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摘要：随着国家对基础设施建设的重视程度加大，对很多建筑材料的需求越来越多，尤其是在建筑项目中对混凝土使用的比例提高，使得混凝土作业机器得到飞速发展。但是其中存在的问题被越来越多的暴露出来，其中混凝土搅拌站粉尘污染是其中比较突出的问题，这个问题一直困扰和制约着许多器械的生产厂家和设备厂家。正确的设计和选择除尘设备不仅可以确保搅拌站的整体质量，而且对降低搅拌站的投资成本和后期环境恢复成本有着积极的作用。本文主要就如何处理搅拌站除尘系统的设计阐述了相应的观点和方法。
关键词：混凝土搅拌站；除尘设备；除尘面积
一、混凝土搅拌站粉尘的源头
（一）骨料的投料行为
砂石通过皮带传送机从骨料仓传输到称量斗时，由于传动装置与集成料斗之间存在一定的高度差，同时机械发动会产生一定的震动，导致传送机在抛骨料时很容易产生粉尘。从成本角度考虑，这种方式造成的粉尘现象应当和其他粉料称量斗共同使用一套除尘设备，不应该单独对其进行处理。
（二）称量斗上料
由传送装置向称量斗中上料的过程中，由于机械的震动以物料自身特点的影响，导致上料过程中出现严重的粉尘现象。此外，混合料向主机投料过程中也会产生大量的粉尘污染。
（三）出料斗仓
散装物料贯彻在网料仓中打料过程中，由于物料的落差产生的粉尘，同时由于仓内存在一定的压力，当物料进入之后，由于压力和落差的存在导致了粉尘的产生，对于这种料仓，不但需要考虑到料仓的除尘问题，同时还要考虑到对仓内的压力进行有效的释放。
二、除尘设备的选用与设计参数
（一）滤芯材料和结构形式的选用
对于滤芯的要求是其应该具备较好的过滤效果和较高的工作效率，能够延长的使用的寿命。同时粉尘控制与物料密度分布、质量的大小、粉尘颗粒的大小以及粉尘运动的方式有着密切的关系。应该重点对其进行关注。
目前国内外关于滤芯材料的选择上大多数采用的是聚酯类的无纺布作为主要材料。这种材料因其优越的透气性能以及良好的粉尘吸收率和过滤效果，受到了广泛好评，并逐渐被应用到混凝土搅拌站粉尘除尘过程中。
在搅拌站施工现场的粉尘类型大多数是由水泥粉尘、粉煤灰粉尘以及砂石中夹杂的矿物粉尘以及灰尘组成，其颗粒大小大约在0.05mm之间，性状差异性不大，采用上述材料对其进行处理能够收到良好的除尘效果。另外，很多混凝土搅拌站采用的除尘滤芯为褶皱式的滤芯，这种滤芯占用的空间较小，除尘面积大，工作效率高，维护方便，受到了很多搅拌站的欢迎，应用的也比较多。
（二）除尘器类型的选择
目前，除尘器应用比较广泛的类型是脉冲反吹除尘器，其工作的原理是通过相应的管道将高压空气以脉冲的方式间歇的吹入滤芯内部，将粘着在滤芯表面的灰尘去除。这种除尘方式对颗粒大小为0.0001mm的除尘都有效，除尘的效率高达99%以上，达到了提高设备工作效率和保养周期的目的。此外，很多搅拌站都会使用机械振动的方式，通过机械振动将附着在滤芯上的粉尘去除。这种结构方式操作简单，成本较低，但是这种方式的除尘效果不是很好，此外，振动方式还有可能会对机器造成一定的影响。
在以上的几种粉尘污染类型中，尤其是主机和皮带投料时产生的粉尘较大。所以设计过程中主要以这些除尘设计为主。
除尘面积公式我们可以设定为f=k×q/（60×vf），其中k代表的是安全系数，其数值一般取1.2，在一下的计算中我们取的也是1.2；q代表的是空气流量，它等于3600×m/t，m为投放物料的体积，t为物料投放所需要的时间；而vf代表的是过滤的速度。
