Расчет валовых выбросов пыли при дроблении каменного материала

Годовой валовый выброс пыли, отходящей от камнедробильно-сортировочной установки, рассчитывают по формуле:

М_п = 360010^-6tVС, т/год (4.5)

где t - время работы технологического оборудования в год (отдельно для дробильного и сортировочного оборудования), ч;

V - объем отходящих газов, м³/ч;

С - концентрация пыли, поступающей на очистку, г/м³

Показатели выбросов пыли (объем загрязненного воздуха и концентрация пыли) на камнедробильно-сортировочных установках приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12

– Показатели выбросов

Источники выброса	Объем загрязненного воздуха (V), м3/ч	Концентрация пыли, г/м3 (С)
1. Дробление Дробилка щековая
изверженные породы	14000	13
карбонатные породы	14000	12
Дробилка конусная
изверженные породы	8500	25
карбонатные породы	8500	20
Дробилка роторная
изверженные породы	18000	18
карбонатные породы	18000	34
2. Грохочение Грохот ГИЛ-52
изверженные породы	3500	10
карбонатные породы	3500	11
3. Транспортировка Конвейер
изверженные породы	3500	5,5
карбонатные породы	3500	7,0

Общий валовый выброс пыли определяют путем суммирования валовых выбросов от всех источников пыли.

4.4 Подбор пылеулавливающего оборудования

Наиболее простой и эффективный способ борьбы с запыленностью воздуха в карьерах и на КДЗ является гидроорошение материалов. При дроблении очаги пыления локализуют путем устройства укрытий, соединенных с системой пылеулавливания.

Обеспыливание грохотов производится с помощью укрытий над ситами, обеспыливание конвейера – путем устройства бортов конвейеров.

Для очистки от пыли существует ряд пылеулавливающих аппаратов, таких, как циклоны, ротоклоны, рукавные фильтры с высокой степенью очистки [9].

Для очистки пыли, отсасываемой из укрытий, разработаны различные пылеулавливающие аппараты, имеющие различный принцип действия и разную эффективность обеспыливания.

В зависимости от физико-химических эффектов осаждения пыли все пылеулавливающие аппараты делятся на следующие группы:

- пылеосадительные камеры, где осаждение частиц пыли происходит вследствие силы тяжести твердых частиц. Применяются чаще всего на дробильно-сортировочном оборудовании;

- аспирационно-коагуляционные шахты, где кроме силы тяжести на осаждение пыли действует эффект коагуляции частиц. Можно применять как на дробильных установках, так и на конвейерах;

- циклоны, в которых газопылевой поток вводится с большой скоростью, после нескольких спиральных витков теряет скорость, в результате чего идет осаждение частиц до 5 – 10 мкм. Их также применяют на дробильном оборудовании и конвейерах. Степень очистки газопылевого оборудования увеличивается с повышением расхода газа, плотности пылеватых частиц, высоты приемной части выхлопной трубы, с уменьшением размеров входного патрубка и диаметра выхлопной трубы.

В зависимости от направления потоков имеются прямоточные и противоточные циклоны. В прямоточных циклонах запыленный воздух движется в одном направлении, в противоточных очищенный воздух движется навстречу запыленному. Во втором случае характерно большее время сепарации и в связи с этим выше эффективность работы циклона. Более высокая степень очистки достигается в циклонах, где для лучшего закручивания пылевого потока осуществляется спиральный и тангенциальный подвод потока. На КДЗ наиболее широко применяют циклоны СИОТ НЦ -11 и НЦ -15 со степенью очистки до 96 % [4].

- скрубберы, действие которых основано на распылении жидкости в пылевом потоке, в результате чего увлажненные частицы оседают. Эффективность скрубберов растет пропорционально диаметру и скорости пылеватых частиц и уменьшается с увеличением вязкости газовой среды и диаметра капель жидкости. Можно применять на всех пылевыделяющих агрегатах;

- барбатажные, пенные и ударно-инерционные пылеуловители (ротоклоны), где газопылевой поток очищается, проходя через слой жидкости. Из-за небольшой скорости потока, проходящего через жидкость, такие аппараты имеют малую пропускную способность;

Пенные пылеуловители имеют более высокую скорость газопылевого потока. Вследствие высокой скорости прохождения над жидкостью образуется слой пены, который способствует повышению степени очистки от пыли до 3 мкм. Пенные аппараты могут быть одно или многополочными, где пылевой поток проходит через одну или 2- 3 решетки с жидкостью.

В мокрых ударно-инерционных пылеуловителях типа ротоклонов жидкость дробиться на капли при ударе газового потока о ее поверхность, причем капли создают сплошную водяную завесу. По эффективности очистки ротоклон близок к пенным пылеуловителям, но значительно превосходит их по надежности.

- фильтры, которые в зависимости от вида используемого материала могут быть тканевые, волокнистые и пористые (зернистые). Тканевые фильтры при температуре фильтрования до 100 ⁰С изготавливают из натуральных шерстяных или хлопчатобумажных волокон, синтетических материалов (лавсан, нитрон). При более высокой температуре применения используется стекловолокно.

