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關于翻車機干霧抑塵系統的應用

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發布時間:2021-08-24 09:03

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介紹針對散料裝卸運輸過程中產生的10μm以下可吸入粉塵有效的大型干霧化抑塵系統,提高作業場所空氣質量。

1 前言

干霧抑塵是鋼廠、火力發電廠燃料系統等帶粉塵物料輸送系統理想的抑塵方式,干霧抑塵的優勢不僅在于低廉的造價、控制簡單、維護方便,而且效果顯著和穩定性更是其它抑塵方式所不能比擬的,特別是無需收集和輸送含塵氣體,省去了收塵罩、風機、風管等設備,更不會造成二次污染。其關鍵技術是提高霧化效果,水滴越多,結合煤塵的機率就越高,降塵的效果就會越好,而水的流量卻不能過大,一般燃料中的含水量要控制在6%,燃料中的含水量過高不但會對燃燒造成影響,而且還容易造成燃料在皮帶上打滑或落煤管堵塞等現象,這就要求不但要有良好的霧化效果,還要掌握一定的霧化時機,既達到有效抑塵的目的,又把握好水量的多少。文章依托翻車機卸車系統,重點對工業場所產生的10μm以下的可吸入粉塵有效的治理方法進行深入研究。

2 傳統抑塵技術

常用的傳統除塵技術主要有機械式除塵,濕式除塵,電除塵等。

機械式除塵是一種依靠機械力(重力、慣性力、離心力等)作用將粉塵與氣體分離沉降的裝置,該類除塵方法的特點是結構簡單,設備費和運行費較低,但抑塵效率不高,適用于含塵濃度高、顆粒粒度大的氣流,常用于抑塵要求不高的場合或用作高效抑塵裝置的前置預抑塵器。

濕式除塵俗稱“水除塵”,它是使粉塵與水接觸,利用水滴和顆粒慣性碰撞使粉塵顆粒增大沉降達到抑塵的目的,濕式抑塵方法的特點是占地面積小,造價低,但經營成本高,耗水量大,易造成二次污染。適用于含有有機異味、酸堿等粉及塵抑塵要求不高的場合。

電除塵也就是靜電抑塵,依靠正負電離子去中和塵埃上的離子,在庫倫力的作用下使粉塵與氣流分離沉降。特點是使用壽命長,但造價高,能耗大,設備龐大,維護費用高。適用于以煤為燃料的工廠、電廠等行業。

以上傳統抑塵技術隨著能源的匱乏及環保要求的提高,都在不同程度上存在一定的缺點和不足,需要一種新型的抑塵方式來彌補傳統抑塵方式的缺點。

3 干霧化抑塵技術

干霧化抑塵技術是利用空氣和水兩相流,即高壓空氣在特定的噴嘴的腔體內將水打成直徑小于10μm直徑的水顆粒,該直徑下的水顆粒與粉塵顆粒,尤其是10μm以下的粉塵顆粒相互碰撞,吸附凝結最后在重力的作用下沉降。


圖1 干霧抑塵過程

干霧化抑塵技術能夠解決瞬間產生的灰塵的問題,可以將粉塵大規模的聚集到一個更大的集群,集聚可以大大增加類似尺寸的個體間相互結合的可能性,不需要任何化學品及化學劑,對小于10μm的粉塵與大顆的粉塵有同樣的沉降效果,在污染的源頭—起塵點進行粉塵治理,適用于無組織排放,密閉或半密閉空間的污染源,抑塵效率高,干霧顆粒為穩定的10μm以下,在抑塵點形成濃而密的霧陣,針對10μm以下可吸入性粉塵治理效果可高達96%以上,避免矽肺病危害,較低的前期投入成本,運行成本低,幾乎免于維護,耗水量小,物料濕度增加重量比0.02%~0.05%,無二次污染,水壓及氣壓要求較低,占地面積小,操作方便,全自動控制,擺脫昂貴的潤濕劑和控制的費用,避免水凍結,冬季使用時車間溫度基本不變。(其它傳統的抑塵設備,使用負壓原理操作,帶走車間內大量熱量,不得不增加車間供熱量。)

4 關鍵技術研究

在物料受卸環節,目前很多鋼鐵企業的大宗物料是由火車運來的,在物料從由火車運入企業料場時,一般通過翻車機卸車,翻車機系統作為無組織粉塵排放的重要場所之一,是產塵量最多的地方,實測數據顯示,粉塵濃度可高達800~3000mg/m3。其中粒徑小于10μm的對人體危害最大的呼吸性粉塵占85%以上,且極易發生粉塵爆炸和粉塵吸入。

(1)氣、水壓力控制

空氣和水進行兩相流存在著摩擦壓力梯度,若兩者壓力相近,則噴射過程不穩定;若空氣壓力大很多,容易產生水的相變,噴射出的將全部是水蒸氣;若水氣、壓力適中,水被高壓空氣打散,形成較細微的霧,噴射狀態較好,霧粒粒徑能穩定的保持在10μm以下。

(2)水、氣流量控制

如果水量過大,霧粒粒徑將大于10μm,影響抑塵效果,同時不能保證水量占物料的0.02%~0.05%,造成煤的熱值損失。如果氣流量過大,則噴嘴噴出大部分是空氣,同時霧索方向性不穩定,影響抑塵效果。所以控制適宜的水量及氣量,可以有效的保證霧粒粒徑,同時噴出的干霧的方向性強,霧索速度快,能迅速捕捉、屏蔽、切斷粉塵擴散

(3)布局的合理性

以翻車機翻轉卸料為例,翻車機反轉卸料時,物料離開車廂以一定的初速度向下運動,在運動過程中產生氣流形成負壓區,小顆粒物料在氣流的作用下揚起產生粉塵,當物料接觸到機坑壁時,發生碰撞,物料四溢產生粉塵,空氣中不同粒徑的粉塵粒子,隨氣流作慣性運動或無規則布朗運動或受某種場力的作用而移動。針對這一產塵機理特點,以及不同的現場情況,設計合理的噴霧點,噴射距離,噴霧角度,對整個噴霧區域進行總體掌控,使產塵區域形成密封的霧陣,將粉塵壓制下去。


圖2 翻車機抑塵點布置圖

1- 儲氣罐;2-配電柜;3-空壓機;4-干霧機;

5-空氣過濾器;6-水過濾器;7-噴霧控制器;8-噴嘴

(4)參數的正確計算

針對不同物料,不同工況條件及噴嘴布置形式,進行水量、氣量、壓力計算,同時考核研究設備是否適應工作環境,進行設備篩選,水氣流量、壓力分配做到優化設計,保證在最佳抑塵效果的同時最大限度的降低成本。

5 結論

目前,我國鋼鐵工業進入以結構調整為主的發展階段,遵循環境保護實行污染防治和生態保護并重的方針,采用符合清潔生產的新工藝、新技術以及大型化、連續化、高效化設備,可以從源頭降低資源消耗,各生產工序配備完善的環保設施,有效收集污染物,使污染物排放最小化,實現企業與環境友好。

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