摘 要：在物料裝卸轉接過程中，常規物料均為(wèi)塊粒粉狀物料，極易揚塵，引起環境污染。文中針對該問題，對溢塵問題進行了原因分析與研究，針對性提出了多種有效解決方案，以防止粉塵外溢，改善作業環境，解決環保問題。

關鍵詞：裝卸系統；無動力除塵；袋式除塵；靜電除塵；噴淋除塵

中圖分類号：U294.27+3 文獻标識碼：A 文章(zhāng)編号：1001-0785（2020）22-0078-05

0 引言

卸船機、堆取料機等裝卸設備在散料裝卸及轉運領域廣泛應用，上下遊設備之間的(de)物料轉接點是物料裝卸輸送過程中重要的(de)區域位置。對于易于揚塵的(de)粉狀物料，在轉接位置極易引起物料外溢，造成環境污染。為(wèi)減少揚塵，解決環境問題，文中針對引起物料粉塵外溢的(de)原因進行分析，并針對該問題提出了多項針對性解決方案，以保證物料轉接過程中減少揚塵，符合環保要求。

1 裝卸系統揚塵原因分析

如(rú)圖1 中所示，在輸送機作業時，在轉接點常有大量粉塵溢出，環境污染嚴重。主要原因有：落料點輸送帶受物料沖擊，引起輸送帶抖動，物料或粉塵從料槽兩側及前後側溢出；導料槽封閉不嚴，導緻物料粉塵從倒料槽兩側及前後側溢出；另外，在物料下落運動過程中，引起溜管中氣體流動，使得溜管上部空氣處于負壓狀态，溜管下部空氣處于正壓狀态，加劇了物料粉塵外溢。如(rú)圖1 中所示，卸船機作業時，特别是抓鬥在中心料鬥放料時有大量粉塵溢出，污染嚴重，主要原因與輸送機轉接點類似：物料沖擊導緻氣體劇烈流動, 從而帶動揚塵，另外由于開放環境無法封閉, 受外界風影響産生揚塵。卸船機導料槽部分與地(dì)面皮帶轉接點粉塵外溢産生原因和(hé)輸送機轉接點部分完全相同。

如(rú)圖1 中所示，堆取料機在工作過程中，堆料作業産生揚塵主要由物料沖擊和(hé)外界風影響産生揚塵。取料過程中，轉接點産生的(de)揚塵原因與輸送機轉接點揚塵原因類似。

另外裝船機，裝車機，翻車機，裝車樓等散料裝卸設備物料轉接點揚塵産生原因也類似上述幾種設備。

圖1 現場揚塵圖

針對上述散料裝卸設備粉塵産生原因，從避免物料沖擊引起污染的(de)技術措施和(hé)抑制氣體擾動引起揚塵的(de)技術措施兩個方面進行考慮以解決問題。

2 避免物料沖擊引起揚塵的(de)技術措施

物料的(de)劇烈沖擊主要原因為(wèi)物料流速過大，沒有足夠的(de)緩沖或者導料引起沖擊。對于物料裝卸轉接位置有如(rú)下措施可(kě)以解決揚塵問題。

1）對于比重相對較重的(de)物料, 在輸送流管下方或導料槽上增加調料擋闆位置，調節物料落料，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，如(rú)圖2、圖3 所示。

圖2 調料擋闆示意圖

圖3 移緩沖床示意圖

2）對于易流動磨損較輕的(de)物料，可(kě)以在流管下方增加緩沖鎖氣器或者重力開閉式調料擋闆裝置。通過物料緩沖裝置減緩物料沖擊及由沖擊引起的(de)氣流擾動，減少揚塵。如(rú)圖4、圖5 所示。

圖4 重力開閉式調料擋闆示意圖

圖5 緩沖鎖氣器示意圖

3）對于封閉狀态的(de)輸送流管以及頭罩調料擋闆進行仿真設計，可(kě)采用曲線式漏鬥，通過采用的(de)弧形調料擋闆可(kě)實現給物料導向及約束料流流向功能，流管的(de)曲線仿真設計具備緩沖物料沖擊以及順向導料功能，能夠極大減緩物料對下遊皮帶的(de)沖擊，減少揚塵，如(rú)圖6所示。

