港口區(qū)域大氣除塵中干霧抑塵裝置的應(yīng)用探究

張宇

（秦皇島港股份有限公司衛(wèi)生環(huán)保，河北 秦皇島 066000）

相較于傳統(tǒng)干式收塵方式而言，現(xiàn)階段港口區(qū)域所采用的翻車機(jī)、轉(zhuǎn)接塔處干霧抑塵裝置不僅可以節(jié)約用水量、能量損耗量，而且可以通過水霧與細(xì)小粉塵接觸、聚集、吸附、凝結(jié)，消除10微米以下的粉塵顆粒，避免干霧抑塵裝置運(yùn)用過程中產(chǎn)生對大氣環(huán)境造成二次污染的廢棄物?；诖耍瑢Ω伸F抑塵裝置在港口區(qū)域大氣除塵中的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)探究具有非常重要的意義。

1.項(xiàng)目概述

某港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目為煤炭港口煤塵的防治，其主要在翻車機(jī)、轉(zhuǎn)接塔處應(yīng)用干霧抑塵裝置 。工藝流程為煤炭 運(yùn)輸及火車進(jìn)港—翻車機(jī)作業(yè)—皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)—轉(zhuǎn)接塔—皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)—堆料機(jī)作業(yè)—堆場暫存—取料機(jī)作業(yè)—皮帶機(jī)—轉(zhuǎn)接塔—皮帶機(jī)—裝船機(jī)—裝船運(yùn)走 。

2.大氣顆粒物的影響

大氣顆粒物是影響港口區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素，特別是在港口區(qū)域近地面環(huán)境（人呼吸帶高度周圍）中，粉塵顆粒物的濃度對港口區(qū)域及周邊人們身體健康有著重要的影響。除此之外，大氣顆粒物可以反射、吸收太陽光輻射，增加地球表面溫度，降低區(qū)域環(huán)境能見度。

3.港口區(qū)域大氣環(huán)境現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，港口區(qū)域煤炭裝卸過程中，翻車機(jī)、轉(zhuǎn)接塔作業(yè)均為密閉狀態(tài)，皮帶機(jī)設(shè)置皮帶機(jī)防塵罩，并在轉(zhuǎn)接點(diǎn)處

圖6   NetPro 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖7 控制曲線

現(xiàn)象，所以采用溫度量串級控制系統(tǒng)。各反應(yīng)罐是一個中間寬，上下窄的結(jié)構(gòu)，水位和流量變化是一個非線性結(jié)構(gòu)， 液位接近50%，其慣性越大。也更接近線性變化。而其安全 指標(biāo)也是在 50%上下，過高容易溢出，過低容易干燒，都會造成損壞。基本的方法是通過調(diào)節(jié)進(jìn)水線閥實(shí)現(xiàn)液位的控制，同時，為了防止液位調(diào)節(jié)時流量波動過大 ，增加其他環(huán)節(jié)擾動，采用液位流量串級控制是很有效的方法。通過運(yùn)行結(jié)果可以看出，基于于PCS7 的控制系統(tǒng)的高控制精度和較好的穩(wěn)定性，以及較強(qiáng)的抗干擾能力。

安裝除塵設(shè)備，堆場四周建設(shè)防風(fēng)抑塵網(wǎng)，并配有灑水系統(tǒng)，很大的限度防止粉塵外排。近年來，港口不斷完善粉塵污染防控體系，推進(jìn)翻車機(jī)、轉(zhuǎn)接塔干霧抑塵系統(tǒng)項(xiàng)目改造港口及周邊區(qū)域環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中向好。

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4干霧抑塵裝置在港口區(qū)域大氣除塵中的應(yīng)用

