导读：本文介绍了脉冲袋式除尘系统和真空负压吸尘系统两种粉尘收集系统在环境治理中的各自应用特点，并结合工程实例，对两种收尘系统的设计要点进行了探讨，提出了一些建议。
粉尘是我国重点防控的十大类危害因素之一，被列入卫生部颁发的《职业病危害因素分类目录》中的第一类，它是污染工作环境、损害劳动者健康的重要职业性有害因素。所有粉尘颗粒对身体都是有害的，不同特征的生产性粉尘，可能引起机体不同部位和程度的损害。劳动者长期在粉尘环境中工作，吸入肺内的粉尘可引起多种职业性肺部疾病，其中危害最大的是导致尘肺病。而控制粉尘危害重要的措施是采取通风收尘设施，控制粉尘逸散，以降低工作场所空气中粉尘的浓度。为此，设计并安装有效的粉尘收集系统是控制粉尘危害和环境治理中一项重要的措施。本文就两种粉尘收集系统在环境治理中的各自应用特点进行了介绍，并结合工程实例，对两种粉尘收集系统的系统设计进行了探讨。
1脉冲袋式除尘系统
除尘系统一般由集气吸尘罩、进气管道及其附件、除尘设备、排灰装置、风机、排气烟囱和电控装置等组成。它是利用风机产生的动力，将含尘气体从尘源经抽风管道进入除尘设备内净化，净化后的气体经排气烟囱排出，回收的粉尘由排灰装置集中排出，返回工艺流程。
表1常用除尘器种类、适用范围及性能
袋式除尘器作为一种高效除尘设备，其特点是利用多孔的袋状过滤元件从含尘气体中捕集粉尘，对微细粉尘的除尘效率也可达到99%以上，详见表1，而且不受比电阻等性质的影响，适应性强，在含尘浓度很高或很低的条件下，都能获得令人满意的工作效果。此外，其规格多样，应用灵活，便于收回干物料，没有污泥处理废水污染等问题。
袋式除尘器使用的关键点在于清灰，清灰效果在很大程度上决定着袋式除尘器及整个系统的成败，脉冲喷吹方式的清灰能力最强，效果最好，可允许高的过滤风速，并保持低的压力损失，以这一清灰方式为特征的脉冲袋式除尘器已成为近年除尘设备的的主流首选产品。脉冲袋式除尘系统的工作原理是：含尘气体进入脉冲袋式除尘器后，气流速度下降，粉尘中的粗颗粒直接沉淀至灰斗，细小粉尘随气流经滤袋过滤，粉尘附着于滤袋的外侧，随着积灰的不断积累，除尘滤袋内外侧的压差逐渐增加，当压差达到设定值时，脉冲阀膜片自动打开，脉冲空气通过喷嘴喷入滤袋，滤袋膨胀，从而使附着在滤袋上的粉尘脱落，达到除尘的效果，而净化后的满足排放要求的气体可经风机抽出直接排入大气。
在除尘系统设计中，必须抓住三个重要的环节：1）尘源点的密闭，2）合理确定系统的设计风量，3）吸尘罩的设置，这三者是决定整个除尘系统的大小、能效大小、投资大小、运行费高低和粉尘捕集效果的重要条件。下面结合一个工程实例，具体分析这三个环节在除尘系统设计中的重要作用。
1.1工程实例介绍
某项目磷矿石经粗碎后由皮带输送机转运至下一工艺流程再细碎筛分，皮带转运处由于高度落差的存在，不可避免地引起粉尘的飞扬逸散，因而设置了脉冲袋式除尘系统，系统图见图1。
1.2除尘系统分析
从图1中可以看出，该除尘系统较为简单，通过在皮带输送机转运落料点设密闭吸尘罩，将扬尘收集至脉冲袋式除尘器中，经滤袋过滤后，净化后的满足排放标准的气体经风机引至圆锥形风帽直接排入大气，而附着在滤袋上的粉尘经脉冲喷吹后落入灰斗至皮带输送机上，到下一工艺流程，矿物回收利用。
在该除尘系统中，首先需要的就是工艺专业的配合，对粉尘逸散点采取密闭措施，将尘源点产生的粉尘封闭在较小的范围内，这才便于对粉尘进行有组织有效的捕集，进入除尘系统的料气比得以提高，一定程度上降低除尘系统的规模。尘源点的密闭好坏，对整个除尘系统的大小，除尘效果和运行经济性都是至关重要的。常规的密闭方式如图2所示，通过在皮带输送机上设置一定长度的导料槽，端头加装遮尘帘，将粉尘封闭在局部范围内。
