丘 彬

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

引言

微霧抑塵技術(shù)是由DSI（DustSolutions，Inc 美國）所研發(fā)并引導(dǎo)的一種優(yōu)于通過傳統(tǒng)噴霧、噴水除塵技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)。它是電力、冶金、化工、港口、礦山、垃圾處理站等存在散料場所綜合抑塵方案的一個重要組成部分，已在以上各場所有了廣泛應(yīng)用。

大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司原料區(qū)域，物料在轉(zhuǎn)運、卸料以及貯存等過程中易產(chǎn)生揚塵，為了響應(yīng)國家的環(huán)保政策，改善現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，避免矽肺病等職業(yè)病對人體造成不可恢復(fù)性傷害。采用福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計、制造的微霧抑塵系統(tǒng)，在導(dǎo)料槽的頭部和尾部設(shè)置微霧噴霧點，每個噴霧點通過水氣分配器對水和氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的噴霧效果和除塵效率。

1 設(shè)計條件

1.1 設(shè)計要求

大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司每個輸煤轉(zhuǎn)運站設(shè)置一臺微霧主機(jī)，導(dǎo)料槽頭部設(shè)置一臺水氣分配器和6 個噴嘴，導(dǎo)料槽尾部設(shè)置兩臺水氣分配器和20 個噴嘴。壓縮空氣壓力0.4 MPa～0.6 MPa，供水壓力0.1 MPa～0.3 MPa；懸浮物質(zhì)量濃度≤50 mg/L，pH 值6.5～8.5。

1.2 轉(zhuǎn)運站輸煤系統(tǒng)煤粉料性

轉(zhuǎn)運站輸煤系統(tǒng)的煤塵多屬于微塵，大約88%的粉塵粒徑小于5 μm，多數(shù)屬于呼吸性粉塵，因此轉(zhuǎn)運站中的煤塵可以長時間的懸浮在空氣中，對人體危害極大。另外煤粉塵散落在皮帶上及電氣元件上，會引起機(jī)械磨損，元件接觸不良，控制失靈，大量粉塵堆積會有爆炸著火的隱患。

國家《DLT—5187.2 火力發(fā)電廠運煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程 第2 部分：煤塵防治》中對輸煤轉(zhuǎn)運站的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)做了詳細(xì)規(guī)定[1]。運煤系統(tǒng)煤塵綜合防治設(shè)計應(yīng)符合DL 5000 的下述標(biāo)準(zhǔn)：

1）煤塵中含有10%及以上游離二氧化硅時，工作地點空氣中含塵質(zhì)量濃度不應(yīng)大于2 mg/m3，呼吸性矽塵質(zhì)量濃度不應(yīng)大于1 mg/m3；當(dāng)空氣中呼吸性矽塵質(zhì)量濃度大于1 mg/m3時，應(yīng)采取個人防護(hù)措施；除塵系統(tǒng)向室外排放質(zhì)量濃度不應(yīng)大于60 mg/m3。

2）煤塵中含有10%以下游離二氧化硅時，工作地點空氣中總含塵濃度為：時間加權(quán)平均容許質(zhì)量濃度不應(yīng)大于4 mg/m3；短時間接觸容許質(zhì)量濃度不應(yīng)大于6 mg/m3，呼吸性煤塵時間加權(quán)平均容許質(zhì)量濃度不應(yīng)大于2.5 mg/m3；短時間接觸容許質(zhì)量濃度不應(yīng)大于3.5 mg/m3。當(dāng)空氣中呼吸性煤塵濃度大于2.5 mg/m3時，應(yīng)采取個人防護(hù)措施；除塵系統(tǒng)向室外排放質(zhì)量濃度不應(yīng)大于120 mg/m3。

2 微霧抑塵系統(tǒng)技術(shù)特點

2.1 微霧抑塵設(shè)計技術(shù)原理

抑塵原理：微霧霧滴顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時與霧滴顆粒碰撞、接觸、凝結(jié)的可能性越大，粉塵顆粒不斷聚集沉降，達(dá)到降塵的目的[1]。

