平房仓原粮入仓作业线粉尘防控现状与发展趋势*

2021-07-05毛根武蒋士勇赵金辉张明友

粮食储藏 2021年2期

毛根武王华唐洁蒋士勇赵金辉张明友

(1 中储粮成都储藏研究院有限公司 610091) (2 中国储备粮管理集团有限公司 100037)

降低作业环境空气中的粉尘含量和排放量，确保人员健康和作业安全是粮食仓储安全生产的重要课题。研究显示，平房仓原粮入仓作业线如不采取防尘措施，其卸粮处粉尘浓度有时会超过500 mg/m3,输送机与输送机接合处粉尘浓度时常超过200 mg/m3,杂质清理设备(采用旋风分离除尘)处粉尘浓度时常超过150 mg/m3。

原粮粉尘成分复杂，有的包含铬、镍等重金属，有的包含农药和有害微生物，长期接触、吸入过量会对人体健康产生不良影响[1]，相关作业也存在安全风险[2-4]。GBZ 2.1-2007标准规定，谷物粉尘(游离SiO2含量<10%)应低于4 mg/m3，其它粉尘应低于8 mg/m3。以粮食储备库所在二类地区[5]，设备排放口高度一般最高为4.5 m，排放量6000 m3/h为基础参数，按照GB 16297-1996标准要求，其最高允许排放浓度为52.5 mg/m3。

本文以平房仓散粮入仓作业线粉尘防控为对象，介绍卸车、输送、杂质清理3个环节粉尘防控现状和发展趋势。

1 平房仓原粮入仓作业线粉尘的类型

平房仓原粮入仓作业线一般包括卸车、输送、杂质清理3个工艺过程，以常用的两筛清理入仓作业为例，一般一条作业线有16个粉尘点，如图1所示。在16个粉尘点中，粉尘产生类型有3类，包括原理性扬尘，工艺性扬尘，结构性扬尘[6]。

①车箱与输送机扬尘；②接卸输送机出料口与倾斜输送机进料口扬尘；③倾斜输送机出料口与清理设备进料口扬尘；④清理设备大杂出口扬尘；⑤清理设备小杂出口扬尘；⑥清理设备轻杂出口扬尘；⑦清理设备旋风除尘器扬尘；⑧倾斜输送机出料口与清理设备进料口扬尘；⑨⑩清理设备大杂、小杂出口扬尘；清理设备轻杂出口扬尘；清理设备出粮口与倾斜输送机进料口扬尘；清理设备旋风除尘器扬尘；清理设备出粮口与倾斜输送机进料口扬尘；倾斜输送机出料口与装仓输送机进料口扬尘；装仓输送机出料口扬尘

2 平房仓原粮入仓作业线粉尘防控的难点

2.1 卸粮方式多样化

平房仓原粮入仓作业包括散粮人工卸粮，包粮人工卸粮、车底(尾)自卸、侧面自卸、刮板机卸粮等方式。有的同一作业线既有自卸作业方式，又有人工卸粮作业方式。同一作业线，运输粮食的车辆型号，作业面的长短不尽相同，卸车方式交替、无序进行。这些卸粮方式与生产加工厂、固定入仓作业线相比，粉尘的产生范围大多处于无序化、无规则状态，而粉尘防控措施往往需要同时满足数种方式。

2.2 移动、对接经常化

平房仓原粮入仓作业需要及时根据仓内粮食的堆积状态移动、调整各卸车、输送、清理作业设备的位置，移动后还需要将各设备进、出料口对齐、对正，作业线的机动性、灵活性、随机性较强，不固定在一个位置，移动和对接等附加时间不能过长，操作不能太复杂。

2.3 安全监管可视化

平房仓原粮入仓作业过程中一方面需要随时观察作业线上粮食的质量和杂质清理情况，另一方面由于未能实现作业自动化，需要人工或人工辅助操作，机械设备的控制、管理、操作和杂质的收集往往需要可视化，需要人员或设备操作的地方不能采用固定作业线或生产加工厂常用的全密闭结构，粉尘有效控制的难度大于固定作业线和生产加工厂。

2.4 粉尘量大

平房仓原粮入仓作业属于粮食生产的中间环节，其粮食中的杂质含量普遍超过1.0%，一般在1.5%～3.0%，有时高达4.0%～5.0%。入仓作业配备的过滤式除尘器入口粉尘浓度是常规除尘器极限限值的数倍，需要更大吸风风量，更大的过滤面积，更高的反吹压力。

3 平房仓原粮入仓作业线粉尘防控现状

2014年以前，国内对于平房仓原粮移动式入仓作业线粉尘控制不太关注，很少有关于入仓作业线及其设备粉尘防控的报道和专利。近年来，由于对环境的重视程度越来越高，将环境保护问题提到了前所未有的高度，在持续实施大气污染防治行动，打赢“蓝天保卫战”背景下，相关技术从不重视重点环节或设备，再到注重整体性方向转变。以中储粮系统为例，2016年清理设备全国性入围比赛时，参加的28家单位、57台设备全部以旋风分离除尘为主；2018年出入仓作业线全国性入围比赛时，参加的30余家单位设备中，有近一半的设备采用脉冲布袋进行粉尘处理，有部分输送设备采用了防尘措施。2019年，已有关于整条入仓作业线整体性粉尘防控的研究报道[7]。