其次，除尘系统设计中还须合理确定系统的设计风量，使整个除尘系统的设计既经济又合理，在确保对粉尘逸散点的有效控制的前提下，不要肆意放大除尘风量，否则会引起除尘系统庞大，管道尺寸偏大，耗能加大，成本和运行费用增大，加大除尘器的负担。除尘系统设计风量有两部分组成，一部分是随物料带入的空气量，另一部分是为了使密闭吸尘罩内形成一定负压，由不严密处吸入的空气量。设计手册[4]上详细给出了常用生产设备密闭罩及排风量的确定，除尘系统设计时可参照执行，本工程的除尘设计风量就是依据实际工艺流程中落料高差和溜槽倾斜角度，结合设计手册计算确定，再根据皮带输送机的带宽进行修正得出。一般由粉尘的特性可以确定除尘风管的最小风速，在系统风量确定之后，就可以根据除尘风管的风速来计算风管的管径，在这里，须注意风管内风速的选取要综合考虑运行效果和经济性，风速偏小会引起风管管径偏大，粉尘容易沉积堵塞管道，风速偏大又会增加风管沿程阻力和局部阻力，风机能耗增加，而且粉尘对管壁的磨损加剧，缩短管道使用寿命。一般对于矿物粉尘，除尘器前的管内风速以16m/s～18m/s为宜，当然须大于规定的最小风速，而除尘器后的风速以8m/s～10m/s为宜。最后计算最不利环路的系统损失，调整支管管径，控制支管之间的不平衡压力差在10%以后，同时在支管合适位置处设置通风蝶阀，用于系统平衡调节，再根据系统损失对风机进行合理选型。
最后，除尘系统设计中还须重视吸尘罩的设置。如果吸尘罩设计的合理，使用较小的抽风量就可以有效低控制粉尘的逸散，反之，用很大的抽风量也不一定达到预期的效果。吸尘罩的设置须遵循以下基本原则：1）吸尘罩的设置，要按防止粉尘逸散到周围环境空间的原则确定，吸尘罩的吸气宜尽可能利用污染气流的运动作用。2）吸尘罩不应设在气流含尘高的部位或飞溅区内，以免吸入大量粉料。3）吸尘罩需要有一定的空间，以缓冲气流减小正压，与接管连接时收缩角不宜大于60°。4）吸尘罩应尽可能将尘源点包围起来，使粉尘的扩散限制在最小的范围，便于捕集粉尘，一定程度上减小抽风量。5）吸尘罩应力求结构简单，便于安装，且不影响工艺操作和维护管理。
在脉冲袋式除尘系统设计中，需要特别指出的是，除尘效果的好坏并非考量其收集粉尘的多少，而是控制粉尘逸散，在尘源点形成一定的负压，将不可避免的扬尘统一收集再循环利用，目标是保护工作环境，控制粉尘危害。因而，在除尘系统设计中，要紧紧围绕这一原则，在尘源点密闭的基础上，合理确定系统的设计风量，遵循吸尘罩的设置原则，避免因抽风量过大而造成风机、管道和除尘设备庞大，还可能抽走本来不应抽走的原料，加大除尘器的负担。
下面介绍另一种粉尘收集系统---真空负压吸尘系统，其区别于脉冲袋式除尘系统，是以尽可能多地收集粉尘或物料，减少人工清扫强度为目标的收尘系统。
2真空负压吸尘系统
真空负压吸尘系统，是利用真空抽吸原理，将散落在地面、楼板、设备及管道上的粉尘及其物料收集起来，再进行转移处理的设施。该系统一般由吸料嘴、抽吸管道系统、旋风分离器、袋式过滤器、真空泵及其阀门控制设备等组成[5]。工人只需将吸尘软管插入吸尘插口，启动系统，车间内的灰尘杂质都将通过集尘管道，送到远离工作车间的吸尘主机中。真空吸尘系统配备了各种吸口，能快捷清扫各平台、深沟等传统清扫方式难于清扫的地方，其是一种替代水力冲灰和人工清扫的新型清洁方式。
真空负压吸尘系统的特点是：
1）主机与清扫区分离，杜绝了传统吸尘器的噪音污染。
2）大小颗粒的粉尘或物料能够在厂房内被吸出，通过吸尘管道直接进入到主机集尘仓里，杜绝了二次污染。
