中國(guó)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(chǎng)。由于圓形預(yù)均化堆場(chǎng)特殊的功能和結(jié)構(gòu),使得布料時(shí)物料的落差較大,物料粉碎程度高,會(huì)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(shí)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(duì)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(chǎng)產(chǎn)生粉塵的原因分析
圓形預(yù)均化堆場(chǎng)是原料在粉磨之前,預(yù)先將原料成分進(jìn)行均化的堆場(chǎng),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(chǎng)外部羅鍋皮帶輸送至堆場(chǎng)內(nèi),將原料卸于堆場(chǎng)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(dòng),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(dòng)布料時(shí),機(jī)尾落料處會(huì)隨著料堆的起伏而上下擺動(dòng),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(shí),物料從皮帶機(jī)尾部落下,內(nèi)部產(chǎn)生擾動(dòng)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(dòng)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)水滴很小(如水霧)或加入化學(xué)劑(如表面活性劑)以減小水的表面張力時(shí)才會(huì)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(dòng),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(dòng)時(shí)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(duì)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(shì),例如霧粒直徑小,霧粒運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)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(shí),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(dòng)方向?qū)⑵x風(fēng)的流動(dòng)方向。 粉塵顆粒將與水霧流一起移動(dòng),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(shí),兩者將粘在一起粉塵顆粒被攔截。 這個(gè)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(duì)于水霧滴的相對(duì)速度和水霧滴直徑對(duì)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(dòng),懸浮在空氣中永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),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(chǔ)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(chǔ)氣罐,儲(chǔ)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(huì)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(huì)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(shì):
(1)全自動(dòng)控制系統(tǒng),噴霧抑塵主機(jī)集成了先進(jìn)的*控制系統(tǒng),使自動(dòng)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(shí),自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信號(hào),以便操作者做出及時(shí)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(dòng)控制、定時(shí)自動(dòng)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(chǎng)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(duì)圓形預(yù)均化堆場(chǎng)進(jìn)行粉塵治理,效果顯著,符合國(guó)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(guó)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(duì)河南匯金智能裝備有限公司在其圓形預(yù)均化堆場(chǎng)改造的噴霧抑塵設(shè)備進(jìn)行了采樣測(cè)試。數(shù)據(jù)表明,運(yùn)行噴霧抑塵裝置時(shí)堆場(chǎng)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%??梢?,噴霧抑塵裝置耗水量很小,對(duì)物料輸送和后道工序沒有影響。
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(chǎng)以及其他非全密封的產(chǎn)塵場(chǎng)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。
參考文獻(xiàn):
[1] 歐陽建勛. 噴霧抑塵技術(shù)及其在糧庫中的應(yīng)用[J]. 糧食與飼料工業(yè)(3):15-15.
[2] 李青山, 武 浩, 徐立新,等. 我公司石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)揚(yáng)塵治理改造[J]. 水泥工程, 2019(4):2.
[3] 楊潤(rùn)生. 微米級(jí)干霧抑塵在橋式卸船機(jī)及圓形煤場(chǎng)的運(yùn)用[J]. 能源與環(huán)境, 2015(5):2.