CN110115880B - 适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拌合站烟尘废气治理技术领域，公开了一种适用于拌合站的集成化除尘系统，包括除尘器和分别通过管道与除尘器连接的多个烟尘收集单元，集成于一套除尘系统统一处理，不仅极大地降低了沥青烟的处理成本和工艺难度，而且使拌合站的整体烟尘废气处理排放满足环保标准，烟尘收集物可有效回收利用于路基的稳定土层，实现废物零排放，避免二次污染，有效降低了环保成本，节能、经济、环保，其控制系统和方法有效实现自动化智能控制，各控制单元和模块协同配合，根据尘源点的状态，变频控制，自动调整设备运行的风压、风速和风量，既保障了烟尘废气的有效收集清除，又有效降低了设备的运行成本，提高了设备的竞争力。

Description

适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及拌合站烟尘废气治理技术领域，特别涉及一种适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制系统和控制方法。

背景技术

环境保护是为了协调人类与自然环境的关系，保护人类的生存环境、保障经济社会的可持续发展。保护生态环境是全人类面临的共同挑战和共同责任 。党的十八届五中全会会议提出：加大环境治理力度，以提高环境质量为核心，实行最严格的环境保护制度。

沥青拌合站是生产沥青混凝土的设备，生产过程中，不仅有粉尘产生，更重要的是，对沥青加热拌合过程中会产生大量的沥青烟，其含有多种有机物，包括碳环烃、环烃衍生物及其它化合物，有不少对人身健康有危害作用，沥青烟还含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质，且大多是致癌和强致癌物质，因此，对沥青烟气进行净化治理，使排放满足大气环境标准，是非常必要和至关重要的。

沥青烟的传统处理方法主要有燃烧法、电捕法、吸收净化法，燃烧法对沥青烟的浓度、燃烧温度和时间的要求较高，需要采用专用燃烧器，设备投资大，并且运行成本高，还具有很大的安全隐患；电捕法对烟温要求高，不利于节能，并且由于沥青易燃，该方法不适合用于炭粉尘和沥青烟混合气体的净化；吸附法需要吸附材料具有较大的吸附容量，并且净化效率不高，还存在二次污染。

拌合站的传统环保方式是各个部分单独进行环保处理，申请人根据多年生产实践，结合拌合站的特点，将拌合站的尘源点细分，归纳总结，将拌合站的拌合楼下放料口产生烟尘区、沥青罐产生沥青烟区、冷级配产生粉尘区，划分为不同的烟尘单元，冷级配的上部上料、下部级配单元抛料、斜皮带抛料统一归集为一个单元，各烟尘单元产生的粉尘和\或废气集中于一台除尘器进行处理，研究创新出一种适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制方法，不仅使拌合站的废气处理排放满足大气环境标准，而且收集物可有效回收利用，实现废物零排放，避免二次污染，还有效降低了环保成本，同时，方便了后期维护保养。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于拌合站的集成化除尘系统及其控制系统和控制方法，具有节能、环保、零排放、成本低、方便维护保养的特点，以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案来实现：该集成化除尘系统，包括除尘器和分别通过管道与除尘器连接的多个烟尘收集单元，各烟尘收集单元的对应的管道上均安装有调风阀，所述烟尘收集单元至少包括分别与沥青罐区、冷级配、拌合楼放料口相对应的废气收集单元、粉尘收集单元和烟尘收集单元，所述废气收集单元包括分别对应与各沥青罐连接的若干支管道，各支管道通过冷凝阻尼器与对应的沥青罐排烟口连接，所述冷凝阻尼器通过其气流通道内的冷凝机构对气体进行冷凝，使气体中的挥发物凝结回收，同时，形成冷气压高压环境，起到阻尼拦挡作用，并间歇式排气。

所述除尘器的尾气排放处设置有危害物质检测装置，包括但不限于颗粒物、非甲烷总烃、苯并芘的尾气含量检测。

所述冷凝阻尼器包括气流通道，气流通道下端为进气端，上端为出气端，气流通道内于进气端和出气端间设置有冷凝机构，出气端设置有间歇式排气机构。

所述气流通道顶端设置有与气流通道连通的罩体。

所述冷凝机构包括冷凝管、进液管和出液管，冷凝管设置在气流通道内，进液管和出液管均由气流通道的外部延伸至气流通道内与所述冷凝管的进出液两端连接。

所述冷凝机构包括设置在气流通道内的上下两个隔板，上下两个隔板间形成冷凝液腔，并通过布设的若干冷凝管贯通，气流通道侧壁上于两隔板间上下布设有与冷凝液腔连通的出液管和进液管。