4.1干霧抑塵及干霧顆粒

在翻車機(jī)、轉(zhuǎn)接塔位置應(yīng)用干霧抑塵裝置治理的主要對象為150Lm以下的粉塵顆粒(尤其是直徑在10Lm以下的可吸入粉塵顆粒)。雖然150Lm以下的粉塵顆粒在物料總量中所占比例在1.0%以下，但是，其對人類健康、生命具有很大的威脅，也是導(dǎo)致矽肺病等職業(yè)病發(fā)生的主要根源。這主要是由于粉塵可以經(jīng)水(或化學(xué)劑)被黏結(jié)逐步加大，而細(xì)小粉塵無法在水滴較大時突破水的表面張力聚集凝結(jié)。而干霧抑塵裝置主要是利用與粉塵顆粒大小接近的水霧顆粒，促使其在隨氣流運(yùn)動過程中，與水霧顆粒接觸、碰撞、黏結(jié)聚合，并在粉塵團(tuán)達(dá)到一定質(zhì)量后降落。煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置可以產(chǎn)生直徑1~10Lm的水霧顆粒，有效吸附懸浮在空氣中的粉塵，尤其是直徑在10Lm以下的可吸入顆粒，促使細(xì)微粉塵在重力作用下沉降，達(dá)到干霧抑塵的目的。

煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置干霧顆粒產(chǎn)生點(diǎn)主要為翻車機(jī)受料點(diǎn)及轉(zhuǎn)接塔頭部拋料位置。前者主要是在物料隨翻車機(jī)落入至皮帶機(jī)后，由于下落的物料會大量釋放勢能，可以引起干霧抑塵裝置產(chǎn)生干霧顆粒與后續(xù)落入物料連續(xù)產(chǎn)生碰撞、凝結(jié)，進(jìn)而達(dá)到粉塵目的；而后者主要是在物料隨著轉(zhuǎn)接塔頭部落入下游后，由于落入物料釋放勢能促使物料在轉(zhuǎn)接塔頭部拋料勺平面后反彈，與后續(xù)產(chǎn)生粉塵顆粒相互接觸、聚集、凝結(jié)，形成粉塵團(tuán)后落入船艙內(nèi)。

4.2具體應(yīng)用設(shè)備

煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置主要采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，包括多功能系統(tǒng)、螺桿式空氣壓縮機(jī)、微米級干霧機(jī)、電控系統(tǒng)、水氣連接管線、噴霧器總成(含萬向節(jié)噴霧器總成)、自動控制系統(tǒng)、電伴熱系統(tǒng)等幾個部分構(gòu)成。其中，多功能系統(tǒng)將水氣調(diào)節(jié)閥、電磁控制閥、過濾器、管道吹掃閥、壓力傳感器(熱浸鋅管)進(jìn)行了集成，可以將外接水源的水中懸浮物過濾，促使其滿足噴霧器總成(含萬向節(jié)噴霧器總成)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。并經(jīng)分配器、閥門，將調(diào)節(jié)后的空氣、水分配至各噴霧器總成中；螺桿式空氣壓縮機(jī)具有容量調(diào)節(jié)閥門，可以為微米級干霧機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)氣體源；微米級干霧機(jī)包括多功能控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等多個部分，主要安裝在具有進(jìn)出氣管接口、進(jìn)出水管接口的標(biāo)準(zhǔn)箱體內(nèi)，負(fù)責(zé)將水、氣過濾后，在前期設(shè)定的氣體流量、水壓力、氣體壓力環(huán)境中，經(jīng)開關(guān)程序，啟動電磁閥，或者關(guān)閉電磁閥。其可以通過管道，將微米級干霧顆粒輸送至噴霧器總成內(nèi)，達(dá)到噴霧塵土顆粒四散的目的而電控系統(tǒng)則為煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置的核心，包括繼電器、保護(hù)電路、可編程控制器及多個元器件，具有自動控制、手動控制兩種模式。其中自動控制主要是同各國自動接收遠(yuǎn)程信號，啟動、或者關(guān)停噴霧器。而手動控制則是操作者通過手工操作的方式，啟動或者關(guān)停噴霧器；而水氣連接管線則負(fù)責(zé)將壓縮空氣儲氣罐、微米級干霧機(jī)、噴霧器總成(含萬向節(jié)噴霧器總成)、水源等連接起來，保證煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置平穩(wěn)運(yùn)行；噴霧器總成(含萬向節(jié)噴霧器總成)主要負(fù)責(zé)接收微米級干霧機(jī)輸送的氣體、水源，并依據(jù)電控系統(tǒng)指令將其轉(zhuǎn)化為直徑1~10.0微米的干霧顆粒，在噴射向?qū)?yīng)的塵土點(diǎn)；自動控制系統(tǒng)則是通過PLC平臺，將微米級干霧機(jī)、現(xiàn)場設(shè)備控制信號有效連接，實(shí)現(xiàn)自動化管控；電伴熱及保溫主要分布在煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置各個關(guān)鍵模塊，如微米級干霧機(jī)、噴霧器總成(含萬向節(jié)噴霧器總成)、氣體管路、水管路等，可以在溫度低于+5.0℃時提升環(huán)境溫度。

