上海振華重工集團(tuán) 上海 200125

0 引言

卸船機(jī)、堆取料機(jī)等裝卸設(shè)備在散料裝卸及轉(zhuǎn)運(yùn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，上下游設(shè)備之間的物料轉(zhuǎn)接點(diǎn)是物料裝卸輸送過程中重要的區(qū)域位置。對于易于揚(yáng)塵的粉狀物料，在轉(zhuǎn)接位置極易引起物料外溢，造成環(huán)境污染。為減少揚(yáng)塵，解決環(huán)境問題，文中針對引起物料粉塵外溢的原因進(jìn)行分析，并針對該問題提出了多項(xiàng)針對性解決方案，以保證物料轉(zhuǎn)接過程中減少揚(yáng)塵，符合環(huán)保要求。

1 裝卸系統(tǒng)揚(yáng)塵原因分析

如圖1中所示，在輸送機(jī)作業(yè)時(shí)，在轉(zhuǎn)接點(diǎn)常有大量粉塵溢出，環(huán)境污染嚴(yán)重。主要原因有：落料點(diǎn)輸送帶受物料沖擊，引起輸送帶抖動(dòng)，物料或粉塵從料槽兩側(cè)及前后側(cè)溢出；導(dǎo)料槽封閉不嚴(yán)，導(dǎo)致物料粉塵從倒料槽兩側(cè)及前后側(cè)溢出；另外，在物料下落運(yùn)動(dòng)過程中，引起溜管中氣體流動(dòng)，使得溜管上部空氣處于負(fù)壓狀態(tài)，溜管下部空氣處于正壓狀態(tài)，加劇了物料粉塵外溢。

如圖1中所示，卸船機(jī)作業(yè)時(shí)，特別是抓斗在中心料斗放料時(shí)有大量粉塵溢出，污染嚴(yán)重，主要原因與輸送機(jī)轉(zhuǎn)接點(diǎn)類似：物料沖擊導(dǎo)致氣體劇烈流動(dòng), 從而帶動(dòng)揚(yáng)塵，另外由于開放環(huán)境無法封閉,受外界風(fēng)影響產(chǎn)生揚(yáng)塵。卸船機(jī)導(dǎo)料槽部分與地面皮帶轉(zhuǎn)接點(diǎn)粉塵外溢產(chǎn)生原因和輸送機(jī)轉(zhuǎn)接點(diǎn)部分完全相同。

如圖1中所示，堆取料機(jī)在工作過程中，堆料作業(yè)產(chǎn)生揚(yáng)塵主要由物料沖擊和外界風(fēng)影響產(chǎn)生揚(yáng)塵。取料過程中，轉(zhuǎn)接點(diǎn)產(chǎn)生的揚(yáng)塵原因與輸送機(jī)轉(zhuǎn)接點(diǎn)揚(yáng)塵原因類似。

另外裝船機(jī)，裝車機(jī)，翻車機(jī)，裝車樓等散料裝卸設(shè)備物料轉(zhuǎn)接點(diǎn)揚(yáng)塵產(chǎn)生原因也類似上述幾種設(shè)備。

針對上述散料裝卸設(shè)備粉塵產(chǎn)生原因，從避免物料沖擊引起污染的技術(shù)措施和抑制氣體擾動(dòng)引起揚(yáng)塵的技術(shù)措施兩個(gè)方面進(jìn)行考慮以解決問題。

2 避免物料沖擊引起揚(yáng)塵的技術(shù)措施

物料的劇烈沖擊主要原因?yàn)槲锪狭魉龠^大，沒有足夠的緩沖或者導(dǎo)料引起沖擊。對于物料裝卸轉(zhuǎn)接位置有如下措施可以解決揚(yáng)塵問題。

1）對于比重相對較重的物料,在輸送流管下方或?qū)Я喜凵显黾诱{(diào)料擋板位置，調(diào)節(jié)物料落料，避免直接沖擊皮帶，或用緩沖床代替緩沖托輥，以減少膠帶振動(dòng)，如圖2、圖3所示。

2）對于易流動(dòng)磨損較輕的物料，可以在流管下方增加緩沖鎖氣器或者重力開閉式調(diào)料擋板裝置。通過物料緩沖裝置減緩物料沖擊及由沖擊引起的氣流擾動(dòng)，減少揚(yáng)塵。如圖4、圖5所示。

