干雾抑尘装置在烧结焦粉扬尘治理中的应用

张海港，杜宪伟，贺方亮，郑波

（莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜 271104）

经验交流

干雾抑尘装置在烧结焦粉扬尘治理中的应用

张海港，杜宪伟，贺方亮，郑波

（莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜 271104）

为抑制卸料时焦粉扬尘，莱钢型钢炼铁厂在汽车卸料口安装干雾抑尘装置，装置采用模块化设计，对3个起尘点进行抑尘，粉尘抑制率达到90%以上。

烧结焦粉；扬尘治理；干雾抑尘装置；喷雾箱；储气罐

1 前言

莱钢型钢炼铁厂400 m2烧结机生产所需的焦粉主要通过汽车加料口进行转运，卸料口采取3面围挡，没有除尘设施，属于无组织排放，卸料时焦粉扬尘较大，在空气中滞留时间较长，而且两处卸料口紧邻职工食堂、浴室和办公场所，对职工的工作和生活影响较大。为了消除汽车卸料口的粉尘无组织排放现状，型钢炼铁厂组织专业技术人员进行研讨论证，设计比较了3种解决方案：增加新的布袋除尘器；对周边原有除尘器风量进行优化分配；采用微米级干雾抑尘的方案。通过比较，前两种方案因场地受限，管道支架安装复杂，施工费用和后期维护运行费用都较高。相比之下，第三种方案更为经济实用，并且在其他的钢厂和码头等类似工况条件的应用案例较多，因此，采取微米级干雾抑尘方案作为解决现场扬尘的首选方案。

2 微米级干雾抑尘装置

2.1 抑尘原理

微米级干雾抑尘装置是利用干雾喷雾器产生的10 μm以下的微细水雾颗粒，使粉尘颗粒相互粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降。粉尘可以通过水粘结而聚结增大，但那些最细小的粉尘只有当水滴很小（如干雾）或加入化学剂（如表面活性剂）减小水表面张力时才会聚结成团，如图1所示。如果水雾颗粒直径大于粉尘颗粒，那么粉尘仅随水雾颗粒周围气流而运动，水雾颗粒和粉尘颗粒接触很少或者根本没有机会接触，则达不到抑尘作用；如果水雾颗粒与粉尘颗粒大小接近，粉尘颗粒随气流运动时就会与水雾颗粒碰撞、接触而粘结一起。水雾颗粒越小，聚结机率则越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而很容易降落，水雾对粉尘的捕捉作用就形成了。

图1 干雾抑尘机理

微米级干雾抑尘装置是由压缩空气驱动的声波震荡器通过高频声波将水高度雾化，从而形成上千上万个1～10 μm大小的水雾颗粒。压缩气流通过喷头共振室将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，粉尘聚结而坠落，达到抑尘目的。同时，干雾还具有加湿、降温的功效。

2.2 装置组成

微米级干雾抑尘装置采用模块化设计技术。由微米级干雾抑尘机、螺杆式空气压缩机、储气罐、万向节喷雾器总成、水气分配器、水气连接管线、电伴热系统和自动控制系统等组成。

1）微米级干雾抑尘机是将气、水过滤后，以设定的气压、水压、气流量、水流量按开关程序控制控制阀的打开或关闭，经管道输送到喷雾器总成中去实现喷雾抑尘。它由电控系统、多功能控制系统、流量控制系统组成。安装在IP55标准的箱体内，有进气管接口、进水管接口、出气管接口、出水管接口各1个。面板上有文本显示器，气、水压力表和电控系统按钮。

2）电控系统是微米级干雾抑尘系统的控制中心，集合了可编程控制器、保护电路、继电器以及与它们相关的元器件。为用户提供自动和手动两种操作模式。自动操作模式可自动接收远程触发信号启动或停止喷雾器喷雾。手动模式，操作人员可以按压操作按钮启动或停止喷雾器喷雾。用户还可以通过PLC设置接口修改喷雾周期及管道吹扫时间等。自动控制系统将微米级干雾抑尘机与现场设备的控制信号连接起来，以实现自动控制。

