一种煤炭码头微米级干雾抑尘系统

康 安

宁波港建设开发有限公司

1 引言

粉尘污染问题在码头输煤系统中尤为突出。输煤系统在卸煤过程中，煤从煤船卸载到皮带机上以及从一条皮带机转运到另一条皮带机上存在高度落差，在下落过程中受到冲击，会瞬时产生大量的粉尘，污染空气，影响电气仪器仪表的灵敏度，危害身体健康乃至生命安全[1]。针对码头输煤系统在卸煤过程中产生的粉尘问题，设计一种微米级干雾抑尘系统，并分析其经济性。

2 微米级干雾抑尘系统设计

目前，码头输煤系统的粉尘治理主要以装卸工艺性的设计来实现，并没有通过源头分析粉尘产生的机理，所以抑尘效果并不理想。为此，从源头设计微米级干雾抑尘系统，进行针对性地抑尘。

2.1 微米级干雾抑尘原理

研究表明，水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大[2]。利用高频震荡或高压空气把水瞬时吹散，让形成的干雾颗粒直径处在1～10 μm之间。同时大部分可吸入粉尘颗粒直径也处于1～10 μm之间，与干雾颗粒大小一致、比重相近，所受重力一样，故在空气中停留时间相等，这样粉尘颗粒与干雾颗粒就能充分凝结，粉尘颗粒起到凝结核的作用，在瞬间降尘，达到抑尘除尘的作用。

微米级气雾(干雾)抑尘装置能够产生直径在2～10 μm的水雾颗粒，撞击悬浮在空气中的粉尘(特别是直径在10 μm左右的可吸入粉尘颗粒)，能够有效地吸附而聚结成团，并受重力作用而沉降，从而达到抑尘除尘的目的。

2.2 抑尘系统组成

微米级气雾(干雾)抑尘系统主要由干雾抑尘主机、空压机、储气罐、水过滤器、喷雾箱总成、水气连接管线、自动控制线路组成、万向节喷嘴组成(见图1)。

图1 微米级气雾(干雾)抑尘系统组成

干雾抑尘主机按开关程序控制电磁阀打开或关闭，将过滤后的气、水以设定的压力、流量经管道输送到喷雾器总成中，实现喷雾抑尘。它由电控系统、多功能控制系统、料流信号控制系统组成。

空气压缩机的作用是为微米级气雾(干雾)抑尘装置提供符合要求及标准的气源。

储气罐的作用是维持压缩空气系统的管网压力,使管网压力不要出现大的波动。由于压缩空气系统末端的用气量不可能在任何时候都是平稳的，所以要利用储气罐来平衡系统压力和减少空气压缩机的频繁启动和停止。

全自动精密过滤器用于过滤干雾抑尘系统用水，防止水中的固体颗粒阻塞喷嘴，使喷雾状况变差，达不到有效的抑尘除尘的效果。

喷雾总成是用来接收由干雾抑尘主机输送来的气、水，并将其转化成颗粒直径2～10 μm的干雾，按干雾抑尘主机的控制指令喷向抑尘点。

水、气管线由不同管径的不锈钢钢管按要求连接形成，起输送气、水的作用。

自动控制线路是将干雾抑尘主机与皮带机料流信号和带速信号相连接,以便实现微米级气雾(干雾)抑尘装置的自动运行。

万向节喷嘴通过空压机加压，利用管道内的压力在喷嘴处将水雾化，形成气雾喷出。喷嘴主要有2种形式：单流体和双流体喷嘴。单流体喷嘴主要用于皮带机头尾部、转运站、卸船机；双流体喷嘴主要用于卸船机、移动煤斗、翻车机等。

2.3 抑尘系统工作流程

通过空压机将符合要求及标准的气源储存在储气罐里，由储气罐将气源输送到干雾主机，同时原水通过全自动精密过滤器将过滤后的水输送进干雾主机。干雾主机由控制系统控制电磁阀的开启，将气和水输送到微米级干雾抑尘系统管道内，在管道内混合后，通过管道内的压力在万向节喷嘴处将水雾化后喷射出去。

2.4 抑尘系统布置

码头输煤系统产生粉尘的位置为卸船机料斗及其下部导料槽，以及转运站曲线落料管的头部漏斗及其下部导料槽。

2.4.1 卸船机万向节喷嘴布置

根据卸船机的卸料高度、料斗口径大小、卸料速度、皮带的宽度、导料槽的大小来确定万向节喷嘴的安装位置及数量。通常在料斗两侧挡风板顶部、下部落料斗中部、导料槽两端安装万向节喷嘴(见图2)，确保卸料时干雾能够完全覆盖料斗上方及导料槽两侧，有效地与粉尘接触、碰撞，聚结成团而降落，达到抑尘作用。

图2 卸船机万向节喷嘴安装位置图

2.4.2 转运站万向节喷嘴布置

根据皮带机的落料高差、皮带交接点的数量、皮带机的带速与带宽的不同，在转运站内设置万向节喷嘴(见图3)。通常在曲线落料管的头部漏斗端部落料处设置1组干雾喷嘴，在导料槽的上游端部设置1组干雾喷嘴，确保煤尘不会从受料皮带的后方外逸。受料皮带接收物料后，在导料槽的下游区域设置3组喷雾装置，确保运动中的煤尘能被干雾完全覆盖并充分沉降，不会从导料槽前方出口和侧面外逸。

1.水源 2.气源 3.万向节喷嘴 4.万向节喷嘴图3 转运站干雾抑尘系统万向节喷嘴安装位置图

3 结语

实践表明，微米级气雾(干雾)抑尘装置能够抑制粉尘外逸，尤其是针对10 μm以下可吸入性粉尘治理效果高达96%。其用水量可减少90%以上，物料含水量的增加量比在0.02%～0.05%之间，物料基本没有热值损失。该系统能够对粉尘进行充分的润湿并随原煤一起进入锅炉原煤仓，避免了布袋除尘器、静电除尘器等因粉尘长期聚集而造成的火灾隐患[3]，较传统除尘装置可节省大量设备和管道，减少现场场地和空间占用。