所述隔板的纵截面为V形结构。

所述间歇式排气机构包括排气控制阀、气流管道压力传感器以及与二者分别连接的控制器。

所述冷凝阻尼器可用于含有可冷凝挥发物的气体中挥发物的回收和废气处理与排放。

所述除尘器采用布袋除尘器，优选采用申请人于2017年3月23日申请的专利号为201720286460.4的布袋除尘器和专利号为201720286459.1的模块化除尘系统。

所述除尘器的各除尘室设置有脉冲阀和提升阀。

一种上述除尘系统的控制系统，包括控制中心和与控制中心连接的引风控制单元、除尘螺旋控制单元、空压机控制单元、脉冲控制单元和冷凝控制单元。

所述引风控制单元包括引风机控制模块和各管道上的调风阀控制模块，用以调控总风压、风速和风量，以及各管道上的风压、风速和风量。

所述除尘螺旋控制单元控制除尘器中收集物的排出。

所述空压机控制单元控制提供脉冲气流与所述脉冲控制单元配合对除尘器各气室进行脉冲喷吹。

所述冷凝控制单元包括排烟控制模块和冷凝液控制模块，排烟控制模块通过各冷凝阻尼器上的排气控制阀和气流管道压力传感器进行间歇式排气控制, 冷凝液控制模块通过冷凝液循环泵控制冷凝阻尼器内相对恒定的冷凝温度环境。

所述控制系统还包括尾气测控单元，通过有害物质检测，进一步掌握和控制系统设备运行状况，以确保排放气体环保合格。

所述控制系统还包括基于网络平台连接的远程测控终端，实现远程监测控制，远程测控终端为手机、电脑等远程数据通信终端。

上述除尘系统的控制方法，包括：

A、控制系统控制对应安装于除尘器各气室的脉冲阀逐室循环往复进行脉冲喷吹工作；

B、控制系统根据生产状态，控制引风机的风压、风速和风量以及各管道上的调风阀关闭与打开、以及调风阀打开的大小；具体的：

拌合站生产状态时：粉尘收集单元主管路上的调风阀打开，废气收集单元主管路上的调风阀打开一定间隙即可，烟尘收集单元间断抽尘，其调风阀与放料门协同动作，打开时同步打开，关闭时，该调风阀较放料门延时一定时间关闭；

拌合站待产状态：引风机停机或调至最小风量间歇打开。

上述控制方法不分先后步骤顺序。

本申请相对于现有技术的有益效果：

1、通过将拌合站的尘源点细分并归纳总结，集成于一套除尘系统统一处理，不仅极大地降低了沥青烟的处理成本和工艺难度，而且使拌合站的整体烟尘废气处理排放满足环保标准，烟尘收集物可有效回收利用于路基的稳定土层，实现废物零排放，避免二次污染，有效降低了环保成本，节能、经济、环保，与传统拌合站除尘案例相比，单就除尘风量上，可为客户节省25000-30000m³/h的风量，降低了客户的投入成本，也方便了后期维护保养。

2、废气收集单元的沥青罐通过冷凝阻尼器进行排烟控制，避免了传统大风量抽吸造成的沥青罐内热量和沥青挥发物的大量散失，通过冷凝阻尼器相对恒定的低温冷凝，使沥青烟中的挥发物凝结为大颗粒液态凝珠，重力作用下沉降掉落回收，同时，在冷凝机构处形成一个相对的冷气压高压环境，对气流通道内上升的热气流低压环境形成阻尼拦挡作用，以降低热气流的上升速度，使沥青烟形成一股一股间断向上冒出的状态，减少热量散失和挥发物排放。间歇式排气一方面促使冷凝机构处的冷凝效果更加充分，另一方面可有效提高阻尼效果，减少废气及挥发物的排出频次和排出量，减少热量散失和能源消耗，降低企业生产成本。

3、通过尾气检测，包括但不限于颗粒物、非甲烷总烃、苯并芘的尾气含量检测，可有效进一步控制除尘效果，使各项环保指标都达到甚至超过环保要求，杜绝环境污染，并且除尘效果一目了然，通过控制器显示，可以直观看到，还可以形成除尘运行记录，方便调阅查看。

4、控制系统和方法有效实现自动化智能控制，各控制单元和模块协同配合，根据尘源点的状态，变频控制，自动调整设备运行的风压、风速和风量，既保障了烟尘废气的有效收集清除，又有效降低了设备的运行成本，提高了设备的竞争力。

5、本申请的拌合站集成化除尘系统及其控制系统和控制方法，具有节能、环保、零排放、成本低、方便维护保养的特点，使用效果好，实用性强，社会效益好，应用前景广阔，值得广泛推广和应用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