微霧抑塵系統(tǒng)把壓縮空氣與水在特定情況下進(jìn)行壓縮混合，在各個揚塵控制點形成大量亞微米級微霧輸出，由數(shù)以百萬計的亞微米級霧滴形成龐大的霧陣，密度與數(shù)量均大大高于粒徑相仿的粉塵群，因體積接近，微霧顆粒更容易捕捉到塵埃顆粒，最終與塵埃顆粒不斷結(jié)合并快速沉降。微霧抑塵系統(tǒng)所輸出的粒徑10 μm 以下水霧，噴射在揚塵點上方形成一定厚度的“云層”，將粉塵包圍在“云層”下面。當(dāng)粉塵隨氣流上升通過“云層”時，一方面，水滴會與粉塵粒子結(jié)合（“團(tuán)聚”效應(yīng)），粉塵顆粒會不斷聚集沉降，達(dá)到降塵和凈化空氣的目的；另一方面，空氣中被水滴浸潤的粉塵顆粒灑落于物料堆表面時，也會浸潤粉態(tài)物料，從而抑制粉塵飛揚[3]。微霧抑塵原理，如圖1 所示。

圖1 微霧抑塵原理

微霧抑塵系統(tǒng)所輸出的10 μm 以下霧滴，在常溫環(huán)境下會迅速蒸發(fā)，對物料的水份增加不到0.3%，而且對生產(chǎn)設(shè)備如：皮帶機(jī)、振動篩等零損害。微霧抑塵系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的抑塵方式，從源頭治理，將所有的粉塵控制于萌芽之中，不使用任何化學(xué)產(chǎn)品，省水，省電，是最為節(jié)能環(huán)保且行之有效的粉塵抑制方式之一。微霧抑塵過程示意，如圖2 所示。

圖2 微霧抑塵過程示意圖

2.2 微霧抑塵系統(tǒng)組成

系統(tǒng)設(shè)備由全自動過濾器、水箱、增壓泵、抑塵集控單元、儲氣罐、霧化控制器、末端霧化器、管路閥門等組成。

全自動過濾器：通過過濾器設(shè)置的差壓或者時控信號，自動開停反沖功能，實現(xiàn)對過濾器濾網(wǎng)的雜質(zhì)清洗的功能，無需人工操作，從根本上解決了人工對過濾器繁瑣清洗的工作。同時在過濾清洗的過程中也可以為系統(tǒng)不間斷的在線工作模式，從而保證了現(xiàn)場的用水問題[4]。

水箱：用于儲存水源管來水，設(shè)有液位開關(guān)，保證水泵、集控單元的正常運行。

增壓泵：為各個抑塵點的霧化噴嘴提供所需壓力水。

抑塵集控單元：抑塵集控單元對微霧抑塵系統(tǒng)進(jìn)行控制，提供自動和手動兩種操作方式。在自動操作模式時，可自動接收遠(yuǎn)程觸發(fā)信號啟動或停止噴霧。在手動操作模式時，可對增壓泵進(jìn)行啟停操作，可開關(guān)集控單元內(nèi)的水氣閥門，可控制抑塵點霧化控制器內(nèi)的電磁閥開關(guān)，實現(xiàn)噴嘴的啟停。集控單元參數(shù)設(shè)定窗口能夠設(shè)置噴霧相關(guān)的時間壓力參數(shù)等。

儲氣罐：存儲壓縮空氣，消除空壓機(jī)輸出氣流的脈動，穩(wěn)定氣源壓力，保證輸出的連續(xù)平穩(wěn)，延長空壓機(jī)加載-卸載的循環(huán)周期，減少電氣設(shè)備和閥門的切換頻率。

霧化控制器：霧化控制器將集控單元輸送過來的水、氣通過PU 軟管輸送到各個末端霧化器，并通過電磁閥控制水氣管路的開關(guān)，可通過減壓閥調(diào)節(jié)水路的壓力。

末端霧化器：噴嘴安裝在球形末端霧化器保護(hù)殼體安裝座內(nèi)，球形末端霧化器可調(diào)節(jié)噴霧方向。噴嘴接收由抑塵集控單元輸送來的氣、水后將其轉(zhuǎn)化成水滴直徑為1 μm～10 μm 的干霧，末端霧化器采用法蘭固定。

管路閥門：將空壓機(jī)輸出的壓縮空氣、水泵輸出的水由抑塵集控單元輸送至各個末端霧化器端。

2.3 微霧抑塵工藝

轉(zhuǎn)運站輸煤系統(tǒng)采用了龍凈環(huán)保針對輸送過程產(chǎn)生的揚塵研制的抑塵工藝，對皮帶頭部導(dǎo)料槽和尾部導(dǎo)料槽的揚塵點設(shè)置噴霧點進(jìn)行除塵，同時可以根據(jù)現(xiàn)場粉塵大小設(shè)置噴霧時間、噴霧間隔時間，實現(xiàn)了最佳抑塵效果，保證了抑塵系統(tǒng)投運后的長期、穩(wěn)定運行[5]。噴霧點布置，如圖3 所示。