3）螺杆式空气压缩机作用是为微米级干雾抑尘系统提供标准气源。

4）储气罐作用是当空压机的排气量不能满足微米级干雾抑尘机瞬时排量要求时，先将螺杆式空气压缩机排出的压缩空气储存起来，以便满足微米级干雾抑尘机的瞬时用气量。

5）喷雾箱总成控制器/水气分配器，通过对其控制实现水、气、电主管线与喷雾箱的连接，并根据现场情况通过PLC控制实现各喷雾箱喷雾。

6）喷雾箱接收由干雾抑尘机输送来的气、水并将其转化成颗粒直径为1～10 μm的干雾喷射出去，按干雾抑尘机的控制指令喷向抑尘点。当干雾与粉尘颗粒相互接触、碰撞时，使粉尘颗粒相互粘结，凝聚变大，并在自身的重力作用下沉降，从而达到抑尘的作用。

7）水气连接管线是将微米级干雾抑尘机、喷雾器总成、螺杆式空气压缩机、压缩空气储气罐、水源等用不同管径的热浸锌管按要求连接起来。

8）电伴热系统分布在微米级干雾抑尘机、喷雾器总成及水、气管路上，当环境温度低于5℃时启动。

3 扬尘治理措施

3.1 起尘点

起尘点1：汽车开始卸料，车厢倾斜到一定角度时，车厢内物料（焦炭）超过安息角开始在车厢内滑动，物料间相互碰撞，产生大量粉尘。随着车厢角度不断加大，上层物料开始滑出车厢，下层物料陆续超过安息角相继产生滑动，车厢内连续产尘。

起尘点2：物料下落至受料篦子。物料在下落及落入篦子时相互碰撞，产生大量粉尘；同时，受物料下落产生的诱导气流影响，粉尘随诱导空气飞散，产生扬尘。

起尘点3：物料由汽车受料篦子落入料斗，因瞬时置换出空气而产生强气流，物料在强气流的作用下扬起大量粉尘，从料斗上部篦子周围的空隙处溢出，造成汽车卸料料池乃至整个卸料机房产生严重粉尘污染。

3.2 干雾抑尘装置配置及现场布置

结合烧结焦粉卸料时的起尘情况，对汽车卸料口设计安装1套微米级干雾抑尘系统，进行扬尘治理。微米级干雾抑尘系统包括：1台SLT-1C微米级干雾抑尘机、1台4 m3/1.0 MPa储气罐、3套SLK-W喷雾箱控制器、3套SLK-A喷雾箱控制器、6套SLB-8B-25喷雾箱喷雾器总成、1台配电箱、1套车辆探测系统、1套控制系统、1套水气连接管线及电伴热保温系统等，如图2所示。在汽车卸料口的3面设置2.0 m高支架，并于支架上分别安装2套SLB-8B-25喷雾箱，汽车卸料口共设计布置6套喷雾箱总成。干雾抑尘机安装在靠近受料口的设备间内，当汽车靠近卸料口时，车辆检测装置立刻发射信号，汽车受料槽内的喷雾箱与干雾抑尘主机内的PLC电控系统连锁控制喷雾，进行抑尘。

图2 干雾抑尘设备现场布置

4 治理效果

干雾抑尘装置设有冬季自动防冻措施，保证系统各个功能正常运行，所有水、气管道均配置电伴热带加热并设计保温防冻，确保冬季正常使用，不会造成料炭冬季冻结。干雾抑尘系统的用水量小，物料湿度增加重量比＜0.05%，皮带不会打滑、跑偏，可正常输送。喷雾器总成可防止物料撞击喷嘴、防冻，喷嘴具有自净功能。莱钢型钢炼铁厂400 m2烧结机焦粉汽车卸料口采用干雾抑尘新技术后，现场环境治理效果明显，汽车卸料口等开放式区域粉尘抑尘率达到90%以上，设备运行稳定，投资成本较低。

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1004-4620（2015）02-0072-02

2014-02-18

张海港，男，1983年生，2008年毕业于重庆科技学院机械设计制造及其自动化专业。现为莱钢型钢炼铁厂工程师，从事设备管理工作。