4.3應(yīng)用效果評價

煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置，成功填補(bǔ)了我國此類設(shè)備技術(shù)、生產(chǎn)、應(yīng)用的空白，提高了煤炭港口區(qū)域環(huán)保自動化水平，降低了煤炭港口區(qū)域粉塵對大氣的污染，改善了煤炭港口區(qū)域周圍環(huán)境，減少了現(xiàn)場作業(yè)人員職業(yè)病發(fā)生概率，具有較為突出的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。

先，煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置優(yōu)良的抑塵能力，減少了煤炭損失量，每臺翻車機(jī)每年可減少煤炭經(jīng)濟(jì)損失百萬元以上。傳統(tǒng)的除塵設(shè)備，主要使用負(fù)壓原理操作，會損耗港口區(qū)域內(nèi)大量熱量，增加供熱成本。而干霧抑塵裝置相較于傳統(tǒng)抑塵裝置而言用水量更少，熱值損失較小，可以避免煤熱值損失。而由于物料含水量幾乎不增加，也可以降低干霧抑塵裝置應(yīng)用后2次污染問題發(fā)生概率。

其次，由于干霧抑塵裝置在煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中的應(yīng)用，無須頻繁清理煤池，減少了清理翻車機(jī)房卸煤池的勞務(wù)費(fèi)用，控制了人力成本。同時，微米級干霧抑塵裝置在天氣嚴(yán)寒時節(jié)(冬季冰點(diǎn)以下)較為突出的微塵吸附沉降能力，可以完善港口的除塵手段。除此之外，煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置可以通過降低粉塵濃度、降低引爆溫度控制粉塵爆炸風(fēng)險事故發(fā)生。

然后，相較于傳統(tǒng)除塵裝置而言，煤炭港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中所用的干霧抑塵裝置可以在污染的源頭起塵點(diǎn)進(jìn)行粉塵治理，且對于10Lm以下可吸入性粉塵治理效果較好。同時，整體干霧抑塵裝置設(shè)備投入較少，且其內(nèi)部電控系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)及多功能系統(tǒng)的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)全方面自動化控制，操作較為便捷，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用較低。

結(jié)語

綜上所述，干霧抑塵裝置在港口區(qū)域大氣除塵項(xiàng)目中具有突出的優(yōu)勢，但是現(xiàn)階段仍然處于應(yīng)用推廣階段。因此，為了充分發(fā)揮干霧抑塵裝置在治理港口區(qū)域10微米以下可吸入性粉塵中的節(jié)水、節(jié)能、防二次污染優(yōu)勢，各港口區(qū)域特別是煤炭港口區(qū)域可以優(yōu)先選用環(huán)保性能優(yōu)良、有效節(jié)能的干霧抑塵裝置及相關(guān)設(shè)備，降低港口區(qū)域大氣顆粒物含量，保證港口區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

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