例如一台工作容量为2立方米的搅拌机一次所需要物料的体积为3.3立方米，投料持续的时间为16秒，物料对聚酯滤芯的过滤速度为每分钟1.3米，则除尘需求的面积为f=1.3×3600×3.3/（60×1.3×16）=10平方米
（三）除尘系统管道布置的优化
管道系统布置主要包括系统划分、管网配置和管道布置等内容。
1.系统划分
系统划分应充分考虑管道输送气体（粉尘）的性质、操作制度、相互距离、回收处理等因素，以确保管道系统的正常运转。符合以下条件者，可以合为1个管道系统：
（3）污染物性质相同，生产设备同时运转，便于污染物统一集中回收处理的场合。
（4）污染物性质不同，生产设备同时运转，但允许不同污染物混合或污染物无回收价值的场合。
（5）尽可能将同一生产工序中同时操作的污染设备排风点合为1个系统。
凡发生下列几种情况之一者不能合为1个系统：
（1）不同排风点的污染物混合后会引起燃烧或爆炸危险，或形成毒性更大的污染物的场合。
（2）不同温度和湿度的污染气流，混合后会引起管道内结露和堵塞的场合。
（3）因粉尘或气体性质不同，共用一个系统会影响回收或净化效率者。
（4）2.管网配置
（5）管网布置的一个重要问题就是实现各支管间的压力平衡，以保证各吸气点达到设计风量，实现控制污染物扩散的效果。常用的管网布置有3种方式。
（6）干管配管方式（如图1）。与其他方式相比，该方式管网布置紧凑，占地小，投资省，施工方便，应用较广泛。但各支管间压力平衡计算比较繁琐，给设计增加了一定的工作量。
（7）个别配管方式（如图2）。吸气（尘）点多的系统管网，可采用大断面的集合管连接各分支管，集合管内流速不宜超过3-6m/s（水平集合管≤3m/s，垂直集合管≤6m/s），以利各管间压力平衡。对于除尘系统，集合管还能起初净化作用，但管底应设清除积灰的装置。
（8）环状配管方式（如图3）。亦称对称型管网布置方式。显然，对于支管多和复杂管网系统，支管间压力易于平衡，但会带来管路较长，系统阻力增加等问题。 3环状配管方式示意
3.管道布置
管道布置应从系统总体布局出发，力求简单、紧凑，缩短管线，减少占地和空间，节省投资，不影响工艺操作、调节和维修。
除尘管道布置除应遵守通用管道布置一般原则外，还应满足以下要求。除尘管道力求顺直，保证气流通畅。当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积灰。对易产生积灰的管道，必须设置清灰孔；为减轻风机磨损，特别当气体含尘质量浓度较高时（大于3g/m3），应将净化装置设在风机的吸入段；分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上面或侧面接入。三通管的夹角一般不大于30°。当有几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面上；输送气体中含磨琢性强的粉尘时，在局部压力较大的地方应采取防磨措施，并在设计中考虑到管件的检修方便。
三、除尘设备的使用
尽管很多混凝土搅拌站选择了面积合适的除尘器，但是实际的除尘效果依然达不到相应的标准。很多混凝土搅拌站在安装了除尘设备之后、称量斗内产生了负压的情况，影响了称量斗的实际称量标准，严重影响到了称量的精确度。而多数情况下，搅拌站设立的除尘装置之后不对其进行有效合理的管理和维护，导致除尘装置由于使用时间过长而降低了除尘的效果。另外，选择的除尘方案不当也是一个很重要的问题。
（一）关于称量斗产生负压问题分析