3）對于封閉狀態(tài)的輸送流管以及頭罩調(diào)料擋板進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，可采用曲線式漏斗，通過采用的弧形調(diào)料擋板可實(shí)現(xiàn)給物料導(dǎo)向及約束料流流向功能，流管的曲線仿真設(shè)計(jì)具備緩沖物料沖擊以及順向?qū)Я瞎δ?，能夠極大減緩物料對下游皮帶的沖擊，減少揚(yáng)塵，如圖6所示。

4）對于卸船機(jī)中心料斗或者開放式受料料斗位置：設(shè)置中心漏斗側(cè)擋風(fēng)板防止粉塵外溢和外界風(fēng)干擾，并在斗壁上側(cè)和擋風(fēng)板上設(shè)置氣流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，降低氣流擾動(dòng)。另外在料斗兩側(cè)設(shè)置高壓噴淋除塵，或者干式除塵設(shè)備等措施，進(jìn)一步抑制粉塵外溢。

5）其他裝卸設(shè)備如堆取料機(jī)，裝船機(jī)，裝車機(jī)等裝卸轉(zhuǎn)接位置揚(yáng)塵也類似上述處理措施。

3 抑制氣體擾動(dòng)引起揚(yáng)塵的技術(shù)措施

在物料轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，揚(yáng)塵主要是有氣流擾動(dòng)在倒料槽形成正壓促使粉塵外溢，針對該問題，可采用無（微）動(dòng)力除塵技術(shù)措施，其通過采取取樣分析粉塵特性，模擬研究粉塵運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)律后，對導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，來誘導(dǎo)室內(nèi)空氣流動(dòng)，降低內(nèi)部氣壓甚至形成負(fù)壓狀態(tài)，以避免粉塵外溢。

無動(dòng)力除塵技術(shù)，利用物料跌落時(shí)產(chǎn)生的壓力差，在除塵器內(nèi)形成氣流閉環(huán)流通，對各揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行分散除塵。在需除塵的設(shè)備上，設(shè)置除塵室，在除塵室內(nèi)設(shè)置應(yīng)力板。物料跌落或受到振動(dòng)時(shí)，含塵氣流往上運(yùn)動(dòng)，撞擊到應(yīng)力板，變?yōu)槲闪?，氣流的速度與方向均發(fā)生改變，大顆粒的粉塵沉降下來。在密封的除塵室內(nèi)，輸運(yùn)帶仍然繼續(xù)運(yùn)行，物料下料口出現(xiàn)微負(fù)壓，在除塵室內(nèi)設(shè)置密封氣體回流管，將微正壓氣流引至物料下料口前，保持壓力平衡，實(shí)現(xiàn)除塵器內(nèi)閉環(huán)流通，以使粉塵連續(xù)沉降，避免粉塵外溢。如圖7所示。

4 干式或濕式除塵技術(shù)措施

對于干式、濕式除塵技術(shù)，應(yīng)根據(jù)不同物料特性以及作業(yè)環(huán)境進(jìn)行選擇。

4.1 干式除塵主要應(yīng)用以及適用性分析

袋式除塵器主要應(yīng)用于干燥物料的粉塵處理，不適于粘結(jié)性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的塵粒，該除塵技術(shù)效率高，特別是細(xì)粉，達(dá)99%以上；適應(yīng)性強(qiáng)，能處理不同類型的顆粒污染物(包括電除塵器不易處理的高比電阻粉塵)；除塵效率不受粉塵濃度影響，便于回收處理。但受布袋濾布的耐溫、耐腐等性能限制，使用溫度要小于300℃，且設(shè)備投資維護(hù)費(fèi)用較高。

靜電除塵器主要用于顆粒較小的粉塵處理，對于1 μm以下的細(xì)微粉塵，除塵效率高。適合處理煙氣量大，可用于高溫、高壓和高濕的場合，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但設(shè)備龐大且需高壓變電和整流設(shè)備，能耗高，投資維護(hù)成本高。

4.2 濕式除塵主要應(yīng)用以及適用性分析

濕式除塵通過用水或其他液體濕潤塵粒，捕集粉塵和霧滴的除塵方法，常用形式有噴淋除塵，干霧除塵，及高壓噴霧除塵。濕式除塵形式主要用于礦石，煤炭以及沙石等含水率較高物料，