圖3 噴嘴布置圖

3 微霧抑塵系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

3.1 調(diào)試運行情況

該項目屬于在線改造，施工期間克服了工期短，交叉作業(yè)多，施工作業(yè)面狹窄，現(xiàn)場干涉多等難題，設(shè)備安裝完成后進(jìn)入單體調(diào)試，隨后進(jìn)入負(fù)載調(diào)試。單體調(diào)試和分布試運行均順利完成，為微霧抑塵系統(tǒng)的投運奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)投運后，運行穩(wěn)定、可靠和高效，滿足粉塵治理要求，實現(xiàn)了技術(shù)運用合理、設(shè)計科學(xué)節(jié)儉、運行安全可靠、工期短、質(zhì)量高、能耗小、有效解決現(xiàn)場污染的目標(biāo)。

3.2 問題及處理

1）噴嘴的霧化效果不佳，抑塵效果差，通過對現(xiàn)場實際情況分析排查，原因有以下幾點：水氣分配器與萬向節(jié)、噴嘴的距離過大，導(dǎo)致水壓、氣壓損失較大，壓力不足導(dǎo)致霧化效果不佳；水壓和氣壓未調(diào)節(jié)至最佳配比。針對上述原因，采取如下措施：水氣分配器與萬向節(jié)、噴嘴的距離從12 m 減為5 m；水壓調(diào)至0.15 MPa，氣壓調(diào)至0.4 MPa，使噴嘴霧化效果達(dá)到最佳狀態(tài)，從而更好地與粉塵結(jié)合。

通過采取以上措施，系統(tǒng)正常運行且噴霧霧化效果最佳，從而達(dá)到最佳的抑塵效果。

2）系統(tǒng)噴霧停止后，噴嘴會繼續(xù)滴水，導(dǎo)致皮帶或地板上有積水，通過分析排查，原因是系統(tǒng)停止噴霧后，管道里殘留一部分水，會通過噴嘴流出。針對上述原因，采取如下措施：在工藝?yán)镌黾哟祾吖δ?，即系統(tǒng)停止后立即啟動吹掃閥，對噴嘴進(jìn)行吹掃，且吹掃時間可調(diào)。通過采取以上措施，管道內(nèi)殘留的水被吹到干凈，保證系統(tǒng)停止后噴嘴不再滴水。

3）在運行過程中皮帶空轉(zhuǎn)時噴霧系統(tǒng)開啟，導(dǎo)致皮帶和地板積水通過對現(xiàn)場實際情況分析排查，原因為控制工藝缺陷，系統(tǒng)只與皮帶運行信號連鎖，導(dǎo)致不管皮帶上是否有煤，一旦皮帶啟動則微霧抑塵系統(tǒng)也啟動。針對上述原因，采取如下措施：控制工藝改為微霧抑塵系統(tǒng)根據(jù)皮帶運行信號和煤流檢測信號來控制。通過采取以上措施，避免了皮帶空轉(zhuǎn)時干霧系統(tǒng)投入運行。

轉(zhuǎn)運站輸煤系統(tǒng)微霧抑塵系統(tǒng)通過調(diào)試，系統(tǒng)的水壓、氣壓、霧化效果和除塵效率等各項指標(biāo)均符合設(shè)計要求。極大的改善了現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，防止工作人員發(fā)生矽肺病等職業(yè)病，保障作業(yè)人員的身心健康，同時也改善了周邊的大氣環(huán)境質(zhì)量。

4 結(jié)論

微霧抑塵系統(tǒng)在大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司的成功應(yīng)用，在達(dá)到除塵效果的前提下減少了煤炭損失量，減少用水量，減少了因清理煤池帶來的勞務(wù)費用，并且維護(hù)費用低。因此，本系統(tǒng)具有整體的經(jīng)濟(jì)性、除塵效率高、自動化程度高、占地面積小、能耗低、無二次污染等優(yōu)點，夏季使用，對車間溫度有降溫效果，可以廣泛的運用于控制煤炭的破碎、篩分及輸送等車間裝載和卸貨過程中原材料的揚塵，另外還廣泛應(yīng)用于采礦業(yè)、水泥業(yè)、建筑業(yè)、焦炭處理包括粉煤灰以及在食品、化工、造紙、紡織、金屬以及其他眾多行業(yè)，并且可以有效防止粉塵爆炸事故的發(fā)生。