圖6 曲線漏鬥及溜槽示意圖

4）對于卸船機中心料鬥或者開放式受料料鬥位置：設置中心漏鬥側擋風闆防止粉塵外溢和(hé)外界風幹擾，并在鬥壁上側和(hé)擋風闆上設置氣流導向結構，降低(dī)氣流擾動。另外在料鬥兩側設置高(gāo)壓噴淋除塵，或者幹式除塵設備等措施，進一(yī)步抑制粉塵外溢。

5）其他裝卸設備如(rú)堆取料機，裝船機，裝車機等裝卸轉接位置揚塵也類似上述處理(lǐ)措施。

3 抑制氣體擾動引起揚塵的(de)技術措施

在物料轉運過程中，揚塵主要是有氣流擾動在倒料槽形成正壓促使粉塵外溢，針對該問題，可(kě)采用無（微）動力除塵技術措施，其通過采取取樣分析粉塵特性，模拟研究粉塵運動軌迹規律後，對導料槽結構進行特殊設計，來誘導室內(nèi)空氣流動，降低(dī)內(nèi)部氣壓甚至形成負壓狀态，以避免粉塵外溢。

無動力除塵技術，利用物料跌落時産生的(de)壓力差，在除塵器內(nèi)形成氣流閉環流通，對各揚塵點進行分散除塵。在需除塵的(de)設備上，設置除塵室，在除塵室內(nèi)設置應力闆。物料跌落或受到振動時，含塵氣流往上運動，撞擊到應力闆，變為(wèi)紊流，氣流的(de)速度與方向均發生改變，大顆粒的(de)粉塵沉降下來。在密封的(de)除塵室內(nèi)，輸運帶仍然繼續運行，物料下料口出現微負壓，在除塵室內(nèi)設置密封氣體回流管，将微正壓氣流引至物料下料口前，保持壓力平衡，實現除塵器內(nèi)閉環流通，以使粉塵連續沉降，避免粉塵外溢。如(rú)圖7 所示。

1. 抑塵單元 2. 擋塵簾 3. 托闆組件 4. 循環降塵裝置 5. 微循環洩壓裝置 6.PU 阻尼 7. 曲線落煤管

   

圖7 無動力除塵裝置示意圖

4 幹式或濕式除塵技術措施

對于幹式、濕式除塵技術，應根據不同物料特性以及作業環境進行選擇。

4.1 幹式除塵主要應用以及适用性分析

袋式除塵器主要應用于幹燥物料的(de)粉塵處理(lǐ)，不适于粘結性強及吸濕性強的(de)塵粒，該除塵技術效率高(gāo)，特别是細粉，達99％以上；适應性強，能處理(lǐ)不同類型的(de)顆粒污染物( 包括電除塵器不易處理(lǐ)的(de)高(gāo)比電阻粉塵)；除塵效率不受粉塵濃度影響，便于回收處理(lǐ)。但受布袋濾布的(de)耐溫、耐腐等性能限制，使用溫度要小于300℃，且設備投資維護費用較高(gāo)。

靜電除塵器主要用于顆粒較小的(de)粉塵處理(lǐ)，對于1μm 以下的(de)細微粉塵，除塵效率高(gāo)。适合處理(lǐ)煙氣量大，可(kě)用于高(gāo)溫、高(gāo)壓和(hé)高(gāo)濕的(de)場合，能連續運轉。但設備龐大且需高(gāo)壓變電和(hé)整流設備，能耗高(gāo)，投資維護成本高(gāo)。

圖8 布袋除塵示意圖

圖9 靜電除塵示意圖

4.2 濕式除塵主要應用以及适用性分析

濕式除塵通過用水或其他液體濕潤塵粒，捕集粉塵和(hé)霧滴的(de)除塵方法，常用形式有噴淋除塵，幹霧除塵，及高(gāo)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(gāo)物料，