1）常規(guī)噴淋除塵 因水滴分子較大，能夠捕獲大顆粒粉塵，但對于細(xì)小微塵（小于20 μm），因水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，粉塵僅隨水霧顆粒周圍氣流而運(yùn)動(dòng)，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有機(jī)會(huì)接觸，因空氣流動(dòng)，難以達(dá)到較好的抑塵效果。

2）干霧抑塵裝置是利用干霧噴霧器產(chǎn)生的10 μm以下的微細(xì)水霧顆粒（10 μm以下），使粉塵顆粒相互粘結(jié)、聚結(jié)增大，并在自身重力作用下沉降。因水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)與水霧顆粒相互碰撞、接觸而粘結(jié)一起。隨著聚結(jié)的粉塵團(tuán)變大加重，從而起到抑塵效果。

3）高壓噴霧通過高壓水泵增壓后，水由進(jìn)液管進(jìn)入水過濾器，經(jīng)過濾器將水中雜質(zhì)與懸浮物濾除后，在液體加壓裝置中被加壓成高壓后，送到霧化噴頭，在無需任何氣流和物質(zhì)的幫助下直接將液體霧化成直徑小于10 μm～100 μm的細(xì)水霧顆粒，由于霧滴直徑小，范圍廣，還可以根據(jù)風(fēng)速以及揚(yáng)塵特性調(diào)節(jié)噴霧流量及噴塑，更易于捕獲揚(yáng)塵，懸浮的塵團(tuán)隨著重量增大降落下來，從而達(dá)到除塵目的。圖10為在卸船機(jī)中心料斗上的除塵改造前后的效果對比圖，表1為除塵效率統(tǒng)計(jì)表。其中圖10a為改造前揚(yáng)塵情況，圖10b為改造后作業(yè)過程中，打開抓斗后不同時(shí)段的除塵效果圖。

表1 濕式除塵效率統(tǒng)計(jì)表

上述三種除塵形式，普通水噴淋對粉塵有一定抑制效果（圖11），但難以達(dá)到除塵環(huán)保要求。干霧除塵容易捕獲較小粉塵（圖12），但因干霧顆粒較小，易受到氣流帶動(dòng)攜帶粉塵外溢，不適用于氣體流動(dòng)較快的區(qū)域。高壓噴霧水霧粒徑范圍廣（圖13），易捕獲揚(yáng)塵，且可通過調(diào)節(jié)噴霧壓力及速度，對風(fēng)和氣流有一定的抗擾性，能較好達(dá)到除塵要求。在符合應(yīng)用要求的條件下，濕式除塵相對干式除塵，投資成本低，檢修維護(hù)方便。

5 結(jié)論

在任何物料輸裝卸轉(zhuǎn)運(yùn)程中，均存在裝卸轉(zhuǎn)接位置揚(yáng)塵問題，合理選擇除塵方式以及針對性技術(shù)措施對解決揚(yáng)塵問題十分關(guān)鍵。漏斗和溜槽的仿真設(shè)計(jì)對各種物料的緩沖及導(dǎo)向均有較好作用，無動(dòng)力除塵技術(shù)對氣體流動(dòng)引起粉塵的抑制效果明顯，仿真和氣流誘導(dǎo)兩種措施相比干式或濕式除塵投資成本低，且無能耗，無需巡檢，維護(hù)方便，費(fèi)用低。適用范圍廣，對于粉塵外溢嚴(yán)重轉(zhuǎn)接位置，可以干式、濕式除塵結(jié)合同時(shí)使用，能較好的達(dá)到環(huán)保要求，解決環(huán)保問題。

6 前景展望

散料處理領(lǐng)域中，環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展日益重要，大型鏈斗卸船機(jī)，螺旋卸船機(jī)的研發(fā)及投入使用，圓管輸送機(jī)大型化研發(fā)設(shè)計(jì)及應(yīng)用，圓形料場、條形料倉，以及氣膜料倉技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，均極大改善了環(huán)境保護(hù)。文中涉及的粉塵治理都屬于粉塵產(chǎn)生之后的治理措施及技術(shù)，未來粉塵防治技術(shù)發(fā)展越來越注重于粉塵源外溢或抑制粉塵產(chǎn)生方向的創(chuàng)新，從根源上避免粉塵產(chǎn)生，因此，環(huán)保型散料處理設(shè)備的研發(fā)將是粉塵治理的創(chuàng)新發(fā)展方向，該類型新設(shè)備也將得到廣泛推廣及應(yīng)用。