在实际的工作中，我们认为导致称量斗内部产生负压的主要原因是由于搅拌主机和称量斗这两个装置为两个密封性十分良好空间，由于其中不存在外来空气来源。当抽风机工作时，其内部的空气只能被单相的抽出去，而外界的空气不能及时的补充进去，从而在装置的内部产生了负压。由于在抽风工作进行过程，只能采用大功率的抽风机，因为采用小功率的抽风机，由于动力较小不能快速的抽干主机和称量斗内的含有粉尘的空气，增加工作的时间，降低了共工作的效率。
解决这种问题最好的方式是增加一个补气孔。当抽风机工作时，可以打开补气孔，将干净的空气补充到主机和称量斗内，当称量斗内的含有粉尘的空气被抽风机吸入的同时，干净的空气就会进入最终在内部形成对流，这样就不会在其内部产生负压情况。
（二）关于称量斗产生正压的问题分析
这种情况与上述的负压问题的发生机制正好相反，解决这种问题的最有效的方式就是在主机上安装一个补气孔。主要是在主机的上面开一个φ200的小孔，焊接一段法兰的φ200×80的短管，并将其连接一个φ200×400的带弯头的管子，其头部用卡箍固定一个滤布套，用其来过滤环境控制的杂质。在补气孔安装的平面上，其位置应该远离富含粉尘空气的排放地点，这样做有两个好处，一个是能够有效的保证进入称量斗内的空气干净无污染，此外还能在内部形成有效的循环空间，除尘效果十分可观。
（三）除尘效果减弱的情况
很多用户为了节省成本，直接将搅拌主机的引风管接在除尘器集料斗的下方。但是这种方式就导致了除尘后的灰尘无法沉降到底部并流向主机。使滤芯始终处于灰尘的环抱之中，在很大程度上降低了除尘设备的工作效。解决这种问题的主要方式是在集尘料斗底部安装一个阀门，当除尘设备工作时将其关闭保证所有的引风管都接在集尘料的侧面法兰上，为灰尘提供一个自我沉降的空间。然后根据实际的运行情况，定时的打开阀门清理出其中的粉尘，同时也可以在装置内部安装一个自动处理系统，自动对灰尘进行处理。
四、结语
综上所述，正确的设计和选择除尘设备，不仅可以实现良好的除尘效果避免对空气造成污染，同时对提高混凝土搅拌站的经济效益，降低环境处理成本有着积极的作用。
关键词：混凝土搅拌站；除尘设备；除尘面积
一、混凝土搅拌站粉尘的源头
（一）骨料的投料行为
砂石通过皮带传送机从骨料仓传输到称量斗时，由于传动装置与集成料斗之间存在一定的高度差，同时机械发动会产生一定的震动，导致传送机在抛骨料时很容易产生粉尘。从成本角度考虑，这种方式造成的粉尘现象应当和其他粉料称量斗共同使用一套除尘设备，不应该单独对其进行处理。
（二）称量斗上料
由传送装置向称量斗中上料的过程中，由于机械的震动以物料自身特点的影响，导致上料过程中出现严重的粉尘现象。此外，混合料向主机投料过程中也会产生大量的粉尘污染。
（三）出料斗仓
散装物料贯彻在网料仓中打料过程中，由于物料的落差产生的粉尘，同时由于仓内存在一定的压力，当物料进入之后，由于压力和落差的存在导致了粉尘的产生，对于这种料仓，不但需要考虑到料仓的除尘问题，同时还要考虑到对仓内的压力进行有效的释放。
二、除尘设备的选用与设计参数
（一）滤芯材料和结构形式的选用
对于滤芯的要求是其应该具备较好的过滤效果和较高的工作效率，能够延长的使用的寿命。同时粉尘控制与物料密度分布、质量的大小、粉尘颗粒的大小以及粉尘运动的方式有着密切的关系。应该重点对其进行关注。
目前国内外关于滤芯材料的选择上大多数采用的是聚酯类的无纺布作为主要材料。这种材料因其优越的透气性能以及良好的粉尘吸收率和过滤效果，受到了广泛好评，并逐渐被应用到混凝土搅拌站粉尘除尘过程中。