1）常規噴淋除塵 因水滴分子(zǐ)較大，能夠捕獲大顆粒粉塵，但對于細小微塵（小于20 μm），因水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，粉塵僅随水霧顆粒周圍氣流而運動，水霧顆粒和(hé)粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有機會接觸，因空氣流動，難以達到較好的(de)抑塵效果。

2）幹霧抑塵裝置是利用幹霧噴霧器産生的(de)10 μm以下的(de)微細水霧顆粒（10 μm 以下），使粉塵顆粒相互粘結、聚結增大，并在自(zì)身重力作用下沉降。因水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒随氣流運動與水霧顆粒相互碰撞、接觸而粘結一(yī)起。随着聚結的(de)粉塵團變大加重，從而起到抑塵效果。

3）高(gāo)壓噴霧通過高(gāo)壓水泵增壓後，水由進液管進入水過濾器，經過濾器将水中雜質與懸浮物濾除後，在液體加壓裝置中被加壓成高(gāo)壓後，送到霧化噴頭，在無需任何氣流和(hé)物質的(de)幫助下直接将液體霧化成直徑小于10 μm ～ 100 μm 的(de)細水霧顆粒，由于霧滴直徑小，範圍廣，還可(kě)以根據風速以及揚塵特性調節噴霧流量及噴塑，更易于捕獲揚塵，懸浮的(de)塵團随着重量增大降落下來，從而達到除塵目的(de)。圖10 為(wèi)在卸船機中心料鬥上的(de)除塵改造前後的(de)效果對比圖，表1 為(wèi)除塵效率統計表。其中圖10a 為(wèi)改造前揚塵情況，圖10b 為(wèi)改造後作業過程中，打開抓鬥後不同時段的(de)除塵效果圖。

圖10 卸船機中心料鬥高(gāo)壓除塵效果示意圖

上述三種除塵形式，普通水噴淋對粉塵有一(yī)定抑制效果（圖11），但難以達到除塵環保要求。幹霧除塵容易捕獲較小粉塵（圖12），但因幹霧顆粒較小，易受到氣流帶動攜帶粉塵外溢，不适用于氣體流動較快的(de)區域。高(gāo)壓噴霧水霧粒徑範圍廣（圖13），易捕獲揚塵，且可(kě)通過調節噴霧壓力及速度，對風和(hé)氣流有一(yī)定的(de)抗擾性，能較好達到除塵要求。在符合應用要求的(de)條件下，濕式除塵相對幹式除塵，投資成本低(dī)，檢修維護方便。

5 結論

在任何物料輸裝卸轉運程中，均存在裝卸轉接位置揚塵問題，合理(lǐ)選擇除塵方式以及針對性技術措施對解決揚塵問題十分關鍵。漏鬥和(hé)溜槽的(de)仿真設計對各種物料的(de)緩沖及導向均有較好作用，無動力除塵技術對氣體流動引起粉塵的(de)抑制效果明顯，仿真和(hé)氣流誘導兩種措施相比幹式或濕式除塵投資成本低(dī)，且無能耗，無需巡檢，維護方便，費用低(dī)。适用範圍廣，對于粉塵外溢嚴重轉接位置，可(kě)以幹式、濕式除塵結合同時使用，能較好的(de)達到環保要求，解決環保問題。

6 前景展望

散料處理(lǐ)領域中，環保技術的(de)創新發展日益重要，大型鏈鬥卸船機，螺旋卸船機的(de)研發及投入使用，圓管輸送機大型化研發設計及應用，圓形料場、條形料倉，以及氣膜料倉技術的(de)研發應用，均極大改善了環境保護。文中涉及的(de)粉塵治理(lǐ)都屬于粉塵産生之後的(de)治理(lǐ)措施及技術，未來粉塵防治技術發展越來越注重于粉塵源外溢或抑制粉塵産生方向的(de)創新，從根源上避免粉塵産生，因此，環保型散料處理(lǐ)設備的(de)研發将是粉塵治理(lǐ)的(de)創新發展方向，該類型新設備也将得到廣泛推廣及應用。

參考文獻

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