图1是本申请除尘系统的结构示意图；

图2是本申请中冷凝阻尼器的结构示意图；

图3为本申请控制系统拓扑结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参看图1和2，本申请用于拌合站的集成化除尘系统，包括除尘器1和分别通过管道与除尘器1连接的多个烟尘收集单元，各烟尘收集单元的对应的管道上均安装有调风阀2，所述烟尘收集单元至少包括分别与沥青罐区、冷级配、拌合楼放料口相对应的废气收集单元5、粉尘收集单元4和烟尘收集单元3，废气收集单元5用以收集沥青罐区排出的沥青烟，粉尘收集单元4用以收集冷级配上料、级配单元抛料和斜皮带抛料等处所产生的粉尘，烟尘收集单元3用以收集拌合楼下放料口处放料时所产生的粉尘和沥青烟。

所述除尘器1的各气室内设置有脉冲阀和提升阀（图中未示），脉冲阀通过管路与空压机7连接，并通过控制系统控制对除尘器1各气室进行脉冲喷吹，所述除尘器1的各气室下端设置有除尘螺旋，通过控制系统控制排出收集物，排出的收集物可用于路基的稳定土层，充分利用，实现零排放，避免污染。

所述除尘器1的引风管上设置有变频引风机8，并于排风侧管道上设置有危害物质检测装置，包括但不限于颗粒物、非甲烷总烃、苯并芘的尾气含量检测，确保各项环保指标都达到甚至超过环保要求，杜绝环境污染，并且除尘效果一目了然。

所述废气收集单元5包括分别对应与各沥青罐连接的若干支管道，各支管道通过冷凝阻尼器6与对应的沥青罐排烟口连接，所述冷凝阻尼器包括气流通道6-4，气流通道6-4下端为进气端，进气端具有法兰座6-5，通过法兰座6-5与沥青罐顶部出气口封闭连接，气流通道6-4上端为出气端，出气端设置有与气流通道6-4连通的罩体6-1，储气储压，罩体6-1上设置有出气管6-6，出气管6-6内设置有间歇式排气机构，出气管6-6与对应的支管道连接。所述气流通道6-4内于进气端和出气端间设置有冷凝机构，冷凝机构包括设置在气流通道6-4内的上、下两个隔板6-14、6-15，上、下两个隔板6-14、6-15间形成冷凝液腔，冷凝液腔内布设若干冷凝管6-3，冷凝管6-3贯通上、下两个隔板6-14、6-15，冷凝管6-3为气体流经冷凝液腔的流通通道，气流流经时，冷凝降温，气流通道6-4侧壁上于两隔板6-14、6-15间上下设有与冷凝液腔连通的出液管6-2和进液管6-7，出液管6-2和进液管6-7与冷凝液循环装置10连接，使冷凝液腔保持一个相对恒定的低温度冷凝环境。所述隔板6-14、6-15的纵截面为V形结构，一方面使气流得到有效均布，另一方面便于冷凝的挥发物向下回流。所述气流通道6-4对应冷凝机构部位的管径或气体流通截面大于其下端进气口的管径，并通过喇叭口结构过渡连接，可有效增加冷凝机构处气流管道内的冷空气量，提高装置对热气流的阻尼效果。所述间歇式排气机构包括排气控制阀6-12、气流管道压力传感器6-13，二者与控制器与控制系统连接，通过控制系统设置排气控制阀6-12的排气压力值和闭合压力值，传感器6-13检索阻尼器的气压，当气压达到排气压力值时，控制器控制排气控制阀6-12打开实现排气，当气压降至闭合压力值时，控制器控制排气控制阀6-12闭合。

所述冷凝阻尼器在申请人同日申请的实用新型专利冷凝阻尼器及其应用中已经公开，在此仅列举一优选实施方式，不再赘述。

所述除尘器采用布袋除尘器，采用申请人于2017年3月23日申请的专利号为201720286460.4的布袋除尘器和专利号为201720286459.1的模块化除尘系统。

参看图3，上述除尘系统的控制系统，包括控制中心，控制中心包括系统控制模块11、参数管理模块12、运行记录模块13和维修保养模块14，所述系统控制模块11包括引风控制单元15、除尘螺旋控制单元16、空压机控制单元17、脉冲控制单元18和冷凝控制单元19，所述各控制单元与所述参数管理模块12、运行记录模块13和维修保养模块14均对应有相应的数据连接，以实现对各控制单元的参数管理、运行记录和维修保养。

所述引风控制单元15包括引风机控制模块和对应各管道上的调风阀控制模块，用以调控引风机8的总风压、风速和风量，以及各管道上的风压、风速和风量，通过感应器（如尘源点车辆感应器、尘源点设备动作感应器等）对尘源点进行感应控制，对应调整相应的管道调风阀，与此同时，引风机控制模块协同配合调整引风机8相应的风压、风速和风量。所述除尘螺旋控制单元16控制除尘器中收集物的排出。所述空压机控制单元17控制空压机7工作，提供脉冲气流与所述脉冲控制单元18配合对除尘器1各气室进行脉冲喷吹。所述冷凝控制单元19包括排烟控制模块和冷凝液控制模块，排烟控制模块通过各冷凝阻尼器6上的排气控制阀和气流管道压力传感器进行间歇式排气控制, 冷凝液控制模块通过冷凝液循环泵控制冷凝阻尼器6内相对恒定的冷凝温度环境。

