白作义

(中铁二十一局集团有限公司，甘肃 兰州 7 30000)

由于受传统技术理念、工艺技术等因素的影响，我国混凝土搅拌站（楼）目前还存在整体工艺不先进、技术含量偏低、普及率不高、地区差异较大、智能自动化化程度较弱、绿色环保性能较差等问题。在环保问题越来越受到重视的当今，如何结合工程实际情况采取有效措施消除混凝土搅拌站中的粉尘污染问题，就显得非常有工程实践应用研究意义。

1 混凝土搅拌站的粉尘主要来源

1.1 物料输送过程中的粉尘

混凝土拌制所需的物料在运输过程中会产生粉尘，主要表现在装载机铲斗抛料过程中产生的扬尘、骨料（如：砂、石等）在上料、称量、以及皮带输送过程中产生的扬尘、粉料（如:水泥、粉煤灰、矿粉、膨胀剂等）在输送过程中产生的粉尘外泄等。

1.2 向主机投料过程中的粉尘

当混凝土拌和料均称量完毕后，骨料和粉料就会通过相应投料口投入到主机中，此时粉尘也会一并带入到主机中，其中大部分粉尘会参与到搅拌过程中，而少部分粉尘则会被内部气流扬起。当主机除尘系统中的过滤布袋或滤芯出现破损等不利现象时，粉尘就会出现大量外泄，直接排放到大气中造成严重的污染。

1.3 向粉料仓内送料过程中的泄漏粉尘

散装物料罐车在向粉料仓送料过程中，如水泥、粉煤灰筒仓的物料运输是以高压空气作为主要动力源进行输送，其筒仓内的压力要大于外部空气大气压，即会存在仓内压力，压缩空气经仓顶除尘器的滤芯向外释压。通常情况下仓顶除尘器是采用机械振动方式，以达到振落滤芯表面粉尘目的。而当仓顶除尘器的振动器出现故障或无人进行手动控制时，粉尘就会在仓顶除尘器中大量积累将滤芯堵死，此时粉料仓由于需要进行卸压操作，仓内压缩空气就会通过安全卸压阀进行压力释放，而安全卸压阀处并不具备空气过滤功能，因此，粉尘将会随压缩空气排放到大气中造成严重的环境污染。

2 除尘系统优化选型及参数设置

2.1 滤芯材料及结构形式的优化选用聚酯无纺布由于具有截尘能力较小、过滤精度较高、具有韧性易成型、运行维护较为方便等特点，是混凝土搅拌站应用较为成熟且应用效果较为良好的优秀滤芯材料。混凝土搅拌站（楼）处粉尘主要是由水泥粉、粉煤灰、矿粉、灰尘等组成，其颗粒大多在1.0～500μm之间，即其过滤特性差异并不是太大，为了便于实际运行过程中的操作使用和维护，宜优选同一种类和结构形式的除尘材料。皱褶式滤芯结构由于其具备占地空间较小、除尘面积较大、综合除尘能力较高、使用方便等优点，在实际工程中得到广泛推广应用。

2.2 除尘器类型的优化选型

工程中应用较为成熟且应用效果较为良好的是选用脉冲反吹除尘器，即通过文丘里管将压力范围为0.5～0.6MPa的高压压缩空气，以脉冲方式周期间歇式地吹入到仓顶除尘器滤芯内部，将粘附在滤芯外表面上的灰尘（块）等吹落清理。脉冲反吹除尘器其在实际应用过程中除尘效率通常可以达到99.6%，可以大大延长混凝土搅拌站除尘设备的综合维护保养周期，提高工作效率。

2.3 储料料仓除尘器面积的优化选型储料料仓除尘器面积可以按照公式（1）进行计算，即：

式（1）中：K为安全系数，通常取1.2~1.4；Q 为 空气流量，Q=以散装粉料罐车的风量来计算，其大约为600～1300m3/h;M为集料体积，m3；T为物料投放时间，s；为过滤速率，m/min。

对于一个HZS180混凝土搅拌站而言，选用公称容积为3m3的搅拌主机，其集料体积为4.5m3，投料时间大约为16s，安全系数取1.2，过滤速度取1.1m/min，则除尘器的除尘过滤面积为：

此外，还要结合工程实际，从处理风量、使用温度、滤袋的长径比、压力损失等方面，进行除尘器优化选型设计，确保除尘器在工程实践应用中发挥良好的应用效果。

3 环保型混凝土搅拌站除尘系统优化设计应用实例

3.1 搅拌站主体外包装全封闭设计环保型混凝土搅拌站主体宜采用二层及以上全封闭外包装，应先采用角钢搭建混凝土搅拌站的骨架模型，然后在采用夹心彩钢板来封闭包装整体主楼框架，通过全封闭式结构设计有效控制搅拌站主楼中产生的粉尘进入到空气中的污染量。

3.2 骨料堆场全封闭设计

受建设投资成本和建设理念等因素的影响，目前混凝土拌制过程中采用的碎石通常未经有效水洗，其粉尘含量较高，在储存、运输、堆料、以及装载机铲料等过程中均很易产生扬尘，而砂料尤其是机制砂料其含尘量更高。为了降低骨料堆场的粉尘对环境的污染程度，在环保型混凝土搅拌站设计过程中宜采用全封闭骨料堆场方案，即：料场整体承重骨架宜采用钢结构，其整体钢强度较优越、内部空间较大、光线较好，非承重墙体则可以采用彩钢板、空心砖砌筑而成。骨料堆场内应布设自动喷淋水装置，这样可以对骨料内部扬尘起到较好抑制作用。

3.3 骨料配料和上料环节全封闭设计

骨料配料和上料等环节中，会产生大量粉尘和扬尘。因此，在环保型混凝土搅拌站优化设计过程中，无论是采用皮带机还是采用提升机进行骨料输送上料时，宜设计成全封闭结构，即对配料站和输送上料系统进行全封闭设计，采用钢结构搭建配料站和输送上料系统骨架，采用彩钢板进行全封闭外包装，有效降低骨料配料、上料等输送环节中外泄到环境中的粉尘含量，将粉尘污染降低到最小。

3.4 粉料筒仓除尘设计

粉料筒仓除尘系统宜在仓顶上设计强制式除尘机，这样一方面可以提高滤料综合除尘效率，增大粉尘过滤面积；另一方面考虑到粉料仓中粉尘含水量普遍较低，滤料应优选空隙较小的滤纸，其将滤纸外形设计成褶皱圆筒状结构，这样可以进一步增加单位空间内的粉尘过滤面积。应采用振动方式来抖动掉滤芯上的粉尘，也可以采用气体脉冲反吹方式利用压缩空气循环吹掉滤芯上的粉尘，确保除尘器具有较好的除尘效果。

3.5 优化主机盖布水管结构形式及进水方式

在主机盖布水管结构形式及进水方式优化设计过程中，为了增加主机除尘效果，宜增设加压水泵系统，来提高进入主机系统水的压力，以达到压尘作用。另外，主机宜增设高压自动清洗系统，以形成雾化水来清洗主机搅拌轴上粉料的作用，确保混凝土搅拌具有较高质量水平。

结语

在实际混凝土搅拌站优化选型设计应用过程中，应严格按照国家标准GB10172-2005《混凝土搅拌站（楼）》中的相关技术要求进行，确保混凝土搅拌站除尘系统具有较好应用性能。

[1]陈家庆.环保设备原理和设计[M].北京:中国石化出版社,2005.