Пористые фильтры состоят из одного или нескольких слоев кварцевого песка, полистирола, стальной стружки. По сравнению с фильтрами из тканей и волокон скорость очистки в пористых фильтрах выше. Степень очистки таких фильтров до 99 %. Устанавливаются на дробильных установках с высокой степенью пыления, а также конвейерах.

Для очистки отсевов дробления от пылевато-глинистых частиц при влажности до 2 % рекомендуется использовать вибрационный очиститель, представляющий собой вибрационный грохот, оснащенный дополнительным оборудованием.

К дополнительному оборудованию относятся: загрузочная воронка с центробежным дезинтегрирующим устройством; уступообразное пластинчатое сито с проемами для прохода воздуха; аспирационное устройство для удаления запыленного воздуха из дезинтегратора и полости грохота, включающее воздуховоды, пылеулавливающее оборудование и вентилятор.

Для переоборудования в виброочистители наиболее подходят инерционные грохоты ГИС-32 и ГИС-42; производительность виброочистителей на базе этих грохотов равна соответственно 15 и 20 м³/ч.

Регенерация загрязненных фильтров производится путем смены фильтрующего материала, промывания, отряхивания и импульсной или струйной продувкой.

- электрофильтры, принцип действия которых основан на осаждении пылевых частиц на электроды под действием электрического поля.

На КДЗ и в карьерах для обеспыливания каменных материалов эффективно применяется высокократная воздушно-механическая пена, получаемая пеногенераторами с помощью ПАВ ПО – 1, НЧС. Пена вводится вместе с каменным материалом в дробилки, на грохот и конвейеры, причем ее применение не увеличивает влажность заполнителей и не ухудшает свойства цементо- и асфальтобетонных смесей, полученных на их основе.

Поскольку транспортеры и элеваторы являются сильно пылящими системами, для обеспыливания которых необходимо устройство сложных укрытий, в последнее время их часто заменяют системами пневмотранспорта (пневмовинтовые питатели, пневмоподъемники и т.д.), которые практически исключают выделение пыли в атмосферу.

Более высокая степень очистки достигается в циклонах, где для лучшего закручивания пылевого потока осуществляется спиральный и тангенциальный подвод потока.

Таблица 4.13

Техническая характеристика пылеулавливающих аппаратов

Пылеуловители	Скорость газов, м/сек	Темпера- тура, °С	Запыленность газов, г/м3		Осаждение частиц больше, мкм	Эффективность обеспыливания, %	Область применения
			на входе	на выходе
Пылеосадительные камеры	Не ограничена	До 1000	Не ограничена	50	30	5-15	Дробильные установки, сушильные барабаны и др.
Аспирационно-коагуляционные шахты	1-1,5	До 200	До 1000	20-50	10	50-90	Дробильные установки, транспортеры и др.
Циклоны	2,5-4,5	До 400	До 1000	20-50	10	50-90	То же
Мокрые пылеуловители: ротоклоны	До 6	До 400	До 20	0,1-1	1	90-99	Все пылевыделяющие агрегаты
турбулентно-скоростные аппараты		До 400	До 20	0,1-1	0,5	95-99,9
Электрофильтры: вертикальные однопольные	0,8-1	До 250	10-20	0,1-3	1	90-95	Дробильные установки, сушильные барабаны и др.
горизонтальные 2-4 польные	0,8-1,2	До 250	10-30	0,1-1	0,5	95-99
Фильтры рукавные	0,6-0,8	До 300	20-100	0,1-0,5	0,5	98-99,9	Дробильные установки, транспортеры и др.

Для повышения эффективности очистки больших объемов загрязненного воздуха используется объединение циклонов в группы по 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 элементов. Более эффективно использование батарейных циклонов, которые объединяются в одном корпусе в виде батарей, работают параллельно, но имеют общие раздающие и собирающие камеры. На КДЗ наиболее широкое применение нашли циклоны СИОТ ЦН-11 и ЦН-15 со степенью очистки до 96 %.

Пылеосадительные камеры, аспирационно-коагуляционные шахты, циклоны и скрубберы используются для предварительного обеспыливания при высокой концентрации пыли, являются аппаратами грубой очистки с эффективностью обеспыливания от 5 до 90 %. Электрофильтры, рукавные фильтры, турбулентные скоростные пылеуловители, ротоклоны - аппараты окончательного обеспыливания, тонкой очистки. Эффективность их применения - 90-99,9 %.

При повышенном содержании пыли с целью достижения высокой степени очистки устраивают комбинированные аппараты, например, фильтр-циклоны, или устанавливают 2-3 ступени пылеулавливания (пылеосадительная камера - циклон - рукавный фильтр, циклон-фильтр - ротоклон и др.).

Для обеспыливания каменных материалов на КДЗ эффективно применяется высокократная воздушно-механическая пена, получаемая пеногенераторами с помощью ПАВ ПО-1, ДС-РАС, НЧК. Пена вводится вместе с каменными материалами в дробилки, на грохоты и конвейеры, причем ее применение не увеличивает влажность заполнителей и не ухудшает свойства цементо- и асфальтобетонов, полученных на их основе.