圓形預(yù)均化堆場的噴霧抑塵技術(shù)應(yīng)用

圓形預(yù)均化堆場的噴霧抑塵技術(shù)應(yīng)用

危永超

（河南匯金智能裝備有限公司，河南 鄭州 450000）

【摘要】在我國基礎(chǔ)建設(shè)大力發(fā)展的趨勢下，各大水泥企業(yè)都建設(shè)了圓形預(yù)均化堆場，圓形預(yù)均化堆場主要儲存石灰石、原煤等原材料。通過在圓形預(yù)均化堆場應(yīng)用噴霧抑塵技術(shù)，改善其場地環(huán)境，能夠減少無組織粉塵排放，使符合職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)，同時可以處理掉水泥企業(yè)的部分廢水，這是目前較為經(jīng)濟(jì)、有效的改造方法。

【關(guān)鍵詞】原材料；噴霧抑塵；廢水利用；改造

引言：

中國目前有1600余條水泥熟料生產(chǎn)線，為了提高水泥熟料產(chǎn)品的穩(wěn)定性，各大水泥企業(yè)都陸續(xù)配套建造了圓形預(yù)均化堆場。由于圓形預(yù)均化堆場特殊的功能和結(jié)構(gòu)，使得布料時物料的落差較大，物料粉碎程度高，會引起大量無組織粉塵擴(kuò)散和溢出，危害大氣環(huán)境和職業(yè)健康。此時選擇合適的改造措施，既要有效地控制粉塵濃度和抑制粉塵的擴(kuò)散，又要針對無組織粉塵有較高的抑制效率，就非常關(guān)鍵。

1 圓形預(yù)均化堆場產(chǎn)生粉塵的原因分析

圓形預(yù)均化堆場是原料在粉磨之前，預(yù)先將原料成分進(jìn)行均化的堆場，通過水平分層堆放和垂直切割的方法，可以使原料成分得到均化。原料用架空膠帶輸送機(jī)進(jìn)行堆料，取料設(shè)備有橋式切割耙取料機(jī)。

原料由圓形預(yù)均化堆場外部羅鍋皮帶輸送至堆場內(nèi)，將原料卸于堆場中心處圓形中空輸料圓筒內(nèi)，原料下落至架空的膠帶輸送機(jī)膠帶上，架空的膠帶輸送機(jī)雙向旋轉(zhuǎn)擺動，原料從架空的膠帶輸送機(jī)的機(jī)尾處落下，機(jī)尾處落料點(diǎn)一般距地面較高，在擺動布料時，機(jī)尾落料處會隨著料堆的起伏而上下擺動，機(jī)尾落料處的物料落差平均達(dá)3-5米高。

帶式輸送機(jī)工作時，物料從皮帶機(jī)尾部落下，內(nèi)部產(chǎn)生擾動氣流，小顆粒物料在氣流的作用下?lián)P起產(chǎn)生粉塵；物料下落過程中，物料顆粒之間、物料與溜槽之間發(fā)生碰撞，加劇粉塵產(chǎn)生。粉塵在擾動氣流作用下，沿皮帶機(jī)尾部的間隙飛散、溢出。物料落下，與地面或料堆沖擊，下落的物料相互撞擊后向四周無規(guī)則飛散產(chǎn)生的粉塵。

2 噴霧抑塵的技術(shù)原理

2.1 噴霧抑塵的理論基礎(chǔ)

實(shí)踐證明，粉塵可以通過水或化學(xué)劑被粘結(jié)而聚結(jié)增大，但那些較細(xì)小的粉塵只有當(dāng)水滴很?。ㄈ缢F）或加入化學(xué)劑（如表面活性劑）以減小水的表面張力時才會聚結(jié)成團(tuán)。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運(yùn)動，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸從而達(dá)不到抑塵作用。如果水霧顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運(yùn)動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結(jié)在一起。水霧顆粒越小，聚結(jié)的可能性越大，隨著聚結(jié)的粉塵團(tuán)變大加重，從而很容易降落。水霧對粉塵的“過濾”作用就這樣形成了。

噴霧抑塵具有顯著的優(yōu)勢，例如霧粒直徑小，霧粒運(yùn)動速度快，霧粒密度高，霧粒范圍大，耗水量少， 覆蓋面積大，噴嘴不易堵塞。 滿足高效除塵的要求，特別是對于細(xì)粉塵，噴霧抑塵具有較高的效率。 另外，噴霧的霧狀顆粒也具有一定的靜電荷。 由于灰塵的靜電吸引，它對難以凈化的細(xì)粉塵具有良好的凈化效果。

2.2 噴霧抑塵的抑塵方式

噴霧抑塵主要采用四種方式捕集粉塵并使其沉降以實(shí)現(xiàn)降塵。

（1）通過噴灑水霧，原材料附近的濕氣將導(dǎo)致水分聚集在粉塵顆粒周圍，從而增加了粉塵顆粒的質(zhì)量和直徑，這有利于粉塵之間的碰撞。當(dāng)粉塵顆粒相互碰撞時，由于表面上的水分，回彈力降低，粉塵顆粒逐漸沉降。

