干霧抑塵裝置在燒結焦粉揚塵治理中的應用

張海港，杜憲偉，賀方亮，鄭波

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪 271104）

經驗交流

干霧抑塵裝置在燒結焦粉揚塵治理中的應用

張海港，杜憲偉，賀方亮，鄭波

（萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪 271104）

為抑制卸料時焦粉揚塵，萊鋼型鋼煉鐵廠在汽車卸料口安裝干霧抑塵裝置，裝置采用模塊化設計，對3個起塵點進行抑塵，粉塵抑制率達到90%以上。

燒結焦粉；揚塵治理；干霧抑塵裝置；噴霧箱；儲氣罐

1 前言

萊鋼型鋼煉鐵廠400 m2燒結機生產所需的焦粉主要通過汽車加料口進行轉運，卸料口采取3面圍擋，沒有除塵設施，屬于無組織排放，卸料時焦粉揚塵較大，在空氣中滯留時間較長，而且兩處卸料口緊鄰職工食堂、浴室和辦公場所，對職工的工作和生活影響較大。為了消除汽車卸料口的粉塵無組織排放現狀，型鋼煉鐵廠組織專業技術人員進行研討論證，設計比較了3種解決方案：增加新的布袋除塵器；對周邊原有除塵器風量進行優化分配；采用微米級干霧抑塵的方案。通過比較，前兩種方案因場地受限，管道支架安裝復雜，施工費用和后期維護運行費用都較高。相比之下，第三種方案更為經濟實用，并且在其他的鋼廠和碼頭等類似工況條件的應用案例較多，因此，采取微米級干霧抑塵方案作為解決現場揚塵的首選方案。

2 微米級干霧抑塵裝置

2.1 抑塵原理

微米級干霧抑塵裝置是利用干霧噴霧器產生的10 μm以下的微細水霧顆粒，使粉塵顆粒相互粘結、聚結增大，并在自身重力作用下沉降。粉塵可以通過水粘結而聚結增大，但那些最細小的粉塵只有當水滴很小（如干霧）或加入化學劑（如表面活性劑）減小水表面張力時才會聚結成團，如圖1所示。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅隨水霧顆粒周圍氣流而運動，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有機會接觸，則達不到抑塵作用；如果水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時就會與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結一起。水霧顆粒越小，聚結機率則越大，隨著聚結的粉塵團變大加重，從而很容易降落，水霧對粉塵的捕捉作用就形成了。

圖1 干霧抑塵機理

微米級干霧抑塵裝置是由壓縮空氣驅動的聲波震蕩器通過高頻聲波將水高度霧化，從而形成上千上萬個1～10 μm大小的水霧顆粒。壓縮氣流通過噴頭共振室將水霧顆粒以柔軟低速的霧狀方式噴射到粉塵發生點，粉塵聚結而墜落，達到抑塵目的。同時，干霧還具有加濕、降溫的功效。

2.2 裝置組成

微米級干霧抑塵裝置采用模塊化設計技術。由微米級干霧抑塵機、螺桿式空氣壓縮機、儲氣罐、萬向節噴霧器總成、水氣分配器、水氣連接管線、電伴熱系統和自動控制系統等組成。

1）微米級干霧抑塵機是將氣、水過濾后，以設定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開關程序控制控制閥的打開或關閉，經管道輸送到噴霧器總成中去實現噴霧抑塵。它由電控系統、多功能控制系統、流量控制系統組成。安裝在IP55標準的箱體內，有進氣管接口、進水管接口、出氣管接口、出水管接口各1個。面板上有文本顯示器，氣、水壓力表和電控系統按鈕。

2）電控系統是微米級干霧抑塵系統的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關的元器件。為用戶提供自動和手動兩種操作模式。自動操作模式可自動接收遠程觸發信號啟動或停止噴霧器噴霧。手動模式，操作人員可以按壓操作按鈕啟動或停止噴霧器噴霧。用戶還可以通過PLC設置接口修改噴霧周期及管道吹掃時間等。自動控制系統將微米級干霧抑塵機與現場設備的控制信號連接起來，以實現自動控制。

