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幹霧抑塵技術在裝船機除塵中的作用

更新時間:2016-10-06 21:27:00   來源:    點擊:


1 疑問的提出
 
目前,在港口煤炭裝船過程中,由於皮帶輸送、裝船作業等基本在露天環境下進行,煤炭在轉運、裝船作業時會產生大量粉塵,受外界風力影響飛散至港區,是造成港區作業麵較為嚴重的粉塵汙染的主要原因。由於沒有較好的除塵措施,工作環境較差,煤炭損失嚴重。部分設備雖然裝有噴水裝置,也會造成煤炭含水量增加而降低熱效率,且有時由於風力的影響,除塵效果不佳,因此不能廣泛應用。為此,需要一種除塵效率高的新型高效除塵裝置及技術。
 
裝船機裝船作業的主要起塵點為皮帶轉接點及裝船溜管裝船作業點等。在皮帶轉接點、裝船點設置除塵設備,以減少產塵點的產塵總量或抑製粉塵產生。除塵設備需要解決冬季除塵問題,達到四季均適用的目的。合理的設置除塵設備,減少或避免除塵用水問題,解決無組織排放點粉塵汙染問題,達到較好的環保效果。
 
目前國內已有“幹霧”等新型除塵技術開始推廣使用。其技術特點在於將水霧化成與粉塵顆粒大小相當的水珠(顆粒度可達到微米級)。由於水珠顆粒和塵埃顆粒相似或者相同,塵埃顆粒隨氣流運行過程中與水珠顆粒產生接觸變濕潤,根據核凝聚原理,小塵埃顆粒會聚集成團而沉降,特別是對其中可吸入粉塵汙染的治理具有較好的技術優勢。
 
2 幹霧抑塵技術
 
2.1 原理介紹
 
幹霧抑塵係統是利用微米級幹霧抑塵裝置,產生直徑在1~10微米的水霧顆粒,對懸浮在空氣中的粉塵,特別是直徑在10微米以下的可吸入顆粒進行有效的吸附,使粉塵受重力作用而沉降,從而達到抑塵作用。
 
實踐證明,粉塵可以通過水或化學劑被粘結而聚結增大。但那些細小的粉塵隻有當水滴很小(如水霧)或加入化學劑(如表麵活性劑)以減小水的表麵張力時才會聚結成團。如果水霧顆粒直徑大於粉塵顆粒,那麽粉塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動,水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸從而達不到抑塵作用。如果水霧顆粒和粉塵顆粒大小接近,粉塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結在一起。水霧顆粒越小,聚結的可能性越大,隨著聚結的粉塵團變大加重,從而很容易降落。水霧對粉塵的“過濾”作用就這樣形成了。
 
2.2 幹霧抑塵係統組成及功能
 
幹霧抑塵係統采用模塊化設計技術,由微米級幹霧機、螺杆式空氣壓縮機、儲氣罐、噴霧器總成(噴霧箱或萬向節噴霧器總成)、水氣連接管線、電伴熱係統和自動控製係統等組成。
1)微米級幹霧抑塵機是將氣、水過濾後,以設定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開關程序控製電磁閥打開或關閉,經管道輸送到噴霧器總成中去,實現噴霧抑塵。它由電控係統、多功能控製係統、流量控製係統組成。安裝在IP 55標準的箱體內,有進氣管接口1個,進水管接口1個,出氣管接口1個,出水管接口1個。麵板上有文本顯示器、氣、水壓力表和電控係統按鈕。
2)電控係統是幹霧抑塵係統的控製中心,集合了可編程控製器、保護電路、繼電器以及與之相關的元器件。係統具有自動和手動兩種操作模式。在自動操作模式時,可自動接收遠程觸發信號啟動或停止噴霧器噴霧。在手動模式,操作人員可以手動啟動或停止噴霧器噴霧。還可以通過PLC設置接口修改噴霧周期及管道吹掃時間等。
3)自動控製係統將幹霧抑塵機與現場設備的控製信號連接起來,以便實現自動控製。
4)噴霧箱/萬向節噴霧器總成,接收由幹霧抑塵機輸送來的氣、水,並將其轉化成水滴直徑為1~10微米的幹霧噴射出去,按幹霧抑塵機的控製指令噴向抑塵點。當幹霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時,使粉塵顆粒相互粘結、凝聚變大,並在自身重力作用下沉降,從而達到抑塵作用。
5)螺杆式空氣壓縮機(帶容調閥)是為幹霧抑塵係統提供標準的氣源。
6)水氣連接管線將幹霧抑塵機、噴霧箱噴霧器總成、螺杆式空氣壓縮機、壓縮空氣儲氣罐、水源等用不同管徑的不鏽鋼管按要求連接起來。
7)多功能係統是將外接水源的水中懸浮物過濾掉達到噴霧器總成所要求使用的標準,調節空氣和水的壓力及流量,並通過分配器和閥門將它們分配到各個噴霧器總成中去。它集合了所有的過濾器、電磁控製閥、水氣調壓閥、管道吹掃閥和壓力傳感器。所有元器件,從係統上遊給水處的管連接到終端噴霧器,都采用熱浸鋅管、銅、尼龍等耐腐蝕性材料。
8)電伴熱及保溫係統分布在幹霧抑塵機、噴霧器總成及水、氣管路上,當環境溫度低於+5℃時啟動。
 
