿山除尘设备技术领域。

背景技术

太钢峨口铁矿原铁矿石破碎是三段闭路破碎筛分系统，每年破碎、筛分铁矿石900多万吨，粒度为1500mm原矿石经过粗、中、细三段破碎和筛分后，粒度达到0～12mm，在破碎筛分过程中，会产生大量粉尘，粉尘中含有吸入不可逆二氧化硅（SiO₂），严重影响职工身体健康，会产生矽肺病。因此除尘器是峨口铁矿矿石破碎筛分重要的环保设备，他对工人的身心健康非常重要。国家对工厂岗位环保要求越来越高，从过去50mg/Nm³ ，提高现在2mg/Nm³ ；传统老式（冲击式）除尘器除尘效果差，岗位粉尘浓度达到145～345mg/Nm³，效率低下，超出国家标准2mg/Nm³ 标准20倍以上，由于铁矿石粉尘中含有二氧化硅（SiO₂），粒度很细，职工吸入后粘附在肺细胞上使其失去弹性，容易造成矽肺病（弹性肺变成石头肺，肺功能缺失），而且不可逆转；岗位粉尘大，造成岗位矽肺病越来越多，每年有上升的趋势；第一旧除尘器为冲击式除尘器，水箱水面无法控制，如果调整水面低，除尘器直接排出粉尘，造成风机叶轮磨损快，环境粉尘浓度高；如果调整水面高，除尘阻力大，抽尘效果不好；第二传统除尘系统先抽尘后通过水池除尘，带尘气流通过叶轮时造成风机叶轮磨损快；第三传统除尘器水池水面高度为50 ～70mm，很难控制；第四传统除尘器没有脱水装置和二次除尘，冬天容易使管道内壁结冰，造成管道内径变小，降低除尘效果、增大除尘器负荷。

原除尘器的缺陷体现在：传统用除尘器在使用过程中，故障多，寿命短、岗位粉尘大，造成岗位工人环境差，冬天管道内壁结冰造成机器振动大、负荷大等技术难题；原水箱沉淀除尘器致命的缺点是：水位无法调整，风机叶轮磨损快，工人清扫量大，而且故障多，寿命短、结构复杂、除尘效果差，岗位粉尘浓度大，达到145～345mg/Nm³，职工易患尘肺病。

发明内容

本发明旨在提供一种可提高除尘效果，减少水消耗和堵塞、同时实现除尘水循环使用，可满足国家环保要求的除尘装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种破碎筛分除尘装置，包括捕尘罩，捕尘罩插入密封罩内部，捕尘罩通过抽尘风管连接除尘器，除尘器中间设有隔板，将除尘器分为左、右两侧，除尘器左侧设有水箱，右侧设有脱水器；除尘器左侧面设有除尘器供水管，除尘器供水管连通水箱，水箱均匀设置在除尘器左侧，相邻水箱之间设有楔形空间为喉口；水箱顶部连通喷射管，喷射管顶部设有反射板，相邻喷射管射出的水在反射板的作用下交叉射出在喉口处形成水帘，除尘器下部为沉淀箱，沉淀箱下方设有排污阀门，排污阀门底部为沉淀池；除尘器另一侧均匀设有2~6排脱水器，脱水器通过干净风管连接排烟筒，排烟筒底部设有离心风机，离心风机由电机控制。

进一步地，所述反射板与水平方向的夹角为30~80°，通过反射板交叉向下射出的水帘穿过喉口。

所述水箱的结构为六棱柱，水箱上部设有蛇形喷射管，在喷射管两侧设有喷射孔，相邻水箱之间的距离即为喉口的宽度，为60~80mm，除尘器内部设置3～15组喉口。

所述喷射孔大小为Φ5～Φ7mm，间距为10～15mm，每侧设有2~4排孔且互相错开，形成交叉喷水。

所述抽尘风管内的风速为16～20m/s，所述干净风管的风速为16～20m/s。

所述排烟筒为圆柱筒结构，排烟筒顶部为圆锥形，顶部由三根圆钢焊接在排烟筒上。

所述除尘器供水管的压力为0.1~0.2MPa。

本发明的除尘原理：

（1）首先巧妙的设计除尘器，把水箱、脱水器安装除尘器里面，应用相邻水箱外形创新设计喉口，并且把水箱与喷射管相连，通过喷射管喷射和反射板的反射作用，相邻喷射管射出的水在反射板的作用下交叉射出在喉口处形成水帘，水帘在除尘风作用下通过喉口，在此截面积急剧变小，截面积缩小3～5倍，抽尘风速提高3～5倍，风速急剧升高时水帘与高速气流混合产生水雾和较小的水滴，水雾和较小的水滴与含尘气流混合，对粉尘气体中的粉尘进行捕集后重量增加，形成较大的尘粒和较小的尘粒，较大的尘粒自动落入除尘器下部的沉淀箱中沉淀；