所述控制系统还包括尾气测控单元，通过尾气检测装置对有害物质进行检测，进一步掌握和控制系统设备运行状况，以确保排放气体环保合格。

各控制单元通过与控制器连接的：设置在各管道上的调风阀， 冷级配、拌合楼放料口对应设置的放料门气缸，冷凝阻尼器上的排气控制阀和气流管道压力传感器，与冷凝阻尼器的进液管连接的冷凝液泵和设置在出液管上的冷凝液温度传感器，抽尘风机，尾气检测器等动作装置和传感装置实现相应的监测与控制。

所述控制系统还包括基于网络平台连接的远程测控终端，图中未示，实现远程监测控制，远程测控终端为手机、电脑等远程数据通信终端。

上述除尘系统的控制方法，包括：

A、控制系统控制对应安装于除尘器1各气室的脉冲阀逐室循环往复进行脉冲喷吹工作；

B、控制系统根据生产状态，协同控制引风机8的风压、风速和风量以及各管道上的调风阀关闭与打开、以及调风阀打开的大小；具体的：

拌合站生产状态时：粉尘收集单元4主管路上的调风阀打开，废气收集单元5主管路上的调风阀打开一定间隙即可，烟尘收集单元3间断抽尘，其调风阀与放料门协同动作，打开时同步打开，关闭时，该调风阀较放料门延时10-20S关闭；拌合站生产时，放料周期一般为40-45S，在放料门打开的同时，烟尘收集单元的调风阀打开，还可以借用冷级配粉尘收集单元的一部分风量收集烟尘，放料门关闭后，延时10-20S关闭调风阀，冷级配粉尘收集单元的风量恢复原来，从而可有效充分利用设备的风量。

拌合站待产状态：引风机8停机，沥青烟自行外溢至除尘系统内，或引风机8调至最小风量间歇打开即可。

上述控制方法不分先后步骤顺序。

尽管已经示例和描述了本发明的实施方式，但对于本领的普通域技术人员来说，可以理解：在不脱离本发明的原理和精神的前提下，本发明还可以说有多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由权利要求书及其等同方案限定。

Claims (8)

1.一种适用于拌合站的集成化除尘系统，其特征在于：包括除尘器和分别通过管道与除尘器连接的多个烟尘收集单元，各烟尘收集单元的对应的管道上均安装有调风阀，所述烟尘收集单元至少包括分别与沥青罐区、冷级配、拌合楼放料口相对应的废气收集单元、粉尘收集单元和烟尘收集单元，所述废气收集单元包括分别对应与各沥青罐连接的若干支管道，各支管道通过冷凝阻尼器与对应的沥青罐排烟口连接，所述冷凝阻尼器通过其气流通道内的冷凝机构对气体进行冷凝，使气体中的挥发物凝结回收，同时，形成冷气压高压环境，起到阻尼拦挡作用，并间歇式排气。

2.根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于：所述除尘器的各除尘室设置有脉冲阀和提升阀。

3.根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于：所述除尘器的尾气排放处设置有危害物质检测装置。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的除尘系统的控制系统，其特征在于：包括控制中心和与控制中心连接的引风控制单元、除尘螺旋控制单元、空压机控制单元、脉冲控制单元和冷凝控制单元。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于：所述引风控制单元包括引风机控制模块和各管道上的调风阀控制模块，协调控制总风压、风速和风量，以及各管道上的风压、风速和风量。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述空压机控制单元控制提供脉冲气流与所述脉冲控制单元配合对除尘器各气室进行脉冲喷吹。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述冷凝控制单元包括排烟控制模块和冷凝液控制模块，排烟控制模块通过各冷凝阻尼器上的排气控制阀和气流管道压力传感器进行间歇式排气控制, 冷凝液控制模块通过冷凝液循环泵控制冷凝阻尼器内相对恒定的冷凝温度环境。

8.一种根据权利要求4-7任意一项所述的控制系统的控制方法，其特征在于：包括：

A、控制系统控制对应安装于除尘器各气室的脉冲阀逐室循环往复进行脉冲喷吹工作；

B、控制系统根据生产状态，控制引风机的风压、风速和风量以及各管道上的调风阀关闭与打开、以及调风阀打开的大小；

拌合站生产状态时：粉尘收集单元主管路上的调风阀打开，废气收集单元主管路上的调风阀打开一定间隙即可，烟尘收集单元间断抽尘，其调风阀与放料门协同动作，打开时同步打开，关闭时，该调风阀较放料门延时10-20S关闭；

拌合站待产状态：引风机停机或调至最小风量间歇打开。

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