在搅拌站施工现场的粉尘类型大多数是由水泥粉尘、粉煤灰粉尘以及砂石中夹杂的矿物粉尘以及灰尘组成，其颗粒大小大约在0.05mm之间，性状差异性不大，采用上述材料对其进行处理能够收到良好的除尘效果。另外，很多混凝土搅拌站采用的除尘滤芯为褶皱式的滤芯，这种滤芯占用的空间较小，除尘面积大，工作效率高，维护方便，受到了很多搅拌站的欢迎，应用的也比较多。
（二）除尘器类型的选择
目前，除尘器应用比较广泛的类型是脉冲反吹除尘器，其工作的原理是通过相应的管道将高压空气以脉冲的方式间歇的吹入滤芯内部，将粘着在滤芯表面的灰尘去除。这种除尘方式对颗粒大小为0.0001mm的除尘都有效，除尘的效率高达99%以上，达到了提高设备工作效率和保养周期的目的。此外，很多搅拌站都会使用机械振动的方式，通过机械振动将附着在滤芯上的粉尘去除。这种结构方式操作简单，成本较低，但是这种方式的除尘效果不是很好，此外，振动方式还有可能会对机器造成一定的影响。
在以上的几种粉尘污染类型中，尤其是主机和皮带投料时产生的粉尘较大。所以设计过程中主要以这些除尘设计为主。
除尘面积公式我们可以设定为f=k×q/（60×vf），其中k代表的是安全系数，其数值一般取1.2，在一下的计算中我们取的也是1.2；q代表的是空气流量，它等于3600×m/t，m为投放物料的体积，t为物料投放所需要的时间；而vf代表的是过滤的速度。
例如一台工作容量为2立方米的搅拌机一次所需要物料的体积为3.3立方米，投料持续的时间为16秒，物料对聚酯滤芯的过滤速度为每分钟1.3米，则除尘需求的面积为f=1.3×3600×3.3/（60×1.3×16）=10平方米
（三）除尘系统管道布置的优化
管道系统布置主要包括系统划分、管网配置和管道布置等内容。
1.系统划分
系统划分应充分考虑管道输送气体（粉尘）的性质、操作制度、相互距离、回收处理等因素，以确保管道系统的正常运转。符合以下条件者，可以合为1个管道系统：
（3）污染物性质相同，生产设备同时运转，便于污染物统一集中回收处理的场合。
（4）污染物性质不同，生产设备同时运转，但允许不同污染物混合或污染物无回收价值的场合。
（5）尽可能将同一生产工序中同时操作的污染设备排风点合为1个系统。
凡发生下列几种情况之一者不能合为1个系统：
（1）不同排风点的污染物混合后会引起燃烧或爆炸危险，或形成毒性更大的污染物的场合。
（2）不同温度和湿度的污染气流，混合后会引起管道内结露和堵塞的场合。
（3）因粉尘或气体性质不同，共用一个系统会影响回收或净化效率者。
（4）2.管网配置
（5）管网布置的一个重要问题就是实现各支管间的压力平衡，以保证各吸气点达到设计风量，实现控制污染物扩散的效果。常用的管网布置有3种方式。
（6）干管配管方式（如图1）。与其他方式相比，该方式管网布置紧凑，占地小，投资省，施工方便，应用较广泛。但各支管间压力平衡计算比较繁琐，给设计增加了一定的工作量。
（7）个别配管方式（如图2）。吸气（尘）点多的系统管网，可采用大断面的集合管连接各分支管，集合管内流速不宜超过3-6m/s（水平集合管≤3m/s，垂直集合管≤6m/s），以利各管间压力平衡。对于除尘系统，集合管还能起初净化作用，但管底应设清除积灰的装置。
（8）环状配管方式（如图3）。亦称对称型管网布置方式。显然，对于支管多和复杂管网系统，支管间压力易于平衡，但会带来管路较长，系统阻力增加等问题。 3环状配管方式示意
3.管道布置