3）使用的时候只需将吸尘软管插入吸尘插口，无需将笨重的主机来回拖动，主机采用超强真空吸力能迅速吸除粉尘和物料，方便、高效、大大降低工人清扫劳动强度。
真空负压吸尘系统的设计，须注意以下方面：首先确定吸尘装置的容量，这可以根据最远处吸尘点所需的抽吸能力确定，一般可按同时工作2～5个吸嘴来设计，每个吸嘴的风量按150～300m3/h计算[5]；其次，确定管道内的空气流速，速度过高，会造成物料的破碎、管件的摩擦损失和动力消耗大等弊病，但流速过低，则容易引起掉料、管道堵塞，影响正常吸尘工作，常见物料的推荐流速参见表2；最后，对吸尘管网进行优化设计，在保证抽吸能力的情况下，降低管网阻力损失，节约能耗和运行成本。下面结合一个工程实例，详细分析。
2.1工程实例介绍
矿石在输送过程中粉尘逸动和物料散落，落在栈桥、转运站和皮带廊等各层地面、楼板和设备上，为了清扫这些散落的粉尘和物料，设置了一套真空负压吸尘系统，沿着皮带廊每隔一段距离设置一个吸尘口，管路上留出分支接口，用于清扫时连接各式吸嘴。系统图见图3，管道连接详图见图4。
2.2真空负压吸尘系统分析
在真空负压吸尘系统设计中，最重要的环节就是吸尘管网的优化设计，由于物料在管道中流动的特殊性，管道系统的布置连接方式也有着自身的特点，须充分考虑到管路密封、不造成堵塞、减少磨损、减少阻力、易于更换等因素。这严格区别于脉冲袋式除尘系统管路的设计，设计时须注意以下几个要点[5]：
1）从系统图上可以看出，真空吸尘管道由垂直主管道、水平分支管道和吸口管道组成。从主管接引支管时，采用支管接头或Y形接头，必须保证支管中的物料流向与主管中的物料流向成15°角，Y形的分叉即成30°角，支管中物料流向与主管中物料流向成顺流方向。
2）从管道连接详图上可以看出，管道与管道、管件与管件、管道与管件之间的连接宜采用压紧接头连接，不宜焊接。管口平面与管道中心线成90°，对接严紧后再拧紧压紧接头。管道末端采用端管接头和快速接头阴件连接，端口处用防尘塞封口。
3）为了保证最远处吸尘点能有效吸力，须尽可能减小管网阻力损失，吸尘管道应尽可能布置成短平且直接，必不可少的弯头应为6～12倍的曲率半径。从水平管道上接引支管时，须将支管从主管侧面或顶部接出，而不得从底部接出。
4）软管与管道末端的连接使用快速接头，管道末端吸口处的管道为垂直向下，以使得软管的装接竖直向上，从而保证来自软管的物料流向是竖直上行进入管道的。
5）管道系统连机调试时，要对全部节点逐一检查，不得泄露，以保证管道内的负压。
3结论
在工业建筑中，为了保护环境和控制粉尘危害，设计并安装有效的粉尘收集系统时必不可少的。本文对脉冲袋式除尘系统和真空负压吸尘系统的各自应用特点进行了介绍，并结合工程实例，对两种粉尘收集系统的系统设计进行了探讨，得出以下结论：
1）脉冲袋式除尘系统和真空负压吸尘系统是两种不同的粉尘收集系统，设计选用时切不可混淆概念，应根据工艺专业条件，明确设计任务。脉冲袋式除尘系统的目标是以控制粉尘逸散，在尘源点形成一定的负压，将不可避免的扬尘统一收集再循环利用，并不是为了尽可能多的收集粉尘或物料；真空负压吸尘系统的目标是尽可能多的收集粉尘或物料，减少人工清扫强度。
2）在脉冲袋式除尘系统设计中，必须抓住三个重要的环节：尘源点的密闭、合理确定系统的设计风量和吸尘罩的设置，在确保对粉尘逸散点的有效控制的前提下，切不可肆意加大设计风量或提高吸尘罩口风速，以免吸入物料，加大除尘器的负担，造成风机、管道和除尘设备庞大，能耗增大。
3）在真空负压吸尘系统设计中，应对吸尘管网进行优化设计，紧紧围绕设计要点，尽可能减小管网阻力损失，保证最远处吸尘点能有效吸力。