3 方案設計
 
3.1 產塵點情況
1)碼頭皮帶機皮帶頭部。物料沿皮帶落入下遊溜槽,因落入的物料勢能釋放,引起物料在溜槽側壁後反彈,與後續落入的物料連續產生相互碰撞,產生粉塵,粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜槽向上飛散。
2)懸臂皮帶機皮帶受料點。物料沿皮帶落入下遊溜槽,溜槽內的物料下落至懸臂皮帶機上,因落入的物料勢能釋放,引起物料在皮帶上後反彈,與後續落入的物料連續產生相互碰撞,產生粉塵。粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿導料槽空隙處向四周飛散。
3)懸臂皮帶機皮帶頭部。物料沿皮帶落入下遊溜筒,因落入的物料勢能釋放,引起物料在溜筒壁上反彈,與後續落入的物料連續產生相互碰撞,產生粉塵,粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜筒向上周飛散。
4)懸臂皮帶機機頭部溜筒拋料鏟。物料沿溜筒落入下遊拋料鏟,因落入的物料勢能釋放,引起物料在拋料勺平麵後反彈,與後續落入的物料連續產生相互碰撞,向四周無規則(無組織)飛散的同時,下落的物料在落入船艙後相互撞擊向四周無規則(無組織)飛散。
 
3.2 設計方案
 
3.2.1 碼頭皮帶機皮帶頭部
設計配置1套水氣分配器,6套萬向節噴霧器總成。噴霧時間為連續,並設計安裝一套料流傳感器。
3.2.2 懸臂皮帶機皮帶受料點
設計安裝1套水氣分配器,10套萬向節噴霧器總成。其中在此受料點上遊皮帶處設計安裝4套萬向節噴霧器總成;在此受料點下遊皮帶處設計安裝6套萬向節噴霧器總成。噴霧時間為連續。
3.2.3 懸臂皮帶機皮帶頭部
設計配置1套水氣分配器,6套萬向節噴霧器總成。噴霧時間為連續。
3.2.4 懸臂皮帶機機頭部溜筒拋料鏟
設計配置1套水氣控製器,4套噴霧箱:其中拋料鏟落料口正上方設計安裝一套噴霧箱,拋料鏟兩側及後側各設計安裝一套噴霧箱,均隨拋料勺移動,噴霧方向與物料的下落方向一致。噴霧時間為連續。
懸臂帶式輸送機頭部溜筒噴霧箱總成通過高壓軟管及水、氣、電纜卷筒與係統相連,水、氣設保溫措施。
 
3.3 應用效果
1)幹霧抑塵裝置投入運行後抑塵率達到90%以上,減少了煤炭損失量。
2)原噴水裝置噴水量大, 造成原煤含水量過高, 使用幹霧抑塵裝置後,噴水量減少了90% 以上,同時減少了煤炭的熱值損失。
3)幹霧抑塵裝置在各個功能係統和所有水、氣管道設置電伴熱帶加熱並設計保溫防凍,可以確保冬季正常使用。幹霧抑塵裝置投產後,不會造成煤炭冬季凍結,幹霧抑塵係統的用水量小,物料濕度增加重量比小於0.02 %~0.05 %,皮帶不會打滑、跑偏,可正常輸送。
4)幹霧抑塵裝置操作可實現全自動控製模式,在自動操作模式時,噴霧操作由幹霧抑塵裝置的可編程邏輯控製器(PLC)根據現場情況自動控製,可以實現無人操作運行,減少現場操作工人勞動強度。
 
4 總結
 
根據有關統計數據,在露天堆存、轉運、裝卸等作業過程中,因粉塵飄散造成的煤炭年損失率約為6% ~8%,裝船作業也是因粉塵飄散造成煤炭損失的重要環節。幹霧抑塵技術能夠取得有效抑塵效果在90%以上,經濟效益非常可觀。同時,此項技術的應用,在取得良好的經濟效益前提下,大大降低了作業區域的粉塵汙染,生產作業人員工作環境大為改善,港區環境也得到很大改觀,作業區清潔工作量明顯降低。綜上所述,幹霧抑塵技術在裝船機除塵中的運用效果優於原有除塵係統,投入運行後,所產生的經濟效益和社會效益顯著,基本上解決了冬季除塵的問題。今後,可使幹霧抑塵技術進一步結合港口機械的特點,在港口四季除塵中得到更廣泛有效的應用。

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