3）螺桿式空氣壓縮機作用是為微米級干霧抑塵系統提供標準氣源。

4）儲氣罐作用是當空壓機的排氣量不能滿足微米級干霧抑塵機瞬時排量要求時，先將螺桿式空氣壓縮機排出的壓縮空氣儲存起來，以便滿足微米級干霧抑塵機的瞬時用氣量。

5）噴霧箱總成控制器/水氣分配器，通過對其控制實現水、氣、電主管線與噴霧箱的連接，并根據現場情況通過PLC控制實現各噴霧箱噴霧。

6）噴霧箱接收由干霧抑塵機輸送來的氣、水并將其轉化成顆粒直徑為1～10 μm的干霧噴射出去，按干霧抑塵機的控制指令噴向抑塵點。當干霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時，使粉塵顆粒相互粘結，凝聚變大，并在自身的重力作用下沉降，從而達到抑塵的作用。

7）水氣連接管線是將微米級干霧抑塵機、噴霧器總成、螺桿式空氣壓縮機、壓縮空氣儲氣罐、水源等用不同管徑的熱浸鋅管按要求連接起來。

8）電伴熱系統分布在微米級干霧抑塵機、噴霧器總成及水、氣管路上，當環境溫度低于5℃時啟動。

3 揚塵治理措施

3.1 起塵點

起塵點1：汽車開始卸料，車廂傾斜到一定角度時，車廂內物料（焦炭）超過安息角開始在車廂內滑動，物料間相互碰撞，產生大量粉塵。隨著車廂角度不斷加大，上層物料開始滑出車廂，下層物料陸續超過安息角相繼產生滑動，車廂內連續產塵。

起塵點2：物料下落至受料篦子。物料在下落及落入篦子時相互碰撞，產生大量粉塵；同時，受物料下落產生的誘導氣流影響，粉塵隨誘導空氣飛散，產生揚塵。

起塵點3：物料由汽車受料篦子落入料斗，因瞬時置換出空氣而產生強氣流，物料在強氣流的作用下揚起大量粉塵，從料斗上部篦子周圍的空隙處溢出，造成汽車卸料料池乃至整個卸料機房產生嚴重粉塵污染。

3.2 干霧抑塵裝置配置及現場布置

結合燒結焦粉卸料時的起塵情況，對汽車卸料口設計安裝1套微米級干霧抑塵系統，進行揚塵治理。微米級干霧抑塵系統包括：1臺SLT-1C微米級干霧抑塵機、1臺4 m3/1.0 MPa儲氣罐、3套SLK-W噴霧箱控制器、3套SLK-A噴霧箱控制器、6套SLB-8B-25噴霧箱噴霧器總成、1臺配電箱、1套車輛探測系統、1套控制系統、1套水氣連接管線及電伴熱保溫系統等，如圖2所示。在汽車卸料口的3面設置2.0 m高支架，并于支架上分別安裝2套SLB-8B-25噴霧箱，汽車卸料口共設計布置6套噴霧箱總成。干霧抑塵機安裝在靠近受料口的設備間內，當汽車靠近卸料口時，車輛檢測裝置立刻發射信號，汽車受料槽內的噴霧箱與干霧抑塵主機內的PLC電控系統連鎖控制噴霧，進行抑塵。

圖2 干霧抑塵設備現場布置

4 治理效果

干霧抑塵裝置設有冬季自動防凍措施，保證系統各個功能正常運行，所有水、氣管道均配置電伴熱帶加熱并設計保溫防凍，確保冬季正常使用，不會造成料炭冬季凍結。干霧抑塵系統的用水量小，物料濕度增加重量比＜0.05%，皮帶不會打滑、跑偏，可正常輸送。噴霧器總成可防止物料撞擊噴嘴、防凍，噴嘴具有自凈功能。萊鋼型鋼煉鐵廠400 m2燒結機焦粉汽車卸料口采用干霧抑塵新技術后，現場環境治理效果明顯，汽車卸料口等開放式區域粉塵抑塵率達到90%以上，設備運行穩定，投資成本較低。

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1004-4620（2015）02-0072-02

2014-02-18

張海港，男，1983年生，2008年畢業于重慶科技學院機械設計制造及其自動化專業。現為萊鋼型鋼煉鐵廠工程師，從事設備管理工作。