干雾抑尘技术在装船机除尘中的作用

更新时间:2016-10-06 21:27:00   来源:    点击:


1 疑问的提出
 
目前,在港口煤炭装船过程中,由于皮带输送、装船作业等基本在露天环境下进行,煤炭在转运、装船作业时会产生大量粉尘,受外界风力影响飞散至港区,是造成港区作业面较为严重的粉尘污染的主要原因。由于没有较好的除尘措施,工作环境较差,煤炭损失严重。部分设备虽然装有喷水装置,也会造成煤炭含水量增加而降低热效率,且有时由于风力的影响,除尘效果不佳,因此不能广泛应用。为此,需要一种除尘效率高的新型高效除尘装置及技术。
 
装船机装船作业的主要起尘点为皮带转接点及装船溜管装船作业点等。在皮带转接点、装船点设置除尘设备,以减少产尘点的产尘总量或抑制粉尘产生。除尘设备需要解决冬季除尘问题,达到四季均适用的目的。合理的设置除尘设备,减少或避免除尘用水问题,解决无组织排放点粉尘污染问题,达到较好的环保效果。
 
目前国内已有“干雾”等新型除尘技术开始推广使用。其技术特点在于将水雾化成与粉尘颗粒大小相当的水珠(颗粒度可达到微米级)。由于水珠颗粒和尘埃颗粒相似或者相同,尘埃颗粒随气流运行过程中与水珠颗粒产生接触变湿润,根据核凝聚原理,小尘埃颗粒会聚集成团而沉降,特别是对其中可吸入粉尘污染的治理具有较好的技术优势。
 
2 干雾抑尘技术
 
2.1 原理介绍
 
干雾抑尘系统是利用微米级干雾抑尘装置,产生直径在1~10微米的水雾颗粒,对悬浮在空气中的粉尘,特别是直径在10微米以下的可吸入颗粒进行有效的吸附,使粉尘受重力作用而沉降,从而达到抑尘作用。
 
实践证明,粉尘可以通过水或化学剂被粘结而聚结增大。但那些细小的粉尘只有当水滴很小(如水雾)或加入化学剂(如表面活性剂)以减小水的表面张力时才会聚结成团。如果水雾颗粒直径大于粉尘颗粒,那么粉尘仅仅跟随水雾颗粒周围的气流运动,水雾颗粒和粉尘颗粒接触很少或者根本没有接触从而达不到抑尘作用。如果水雾颗粒和粉尘颗粒大小接近,粉尘颗粒随气流运动时与水雾颗粒碰撞、接触而粘结在一起。水雾颗粒越小,聚结的可能性越大,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“过滤”作用就这样形成了。
 
2.2 干雾抑尘系统组成及功能
 
干雾抑尘系统采用模块化设计技术,由微米级干雾机、螺杆式空气压缩机、储气罐、喷雾器总成(喷雾箱或万向节喷雾器总成)、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电磁阀打开或关闭,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IP 55标准的箱体内,有进气管接口1个,进水管接口1个,出气管接口1个,出水管接口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、继电器以及与之相关的元器件。系统具有自动和手动两种操作模式。在自动操作模式时,可自动接收远程触发信号启动或停止喷雾器喷雾。在手动模式,操作人员可以手动启动或停止喷雾器喷雾。还可以通过PLC设置接口修改喷雾周期及管道吹扫时间等。
3)自动控制系统将干雾抑尘机与现场设备的控制信号连接起来,以便实现自动控制。
4)喷雾箱/万向节喷雾器总成,接收由干雾抑尘机输送来的气、水,并将其转化成水滴直径为1~10微米的干雾喷射出去,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,并在自身重力作用下沉降,从而达到抑尘作用。
5)螺杆式空气压缩机(带容调阀)是为干雾抑尘系统提供标准的气源。
6)水气连接管线将干雾抑尘机、喷雾箱喷雾器总成、螺杆式空气压缩机、压缩空气储气罐、水源等用不同管径的不锈钢管按要求连接起来。
7)多功能系统是将外接水源的水中悬浮物过滤掉达到喷雾器总成所要求使用的标准,调节空气和水的压力及流量,并通过分配器和阀门将它们分配到各个喷雾器总成中去。它集合了所有的过滤器、电磁控制阀、水气调压阀、管道吹扫阀和压力传感器。所有元器件,从系统上游给水处的管连接到终端喷雾器,都采用热浸锌管、铜、尼龙等耐腐蚀性材料。
8)电伴热及保温系统分布在干雾抑尘机、喷雾器总成及水、气管路上,当环境温度低于+5℃时启动。
 