另外剩余较小的尘粒则由除尘气体带入除尘器右侧脱水器再次捕集，所述脱水器的结构为圆台形，带尘气体、小水滴和水雾切向从脱水器通过时，脱水器起到二次除尘和分级脱水的作用，使重量增加形成较大的尘粒再坠落到沉淀箱中沉淀，后经排污阀门排出沉淀池后除尘水流入污水系统中循环使用；解决了传统除尘器利用水池浸入除尘，水池高度无法控制、风机风压、流量不足等技术难题；

（2）其次使带尘气流先通过除尘器除尘，带尘气流经水箱后变为干净气流，然后利用离心风机叶轮抽走，实现离心风机“抽尘良好”，延长叶轮使用寿命；克服以前原除尘器在除尘过程中经常出现叶轮磨损、泄漏、压力与流量不足、除尘效率低、叶轮寿命短等被动生产局面。经过该创新设计，实施效果好、压力与流量稳定、固定简单、除尘可靠。本发明适用于所有破碎机、振动筛、皮带机等产尘系统除尘, 特别适合是破碎筛分系统除尘或更新。一项理想的破碎筛分除尘系统，值得推广。

本发明中所述脱水器是新加的脱水装置，以前没有，冬天除尘管道老结冰，使管道内径变小，增加除尘器负荷，降低除尘效果。增加了脱水器结构，含尘水雾切向从脱水器通过时，脱水器利用离心分级脱水技术，重量大的带尘水珠自动下落到除尘器沉淀箱，由排污阀排出到沉淀池中。脱水器起到了二次除尘和脱水分级作用，因此也叫脱水分离装置。

本发明的有益效果：

（1）本发明从“水雾和小水滴捕集粉尘，形成带尘水珠下沉到沉淀箱”的设计思路出发，研究出了除尘器相邻水箱楔形空间为喉口，喉口截面急剧变小，离心风机驱动使带尘气体通过除尘器喉口急剧变小、风速迅速增大，水帘与高速气流混合使除尘水帘雾化成水雾和小水滴，雾化水滴捕集粉尘，形成粉尘+小水滴汇集为带尘水珠，重量大沉降到沉淀箱，经排污口排出，设计脱水器二次捕集粉尘和脱水分级沉降，能最大限度提高水雾捕尘效率，减少粉尘排出，提高抽尘效果，使岗位粉尘浓度小于2mg/ Nm³，达到国家环保标准，杜绝粉尘浓度过高发生粉尘爆炸事故，减少了矽肺病的发生。

（2）设计风速16～20m/s，能有效减少管道磨损，延长风管的使用寿命、减少风管更换次数，同时设有脱水装置，冬季能减少管道内壁结冰，造成管道内径减少，除尘器负荷和振动烈度增加等技术难题，减轻了工人的劳动强度，降低了生产成本、减少了停机时间，同时杜绝因为原除尘器捕尘效率低、水箱水位高度不易控制而造成除尘器循环负荷大等技术难题。

（3）本发明这种除尘器对水位高度和水质浓度要求范围广，适应能力强，利用截面积突变的喉口、脱水器等捕尘装置，能加速水帘形成水雾，提高捕尘效果；其二利用脱水器离心分级脱水技术，能加速带尘水雾沉降（越重沉降越快）和脱水，有效防止带尘气流一并抽出，减少带尘气体对叶轮磨损，提高离心风机的使用寿命和效率，有效避免了传统除尘器在抽尘过程中容易造成叶轮磨损、压力和流量不足等造成除尘效果不良的技术难题。

（4）在节能减排、低碳生产方面，具有重大意义，提高职工工作环境，降低现场粉尘浓度，减少职工尘肺病发生及除尘器叶轮消耗，提高除尘器效率、粉尘合格率及除尘水利用率，降低离心风机叶轮和管道磨损；具有很强的实用性和操作性，值得推广应用。