（2）大質(zhì)量和大直徑的粉塵受到影響，由于其自身的重力和慣性的影響，其運(yùn)動方向?qū)⑵x風(fēng)的流動方向。 粉塵顆粒將與水霧流一起移動，粉塵顆粒具有一定的大小，水霧顆粒不斷凝結(jié)增大， 當(dāng)水霧顆粒接近于粉塵顆粒半徑時，兩者將粘在一起粉塵顆粒被攔截。 這個過程稱為攔截和捕集粉塵。

（3）直徑在10-20μm的粉塵顆粒，其相對于水霧滴的相對速度和水霧滴直徑對粉塵的慣性系數(shù)有一定的影響 。 慣性系數(shù)越大，粉塵和水霧滴越容易碰撞，即越容易去除粉塵。

（4）直徑小于10μm的粉塵主要呈現(xiàn)為布朗運(yùn)動，懸浮在空氣中永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，被更細(xì)小的水霧包圍，不斷的碰撞、凝結(jié)，變大變重后沉降地面。

3 噴霧抑塵設(shè)備的工藝流程

噴霧抑塵設(shè)備主要包括：空壓機(jī)、儲氣罐、噴霧抑塵主機(jī)、恒壓泵、過濾器、分配箱、噴霧箱、萬向節(jié)噴頭。

該系統(tǒng)通過空壓機(jī)制造壓縮空氣，輸送至儲氣罐，儲氣罐可保持壓縮空氣壓力恒定，將恒定的壓縮空氣輸送至噴霧抑塵主機(jī)，水泥廠水管網(wǎng)會有大量循環(huán)廢水，不能隨意排放，噴霧抑塵技術(shù)可以將其利用，將循環(huán)廢水輸送至恒壓泵，加壓后經(jīng)過過濾雜質(zhì)，輸送給噴霧抑塵主機(jī)，經(jīng)噴霧抑塵主機(jī)調(diào)配壓力處理后，將壓縮空氣和水輸送給分配器，分配器再將壓縮空氣和水分別輸送給噴霧箱和萬向節(jié)噴頭。特制的雙流體噴頭，利用超聲波產(chǎn)生的微細(xì)水霧（10微米左右）捕集凝聚微細(xì)粉塵，將粉塵直接抑制在起塵點(diǎn)，避免了揚(yáng)塵的出現(xiàn)，使粉塵得到有效控制。既能保證揚(yáng)塵的治理效果，也不會顯著增加產(chǎn)塵物料的濕含量，還能處理掉水泥廠的循環(huán)廢水。

該設(shè)備的特點(diǎn)優(yōu)勢：（1）全自動控制系統(tǒng)，噴霧抑塵主機(jī)集成了先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)，使自動化控制程度和可靠程度大大提高。（2）智能安全報(bào)警系統(tǒng)，噴霧抑塵主機(jī)在水源中斷或者設(shè)備發(fā)生故障時，自動發(fā)出警報(bào)信號，以便操作者做出及時處理。（3）生產(chǎn)線感應(yīng)系統(tǒng)，噴霧抑塵主機(jī)可根據(jù)生產(chǎn)線運(yùn)行情況連鎖啟停主機(jī)，可減少水量和能源消耗，降低使用成本。（4）多種控制方式，噴霧抑塵主機(jī)的啟停擁有本地手動控制、定時自動控制、遠(yuǎn)程控制、連鎖控制、感應(yīng)控制、遙控控制、手機(jī)APP控制等多種控制方式。

4 噴霧抑塵技術(shù)的應(yīng)用效果

目前，噴霧抑塵技術(shù)已在水泥企業(yè)的圓形預(yù)均化堆場粉塵治理中廣泛應(yīng)用，由河南匯金智能裝備有限公司在水泥企業(yè)的改造案例和用戶使用報(bào)告表明：采用噴霧抑塵技術(shù)對圓形預(yù)均化堆場進(jìn)行粉塵治理，效果顯著，符合國家環(huán)保部門及水泥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4915-2013，符合國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ2.1-2019。

2021年5月，安徽某水泥廠安環(huán)科對河南匯金智能裝備有限公司在其圓形預(yù)均化堆場改造的噴霧抑塵設(shè)備進(jìn)行了采樣測試。數(shù)據(jù)表明，運(yùn)行噴霧抑塵裝置時堆場內(nèi)平均粉塵濃度為3．977mg／m3，停止運(yùn)行噴霧抑塵裝置后室內(nèi)平均粉塵濃度為31.275mg／m3，抑塵效率高。噴霧抑塵裝置供水壓力為0.3-0.8MPa，耗水量為11.3L／min。皮帶機(jī)負(fù)荷以500T／h計(jì)算，原材料中增加水份為：11.3×60÷500000×lO0％=O.001356％。可見，噴霧抑塵裝置耗水量很小，對物料輸送和后道工序沒有影響。

5 結(jié)束語

噴霧抑塵技術(shù)，是適用于水泥企業(yè)的圓形預(yù)均化堆場以及其他非全密封的產(chǎn)塵場所進(jìn)行無組織粉塵治理的先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)具有良好的粉塵治理效果，還可將廢水再利用，給水泥企業(yè)節(jié)省了成本、創(chuàng)造了附加效益，值得應(yīng)用并推廣。

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