3 方案设计
 
3.1 产尘点情况
1)码头皮带机皮带头部。物料沿皮带落入下游溜槽,因落入的物料势能释放,引起物料在溜槽侧壁后反弹,与后续落入的物料连续产生相互碰撞,产生粉尘,粉尘随物料下落挤压出来的空气沿溜槽向上飞散。
2)悬臂皮带机皮带受料点。物料沿皮带落入下游溜槽,溜槽内的物料下落至悬臂皮带机上,因落入的物料势能释放,引起物料在皮带上后反弹,与后续落入的物料连续产生相互碰撞,产生粉尘。粉尘随物料下落挤压出来的空气沿导料槽空隙处向四周飞散。
3)悬臂皮带机皮带头部。物料沿皮带落入下游溜筒,因落入的物料势能释放,引起物料在溜筒壁上反弹,与后续落入的物料连续产生相互碰撞,产生粉尘,粉尘随物料下落挤压出来的空气沿溜筒向上周飞散。
4)悬臂皮带机机头部溜筒抛料铲。物料沿溜筒落入下游抛料铲,因落入的物料势能释放,引起物料在抛料勺平面后反弹,与后续落入的物料连续产生相互碰撞,向四周无规则(无组织)飞散的同时,下落的物料在落入船舱后相互撞击向四周无规则(无组织)飞散。
 
3.2 设计方案
 
3.2.1 码头皮带机皮带头部
设计配置1套水气分配器,6套万向节喷雾器总成。喷雾时间为连续,并设计安装一套料流传感器。
3.2.2 悬臂皮带机皮带受料点
设计安装1套水气分配器,10套万向节喷雾器总成。其中在此受料点上游皮带处设计安装4套万向节喷雾器总成;在此受料点下游皮带处设计安装6套万向节喷雾器总成。喷雾时间为连续。
3.2.3 悬臂皮带机皮带头部
设计配置1套水气分配器,6套万向节喷雾器总成。喷雾时间为连续。
3.2.4 悬臂皮带机机头部溜筒抛料铲
设计配置1套水气控制器,4套喷雾箱:其中抛料铲落料口正上方设计安装一套喷雾箱,抛料铲两侧及后侧各设计安装一套喷雾箱,均随抛料勺移动,喷雾方向与物料的下落方向一致。喷雾时间为连续。
悬臂带式输送机头部溜筒喷雾箱总成通过高压软管及水、气、电缆卷筒与系统相连,水、气设保温措施。
 
3.3 应用效果
1)干雾抑尘装置投入运行后抑尘率达到90%以上,减少了煤炭损失量。
2)原喷水装置喷水量大, 造成原煤含水量过高, 使用干雾抑尘装置后,喷水量减少了90% 以上,同时减少了煤炭的热值损失。
3)干雾抑尘装置在各个功能系统和所有水、气管道设置电伴热带加热并设计保温防冻,可以确保冬季正常使用。干雾抑尘装置投产后,不会造成煤炭冬季冻结,干雾抑尘系统的用水量小,物料湿度增加重量比小于0.02 %~0.05 %,皮带不会打滑、跑偏,可正常输送。
4)干雾抑尘装置操作可实现全自动控制模式,在自动操作模式时,喷雾操作由干雾抑尘装置的可编程逻辑控制器(PLC)根据现场情况自动控制,可以实现无人操作运行,减少现场操作工人劳动强度。
 
4 总结
 
根据有关统计数据,在露天堆存、转运、装卸等作业过程中,因粉尘飘散造成的煤炭年损失率约为6% ~8%,装船作业也是因粉尘飘散造成煤炭损失的重要环节。干雾抑尘技术能够取得有效抑尘效果在90%以上,经济效益非常可观。同时,此项技术的应用,在取得良好的经济效益前提下,大大降低了作业区域的粉尘污染,生产作业人员工作环境大为改善,港区环境也得到很大改观,作业区清洁工作量明显降低。综上所述,干雾抑尘技术在装船机除尘中的运用效果优于原有除尘系统,投入运行后,所产生的经济效益和社会效益显著,基本上解决了冬季除尘的问题。今后,可使干雾抑尘技术进一步结合港口机械的特点,在港口四季除尘中得到更广泛有效的应用。

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