附图说明

图1为破碎筛分除尘装置的示意图。

图2为除尘器中交叉水帘示意图。

图中：1、捕尘罩， 2、抽尘风管， 3、排污阀门， 4、喉口，5、水箱，6、除尘器供水管， 7、除尘器，8、脱水器，9、沉淀箱，10、沉淀池，11、离心风机，12、干净风管，13、排烟筒，14、电机，15、喷射管， 16、反射板，v1为带尘气流，v2为干净气流。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

对照图1、2，本发明破碎筛分除尘装置的结构为：包括捕尘罩1，捕尘罩1插入密封罩内部，捕尘罩1通过抽尘风管2连接除尘器7，除尘器7中间设有隔板，将除尘器7分为左、右两侧，除尘器7左侧设有水箱5，右侧设有脱水器8；除尘器7左侧面设有除尘器供水管6，除尘器供水管6连接水箱5，水箱的结构为六棱柱，水箱5均匀设置在除尘器7一侧，相邻水箱之间设有楔形空间为喉口4；水箱5顶部连通喷射管15，喷射管15顶部设有反射板16，反射板16改变了喷射管15喷射水的方向，相邻喷射管射出的水在反射板的作用下交叉射出在喉口处形成水帘；除尘器7下部为沉淀箱9，沉淀箱9下方设有排污阀门3，排污阀门3底部为沉淀池10；除尘器7另一侧均匀设有2～6排脱水器8，脱水器8通过干净风管12连接排烟筒13，排烟筒13底部设有离心风机11，离心风机11由电机14控制。

水雾除尘装置的各部分具体结构及安装方法为：

（1）捕尘罩，把它插入密封罩内部，其特征是：形状为上圆下方的棱体，顶部直径为Φ700～Φ900mm，下部（长×宽）×高=1200×1200×400mm，作用是从有尘破碎机破碎（或筛分）空间中吸尘，为了提高吸尘效果，设计为上圆下方捕尘罩。

（2）在除尘器进风口，设计一种抽尘风管，抽尘风管的另一端连接捕尘罩，其特征是：抽尘风管的直径为Φ700～Φ900mm，厚度为6～10mm，管道风速设计太慢容易造成粉尘沉淀到管道内部，管道风速设计太快容易造成粉尘磨损管道内壁，为了防止管道中带尘气体沉淀和对管道磨损，设计其管道风速为16～20m/s；

（3）除尘器是水雾除尘的核心部件，除尘器为长方体结构，尺寸为4588×2038×2000mm；中间设计有除尘器隔板，将除尘器分为左、右两部分，隔板尺寸为4588×1500mm，在除尘器左侧，即进风口部分设有六棱柱除尘水箱、喷射管、折射板、喉口，形成一次捕尘区域。在除尘器右侧，即在除尘器出风口部分设计有脱水器（脱水分离装置），形成二次捕尘脱水区域。

①左边喉口上部为带尘气流，喉口尺寸长×宽=4588×（60～80）mm，喉口竖设计是长度与除尘器长度一样（或者喉口横设计是与除尘器左侧宽度一致），喉口宽度为60～80mm，一般除尘器内部设置有3～15组喉口，与除尘器除尘大小、风量有关；除尘水箱设计为六棱柱，边长为80～120mm，材质为Q235，厚度为4～6mm，为了提高除尘效果，上部设计蛇形喷射管，六棱柱除尘水箱与喷射管互通，喷射管横截面设为正方形，尺寸为50×50～90×90mm，在喷射管两侧设有喷射孔，喷射孔设为Φ5～Φ7mm，间距为10～15mm，每侧设有2~4排孔并且互相错开，形成交叉喷水；其目的由六棱柱水箱通过喷射管喷水, 喷射管设计为蛇形管，喷射管上部设有折射板，折射板设计为无底等腰梯形，长×宽×高=4588×100×50mm，材质为Q235，厚度为4～6mm，喷射水在发射板作用下形成交叉水帘，交叉水帘充满宽度为60～80mm的喉口，当带尘气流通过交叉水帘时，气流在抽风机的作用下通过除尘器左部（靠进风口侧）狭窄喉口通道，截面积缩小3～5倍，抽尘风速提高3～5倍，速度急剧升高时除尘水与高速气流混合产生水雾和小水滴，水雾和小水滴与含尘气流再混合，利用水雾和小水滴捕集带尘气流形成带尘水珠，带尘水珠较重，带尘水珠重量大迅速沉降到沉淀箱中沉淀，这就是一次除尘水雾捕集粉尘形成沉降分级过程；②然后剩下带尘水雾通过除尘器右部（靠出风口侧）脱水器离心分级进行二次除尘脱水沉降分级，脱水器设计为圆台，也叫脱水分离装置，尺寸设计大径/小径×高度=（Φ100～Φ140）/（Φ30～Φ50）×100mm，间距80～120mm，一般除尘器内部设置2～6排，每排设计6～12个脱水器，与除尘器除尘大小、风量有关；带尘水雾切向从脱水器通过时，脱水器的离心分级脱水使重量大的带尘颗粒自动下落到除尘器沉淀箱，沿着排污阀排出到沉淀池中，二次除尘后干净气流在抽风机的作用下通过风机叶轮、干净风管排到排烟管，然后排放到大气中；

