唐玉璽, 楊大海
(南通潤邦重機有限公司 技術中心,江蘇 南通 226013)
目前碼頭使用抓斗卸載散貨船,再通過料斗將物料裝載到卡車或者輸送機上的方式較為普遍,而粉塵污染一直是困擾各港口最為頭疼的問題,用抓斗將物料卸到料斗,粉塵特大,嚴重污染港口環(huán)境,并影響到司機的視線。隨著生產水平和生產技術的發(fā)展,如何將粉塵污染控制到最低程度,已成為裝卸機械設備環(huán)保節(jié)能水平的重要指標?,F有的除塵系統(tǒng)都是在料斗開口上部設置擋風板并安裝收塵管路和除塵器,除塵效果不理想且耗能大,因此需要開發(fā)一種除塵系統(tǒng)以有效地控制粉塵排放并降低能耗。
如圖1所示,散料料斗干式除塵系統(tǒng)(專利號:ZL 2014 2 0301034.X)主要由插入式布袋除塵器、落料格柵、擋風板、防塵簾等構成,落料格柵固定在料斗體上部,防塵簾安裝在落料格柵下面,除塵器安裝到料斗體上部、擋風板外側并插入料斗中。
圖1 散料料斗干式除塵系統(tǒng)構成圖
散料料斗干式除塵系統(tǒng)的工作原理:抓斗進入料斗擋風板內,抓斗打開,物料在重力的作用下落到落料格柵上,進而推開安裝在落料格柵上的防塵簾進入料斗內部,防塵簾隨后在自重和配重的作用下自動閉合,防止粉塵向上飛竄,利用料斗周圍除塵器產生強大氣流的吸力,將含塵氣體從料斗內腔吸出并通過除塵器布袋過濾凈化,過濾后的空氣經除塵器排風口排出,吸附在布袋上的粉塵被脈沖閥反吹落入料斗內,另外落料格柵上開有直風口,擋風板內部的揚塵通過直風口進入料斗內腔,進而被除塵器吸附過濾。
當物料落在落料格柵上時,能夠推開防塵簾落入料斗內腔里,不產生積料;當物料完全落入料斗內腔內部后,防塵簾能夠自動閉合形成閉合空間才能保證除塵效果。需要通過實驗獲得防塵簾來料打開與無料閉塵的相關性能。
防塵簾材料選擇。防塵簾與物料直接接觸,因此需要耐磨、耐沖擊,保證物料能夠沖開且不積料,需要防塵簾柔性較好,根據不同物料要求甚至要求防塵簾能耐酸堿腐蝕,防靜電,是否有毒性等。
當防塵簾閉合以后,除塵器除了要將物料擠開的體積的風量全部吸走,還需要將擋風板內的揚塵吸進料斗內腔,防止粉塵溢出擋風板污染環(huán)境,因此要求除塵器提供足夠的風量,才能達到良好的除塵效果。為了保證能夠物料進入料斗內腔的同時,除塵器需要將物料擠開的體積吸走,抓斗體積為V,物料進入時間為t,則
式中:Q1為吸走物料排開體積所需風量,m3/h;V為抓斗抓取的物料體積,m3;t為物料從防塵簾進入料斗內腔所用的時間,s。
除塵器除了吸走料斗內腔中物料排掉的體積,還要從上部吸取擋風板內污染源的氣體量Q2,擋風板內污染源的氣體量即為物料落入擋風板內的誘導空氣量。
式中:Q2為誘導空氣量,m3/h;A為擋風板內部截面積,m2;η為能量轉換率;Σζ為阻力系數;N為落料所做的功,具體計算方法查閱參考文獻[1]。
因此,料斗除塵系統(tǒng)的除塵總風量Q=Q1+Q2。
采用插入式布袋脈沖除塵器,布袋直接置于料斗之中,以高過濾速度處理高濃度粉塵并保持恒定的系統(tǒng)運行阻力,為連續(xù)工作型除塵器。當過濾時,灰塵被捕集在濾袋的外表面,隨后反吹噴管將壓縮空氣噴入濾袋中,隨之反吹氣流將濾袋吹鼓使灰塵脫落,最后被吹落的灰塵掉入料斗中。防塵簾的設計以及整個料斗的結構型式等決定除塵風量的大小,并最終決定除塵器型式型號的選擇,所有這些都與散料料斗干式除塵系統(tǒng)的除塵效果密切相關。
1)型式創(chuàng)新:由開口收塵升級到閉式除塵,獨特的防塵簾設計,充分利用來料打開以及無料閉合的特性,使料斗成為一個封閉的空間,防止再次揚塵。2)采用插入式脈沖布袋除塵器,占用空間小,安裝簡單容易,可不斷地置換空氣,并在恒定的系統(tǒng)阻力下保持高效除塵。3)由于防塵簾的閉塵作用,使得較少的除塵風量即可達到很好的除塵效果,大大降低了除塵系統(tǒng)的能耗。
這種新型料斗除塵方式以其能耗低,除塵效果好,占用空間少,并能連續(xù)不間斷工作等優(yōu)勢,必將在碼頭移動裝載料斗、橋式抓斗卸船機等設備上普遍使用。
[1] 嚴興忠.落料誘導空氣量的理論計算法[J].工業(yè)安全與防塵,1993(8):12-18.
[2] 游景茂,張曉川.抓斗卸船粉塵的治理[J].港口裝卸,2008(5):34-36.
[3] 胡傳鼎.通風除塵設備設計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003.
[4] 張殿印,王純.除塵工程設計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003.