管道布置应从系统总体布局出发，力求简单、紧凑，缩短管线，减少占地和空间，节省投资，不影响工艺操作、调节和维修。
除尘管道布置除应遵守通用管道布置一般原则外，还应满足以下要求。除尘管道力求顺直，保证气流通畅。当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积灰。对易产生积灰的管道，必须设置清灰孔；为减轻风机磨损，特别当气体含尘质量浓度较高时（大于3g/m3），应将净化装置设在风机的吸入段；分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上面或侧面接入。三通管的夹角一般不大于30°。当有几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面上；输送气体中含磨琢性强的粉尘时，在局部压力较大的地方应采取防磨措施，并在设计中考虑到管件的检修方便。
三、除尘设备的使用
尽管很多混凝土搅拌站选择了面积合适的除尘器，但是实际的除尘效果依然达不到相应的标准。很多混凝土搅拌站在安装了除尘设备之后、称量斗内产生了负压的情况，影响了称量斗的实际称量标准，严重影响到了称量的精确度。而多数情况下，搅拌站设立的除尘装置之后不对其进行有效合理的管理和维护，导致除尘装置由于使用时间过长而降低了除尘的效果。另外，选择的除尘方案不当也是一个很重要的问题。
（一）关于称量斗产生负压问题分析
在实际的工作中，我们认为导致称量斗内部产生负压的主要原因是由于搅拌主机和称量斗这两个装置为两个密封性十分良好空间，由于其中不存在外来空气来源。当抽风机工作时，其内部的空气只能被单相的抽出去，而外界的空气不能及时的补充进去，从而在装置的内部产生了负压。由于在抽风工作进行过程，只能采用大功率的抽风机，因为采用小功率的抽风机，由于动力较小不能快速的抽干主机和称量斗内的含有粉尘的空气，增加工作的时间，降低了共工作的效率。
解决这种问题最好的方式是增加一个补气孔。当抽风机工作时，可以打开补气孔，将干净的空气补充到主机和称量斗内，当称量斗内的含有粉尘的空气被抽风机吸入的同时，干净的空气就会进入最终在内部形成对流，这样就不会在其内部产生负压情况。
（二）关于称量斗产生正压的问题分析
这种情况与上述的负压问题的发生机制正好相反，解决这种问题的最有效的方式就是在主机上安装一个补气孔。主要是在主机的上面开一个φ200的小孔，焊接一段法兰的φ200×80的短管，并将其连接一个φ200×400的带弯头的管子，其头部用卡箍固定一个滤布套，用其来过滤环境控制的杂质。在补气孔安装的平面上，其位置应该远离富含粉尘空气的排放地点，这样做有两个好处，一个是能够有效的保证进入称量斗内的空气干净无污染，此外还能在内部形成有效的循环空间，除尘效果十分可观。
（三）除尘效果减弱的情况
很多用户为了节省成本，直接将搅拌主机的引风管接在除尘器集料斗的下方。但是这种方式就导致了除尘后的灰尘无法沉降到底部并流向主机。使滤芯始终处于灰尘的环抱之中，在很大程度上降低了除尘设备的工作效。解决这种问题的主要方式是在集尘料斗底部安装一个阀门，当除尘设备工作时将其关闭保证所有的引风管都接在集尘料的侧面法兰上，为灰尘提供一个自我沉降的空间。然后根据实际的运行情况，定时的打开阀门清理出其中的粉尘，同时也可以在装置内部安装一个自动处理系统，自动对灰尘进行处理。
四、结语
综上所述，正确的设计和选择除尘设备，不仅可以实现良好的除尘效果避免对空气造成污染，同时对提高混凝土搅拌站的经济效益，降低环境处理成本有着积极的作用。