3.1 卸车作业粉尘防控发展现状

目前，车底(尾)、侧面自卸方式由于实现了机械化卸粮作业，普遍采用全密闭结构密闭罩与移动式脉冲布袋除尘器组合除尘的结构，而散粮人工卸粮、包粮人工卸粮、刮板机卸粮由于需要人力操作，普遍采用半密闭结构密闭罩与移动式脉冲布袋除尘器组合除尘的结构。

张明友等人为解决不同方式的卸粮扬尘问题，在卸粮位置增加吸尘罩，对接卸带式输送机进行密闭处理，通过脉冲袋式除尘器负压吸尘，过滤处理进行粉尘的收集和处理，提出了侧卸机卸粮、侧面人工卸粮、车底溜槽卸粮、自卸车车尾卸粮粉尘防控系统[7]。

专利201420348894.9、201720672661.8分别公开了一种半封闭式密闭罩和除尘器组成的分体式卸粮除尘系统[8-9]。

专利201710001142.3公开了一种开放式多孔吸尘罩和旋风除尘器组成的分体式卸粮除尘系统[10]。

3.2 输送作业粉尘防控发展现状

张明友等人为解决带式输送机输送过程中的粉尘问题，提出了整体密闭和局部密闭两种结构，明确了进出密闭罩接料口管径，规范化了相关尺寸。其中，整体式密闭为在进、出料端和输送段进行全防尘结构，局部密闭只对进料端和出料端进行采用全密闭结构[7]。

针对带式输送机出料口下料落差较大控尘问题，专利201821255439.9公开了一种可变径密闭罩，其出料口可以根据粮流大小自动进行直径调节[11]，以环状下料方式降低粉尘溢出量。某粮机公司公开了一种采用常规密闭罩与重力伸缩出料相组合的输送机出料抑尘装置，它通过输送机出料口上布置的密闭罩将原粮汇集导入重力伸缩出料料斗中心，料斗因原粮重力作用，以环状、中间呈负压方式自然下落，降低粉尘溢出量。

某粮机公司开发了一种粮食泵车，物料全程在封闭的物料输送管道内输送，避免了物料暴露在外界空气中而受到外界的灰尘、水雾等其他杂物的污染。

3.3 杂质清理设备粉尘防控发展现状

当前，入仓原粮杂质清理设备杂质与粉尘基本结构已从重力沉降、旋风分离沉降向过滤沉降、循环风选结构发展。

张明友等人对平房仓入仓清理作业常用的振动组合清理筛、风选组合清理筛、圆筒初清筛，分别提出了采用脉冲布袋除尘的相关结构，进行了相关应用，有效解决了入仓粉尘污染问题[7]。

专利201820617899.5，201820604001.0，201821822931.X分别公布了采用过滤式杂质粉尘沉降分离结构的清理设备[12-14]，有效解决了粉尘直排的问题。

成都储藏院开发了一种环保粮食振动清理筛设备[15]，由风选结构、离心风机、除尘装置、回流风管和均风结构组成循环杂质风选、沉降系统，粮食杂质风选后通过旋风除尘器沉降密闭排料，旋风除尘器出风口粉尘循环至原粮与杂质风选分离处，有效解决了粉尘直排的问题，不增加附属除尘设施。

某公司开发了一种循环风选与脉冲布袋除尘相结合的粮食杂质清理。设备由风选结构、除尘装置、离心风机、回流风管、脉冲布袋除尘器组成循环杂质风选、沉降系统，分离沉降后的废气经离心风机出风口一部分循环至原粮与杂质风选分离处，一部分输送到脉冲布袋除尘器，所使用的布袋数量较少，反吹所需功率小。

4 平房仓原粮入仓作业线粉尘防控的发展趋势

4.1 作业模式的革新，满足规范化、标准化要求

随着入仓效率和环保要求的逐步提高，现有的人工、机械混合作业模式已经不适应新形势高质量发展的要求，杂乱、无序的作业模式使得粉尘的防控效能不能有效发挥，粉尘防控设备的规范化、标准化有待提高。移动式全自动卸粮、输送、清理组合入仓作业模式和固定式集中清理与全自动卸粮、密闭输送入仓作业模式是未来的发展方向，其应用是实现粉尘防控设备规范化、标准化的基础。

4.2 新型过滤材料的运用，满足节能、轻量化要求

移动式过滤除尘设备的广泛运用必然要求有较小体积和风阻，较长的使用寿命，筛选透气率高、过滤面积大、适用原粮粉尘特性的滤材是关键。

4.3 作业与防尘一体化结构，满足移动、对接实际使用需要

移动式原粮入仓作业线的使用要求作业线现场不能有过多的设备、管道，设备与设备之间的连接的数量过多、时间不能过长，研制接卸除尘一体化设备，输送除尘一体化设备，杂质清理除杂除尘高效一体化设备是发展方向。在接卸除尘和输送除尘一体化设备的研制方向上，高效密闭罩和高压微雾抑尘是发展方向之一。在杂质清理除杂除尘高效一体化设备的研制方向上，循环风选技术，循环风选与脉冲除尘组合技术，高压旋风喷雾除杂除尘技术是发展方向。