除尘器内的作用机理为：当带尘气流通过交叉水帘时，含尘气流在抽风机的作用下通过除尘器左部（靠进风口侧）狭窄的喉口通道，因通过喉口时截面积缩小3～5倍，抽尘风速骤然提高3～5倍，风速急剧升高时除尘水帘与高速气流混合产生水雾和小水滴，水雾和小水滴与带尘气流再混合，利用水雾捕集含尘气流形成带尘水珠，带尘水珠较重，重量大带尘水珠迅速下沉到沉淀箱中沉淀，这就是水雾和水滴捕集粉尘形成一次分级净化；其余剩下小水滴和带尘水雾则由气体带入除尘器右部（靠出风口侧）脱水器进行二次粉尘捕集和分级净化，含尘水雾切向从脱水器通过时，脱水器的离心分级脱水使重量大带尘颗粒下落到除尘器沉淀箱，由排污阀排到沉淀池中，二次净化干净气流在抽风机的作用下通过风机叶轮、干净风管排到排烟管，然后排到大气中；

（4）在除尘器外部，设计除尘器供水管，其直径为Φ108～Φ249mm，长度4588mm，材质为Q235，其水质浓度小于0.5%，压力为0.1～0.2MPa的循环水；

（5）在除尘器下部，设计沉淀箱，形状为梯形体，梯形体的尺寸为：上底面：4588×2038mm；下底面为300×200mm；高为1000mm，材质为Q235，厚度为4～8mm；

（6）在沉淀箱下部，设计一种排污阀门，其尺寸为DN50～DN300，其目的常开或半开状态排污；

（7）在排污阀下面，设计沉淀池，外形尺寸4588×2038×300mm，作用是沉淀除尘污水后沿排污渠排出，然后循环利用；

（8）在除尘器出风口，设计干净风管，其特征是：管道的直径Φ700～Φ900mm，材质为Q235，厚度为6～10mm，为了防止管道中带尘气体沉淀和对管道磨损，设计其管道风速为16～20m/s；

（9）设计离心风机，是除尘器的重要部件，设计离心风机为G4-73-12№11D ，除尘风量 Q=60100～71000（m³/h），风压H=3787～3407(Pa)，主轴转速为 n=1450(r/min)；

（10）在离心风机出风口，设计排烟筒，其特征是设计一种排烟管道，直径Φ900～Φ1100mm，材质为Q235，厚度为6～10mm，排烟筒顶部设计圆锥形斗笠，防止雨水进入排烟管道，尺寸为直径×高度=Φ1300×500mm，材质为Q235，通过三根Φ25圆钢与排烟筒焊接而成；

（11）根据风机风量和风压，设计驱动电机为Y280M-4，功率P=90 (kW)，电机转速n=1480(r/min)；

采用上述症状实施后除尘效率达到95%，岗位粉尘合格率大于90%，岗位粉尘浓度≤2mg/Nm³，除尘器排放浓度≤75 mg/Nm³目标，实现破碎筛分厂房环境巨大改变。提高现场粉尘合格率，改善员工的工作环境，达到国家破碎筛分岗位粉尘浓度≤2mg/Nm³的环保标准。

