微米級干霧抑塵技術在火車雙車翻車機系統中的應用

王亞南 王海燕 高婧茹

（煤炭工業濟南設計研究院有限公司，山東 濟南 250031）

目前國內粉塵污染嚴重，高于《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）[1]數倍甚至數十倍，達不到《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426-2006）[2]顆粒物排放限值的要求?，F有傳統抑塵技術，對無組織排放污染10μm以下的可吸入性粉塵及2.5μm以下的可入肺粉塵無根本治理辦法?；谏鲜?，針對山東信發集團鐵路專用線翻車機系統新增的一臺能力為2500t/h的雙車翻車機，設計選用微米級干霧抑塵裝置來進行除塵。

1 火車雙車翻車機產塵特點及粉塵特性

經過調研，本工程雙車翻車機運行中產生的煤塵主要是10μm以下（PM10）可吸入性粉塵，當抑塵措施達到干霧級別（粒徑≤10μm）時，抑塵效果才能達到最佳值。

微米級干霧抑塵裝置對10μm以下可吸入性粉塵特別是2.5μm以下可入肺粉塵治理效果高達96%以上。

2 微米級干霧抑塵裝置的抑塵原理

2.1 干霧形成的原理

干霧形成的原理是壓縮空氣和水分別通過噴頭的進氣口和進水口進入噴頭，在噴頭的內部出口處會合，由于噴頭的特殊設計，壓縮空氣在噴頭出口處的速度超過音速而產生音爆，音爆的能量將水爆炸成相對較小的水霧顆粒，而后進入共振室。共振室振子能將音爆的能量和壓縮空氣的沖擊波反射產生強震波，將較小的水霧顆粒再次爆炸，產生成千上萬直徑為1～10μm大小的水霧顆粒噴射出去，干霧便產生了。

2.2 干霧降塵過程

干霧降塵過程包括干霧與粉塵（PM10）碰撞、干霧將粉塵（PM10）包覆成團及干霧與粉塵（PM10）形成凝結團沉降過程。如圖1所示。

圖1 干霧降塵過程

3 微米級干霧抑塵裝置的組成

微米級干霧抑塵裝置由干霧機、空壓機、儲氣罐、配電箱、噴霧器組件、水氣連接管線和控制信號線等組成。如圖2所示。

圖2 微米級干霧抑塵裝置的組成

4 微米級干霧抑塵工藝與傳統工藝對比

（1）傳統除塵工藝有干式除塵和濕式除塵。傳統干式除塵主要是負壓除塵，粉塵搬家，有二次污染，設備占地大，設備運行能耗大；傳統濕式除塵耗水量大、自動化程度不高、抑塵效果差。傳統除塵方式對不同物料、不同場所等有很大的使用局限性，抑塵效果差。

（2）本翻車機抑塵工程如果采用布袋式除塵：

①節電，減少碳排放。干霧抑塵總功率約90kW，與電除塵相比節電70%左右。

②節約材料和備件。布袋除塵運行過程中需消耗布袋、骨架等，干霧抑塵無其他材料損耗。

③物料耗失減少。由于干霧抑塵效果好，綜合抑塵率達到99%以上，與布袋除塵相比，每月可多回收煤塵100t以上。

（3）本翻車機抑塵工程如果采用傳統灑水噴淋除塵：干霧抑塵為灑水噴淋除塵耗水量的1/100～1/20，節水95%以上。

5 火車雙車翻車機運行情況

信發集團雙車翻車機抑塵工程于2016年7月正式開工建設安裝，2016年9月建成投入運行，2016年10月該工程通過了各級部門的驗收，設備運行良好，滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）的要求及《煤炭工業污染物排放標準》（GB20426-2006）顆粒物排放限值的要求，各項檢測指標均達到國家環保要求。

該裝置占地面積小，節省基建投資，總投資低。運行費用低，全自動PLC控制，與傳統袋式除塵器相比，物料損失大幅減少，降低除塵能耗40～90%，節省材料損耗，節約運營成本。耗水量少，經實測，物料濕度增加比0.02～0.05%，煤無熱值損失，無二次污染。圖3和圖4為火車雙車翻車機工作過程中現場圖片。翻車機工作中，地面一塵不染，可見抑塵效果顯著。

圖3 翻車機工作過程中噴霧現場

圖4 翻車機工作過程中地面一塵不染

6 結論

微米級干霧抑塵裝置解決了作業現場工人的塵肺病危害，為企業和社會減少了醫保投入，創造了環境效益和經濟效益。該裝置對于10μm以下可吸入性粉塵特別是2.5μm以下可入肺粉塵治理效果顯著。在相似塵源條件下，微米級干霧抑塵裝置值得參考和推廣應用。