下面以太钢峨口铁矿的选矿破碎筛分系统为例，说明本发明除尘装置的具体操作方式和实施效果如下：

峨口铁矿选矿破碎系统是由粗中碎车间，细碎车间四座转运站和一座废石仓组成。其生产工艺流程：采矿场运来的粒度为1500mm矿石经旋回式破碎机PX1200/180粗破碎后，粒度为300mm以下，通过两台板式给矿机1600X10000送至(HP500)两台圆锥破碎机进行中碎，中碎后粒度为75mm以下，然后通过3#胶带机转运给4#胶带机（1#转运站）进入干式磁选。磁选甩出的废石，有废1#胶带机、废2#胶带机和废3#胶带机送往废石仓待处运。选下的矿石经5#胶带机的移动小车分送给5#贮矿仓。6#—15#的10条胶带机又将矿石分送给10台振动筛进行筛分。10台振动筛筛选出的大块矿石，粒度大于16mm给入五台（HP500）细碎机中进行细破碎，破碎后的矿石经16#胶带机送至返矿系统，经17#.18#.19#胶带机转回给5#胶带机送回贮矿仓。10台振动筛筛下的矿粉，粒度小于14mm被20#胶带机通过21#胶带机转运给22#胶带机，4#转运站22#胶带机移动小车将矿粉送入磨矿贮矿仓。

1、采用本发明的除尘装置，先除尘后抽尘，利用除尘器水雾和小水滴捕集粉尘，减少叶轮磨损，提高离心风机叶轮的使用寿命和抽尘压力、流量，提高了叶轮使用寿命10～20倍。峨口铁矿共有10台破碎机，10台振动筛，设计使用除尘器共19套（包括胶带机除尘器）原来每台每月消耗叶轮一套，每年消耗风机叶轮约为19套/月×12月=228套，单价5000元/套，为外购产品。实施后每台1～1.5年消耗叶轮一套，单价5000元/套。每年可节省备件费228套×5000元/套—19套×5000元/套=104.5万元。每年可降低原除尘器风压、流量不足造成管道堵塞、沉积、轴承、铜套等烧损至少3次，损失备件费3×30=90万元。

2、峨口铁矿共有19台除尘器，每年可减少更换除尘器叶轮次数209次，每年可节省检修人工费=1个工日/次×5人×209次×100元/工日=10.45万元，每年可减少矽肺病发生3人，根据过去治疗统计平均费用，可减少矽肺病治疗费3×30=90万元，以上合计共直接创效295万元；（另外由于除尘效率提高，岗位环境改善，职工工作信心提高，尘肺病减少，间接效益无法估计）

3、实施后，提高叶轮使用寿命，减少检修和故障次数，杜绝除尘器压力流量不足，减少工人检修和故障抢修次数，提高生产效率，杜绝检修次数多的不安全因素，提高安全控制度；

4、现在采用喉口和脱水器等捕尘技术，巧妙将除尘水帘雾化成水雾和小水滴捕集粉尘，离心沉淀分级脱水等装置，提高除尘效果和除尘水利用效率，减少粉尘对环境污染。达到国家环保标准，杜绝粉尘浓度过高发生粉尘爆炸事故。

Claims

1. 一种破碎筛分除尘装置，其特征在于：包括捕尘罩，捕尘罩插入密封罩内部，捕尘罩通过抽尘风管连接除尘器，除尘器中间设有隔板，将除尘器分为左、右两侧，除尘器左侧设有水箱，右侧设有脱水器；除尘器左侧面设有除尘器供水管，除尘器供水管连通水箱，水箱均匀设置在除尘器左侧，相邻水箱之间设有楔形空间为喉口；水箱顶部连通喷射管，喷射管顶部设有反射板，相邻喷射管射出的水在反射板的作用下交叉射出在喉口处形成水帘，除尘器下部为沉淀箱，沉淀箱下方设有排污阀门，排污阀门底部为沉淀池；除尘器另一侧均匀设有2~6排脱水器，脱水器通过干净风管连接排烟筒，排烟筒底部设有离心风机，离心风机由电机控制。

2.根据权利要求1所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述反射板与水平方向的夹角为30~80°，通过反射板交叉向下射出的水帘穿过喉口。

3.根据权利要求1所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述水箱的结构为六棱柱，水箱上部设有蛇形喷射管，在喷射管两侧设有喷射孔，相邻水箱之间的距离即为喉口的宽度，为60~80mm，除尘器内部设置3～15组喉口。

4.根据权利要求3所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述喷射孔大小为Φ5～Φ7mm，间距为10～15mm，每侧设有2~4排孔且互相错开，形成交叉喷水。

5.根据权利要求1所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述抽尘风管内的风速为16～20m/s，所述干净风管的风速为16～20m/s。

6.根据权利要求1所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述排烟筒为圆柱筒结构，排烟筒顶部为圆锥形，顶部由三根圆钢焊接在排烟筒上。

7.根据权利要求1所述的破碎筛分除尘装置，其特征在于：所述除尘器供水管的压力为0.1~0.2MPa。