干散貨碼頭粉塵控制淺析

王偉

摘? ?要：粉塵是干散貨碼頭的主要污染物，是環境影響評價工作的主要依據。因此，選擇適當的粉塵控制技術方案具有重要的現實意義。本文簡要介紹水霧、干霧、高壓微霧、防風網、條形倉、筒倉、射霧機等目前國內應用于干散貨碼頭粉塵控制的主要技術方案，分析各方案的關鍵技術參數及優缺點，可供干散貨裝卸堆存相關行業參考。

關鍵詞：干散貨? 碼頭? 粉塵

中圖分類號：X703? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（c）-0128-02

1? 主要技術方案分析

靜態起塵是料堆場表面的靜態起塵，主要與物料表面含水率、環境風速等關系密切，動態起塵是在堆取料等過程中的動態起塵，主要與作業落差，裝卸強度等相關聯。本文主要分裝卸設備、堆場、汽運3個部分分析干散貨碼頭抑塵技術。其中，裝卸設備、汽運起塵主要屬于動態起塵，堆場起塵主要屬于靜態起塵。

1.1 裝卸設備

裝卸設備早期多采用普通水霧抑塵技術。其中，普通水霧抑塵耗水量大，會使煤炭含水率增加較多，不能適應用戶對含水率的要求;在北方冬季采用水噴霧抑塵技術會使煤炭結冰結塊，影響輸煤系統正常運行;水噴霧抑塵技術產生的水霧顆粒較大，不能很好地與粉塵結合，因此抑塵效率低，抑塵效果差。根據國內相關研究，水壓力越大降塵效率越高，對于較大的粉塵顆粒（dp≥5μm）：1MPa 水壓下的抑塵效率最大是30%。而港內供水壓力一般為0.3～0.4MPa，降塵效率很低。近年來，水噴霧抑塵技術正逐步被干霧抑塵技術、高壓微霧抑塵技術所取代。

相較于用普通水霧抑塵，干霧抑塵技術利用微米級干霧抑塵裝置通過高頻聲波將水高度霧化，形成上千上萬個1-10?m大小的水霧顆粒，水霧顆粒噴射到粉塵發生點，將粉塵顆粒包圍使粉塵顆粒聚結而墜落，從而達到抑塵目的。干霧抑塵技術處理的主要對象是150μm以下的粉塵顆粒，特別是直徑10μm以下的可吸入性粉塵顆粒。微米級干霧抑塵系統具有以下優點：（1）在污染的源頭——起塵點進行粉塵治理;（2）對10μm以下可吸入性粉塵抑塵效率高達96%以上，從而避免塵肺病危害;（3）與傳統除塵系統比，設備投入少，操作方便，全自動控制，占地面積小，物料含水量幾乎不增加，無二次污染;（4）除塵系統耗水量小，耗水量不到噴水抑塵用水量的1/10;（5）冬季冰點以下仍可正常使用;（6）大大降低粉塵爆炸幾率（降低粉塵濃度、降低引爆溫度）。但其也存在對運行環境和條件的要求苛刻、對產塵處的密閉要求高，對水質的要求高，水質不好時噴嘴易堵，電伴熱系統易發生故障，維修量大，維修清洗困難，調解不好會產生飄霧，甚至冬季結冰，造成安全隱患，影響安全運行等缺點。

高壓微霧抑塵技術近年來也得到了應用，利用水在高壓下抑塵效率高的特點進行抑塵，根據國內相關研究，水噴霧抑塵效率，3MPa水壓可以達到60%，6MPa是80%，而要達到90%的降塵效率需要的供水壓力是9MPa。通常將水加壓到7MPa以上，抑塵效率在85%以上，與普通水噴霧抑塵技術相比，具有抑塵效率高、耗水量低、運行費用低等優點。其解決了干霧技術方案在開放式空間使用時，易被風吹散，影響抑塵效果的問題，此時將高壓微霧抑塵作為干霧抑塵的補充是必要的。

1.2 堆場

堆場多采用防風網、封閉或半封閉條倉和筒倉等。在環境容量允許的情況下，多采用經濟實用的“防風網+噴槍灑水”的抑塵方式。設置防風網時應根據貨物物理性質、堆垛高度等條件合理確定高度、開孔率（防風網透風面積與總面積之比）、板型、開孔方式、與料堆距離等參數，必要時應通過數學模型或物理模型試驗確定。相關研究表明，當防風網的高度為堆高的0.6～1.1倍時，網高與抑塵效果成正比;當防風網的高度為堆高的1.1～1.5倍時，網高與抑塵效果的變化逐漸平緩;當防風網的高度為堆高的1.5倍以上時，網高與抑塵效果的變化不明顯。開孔率方面，無孔或開孔率很低的防風網會在背風面生成渦旋或強湍流，發生揚塵和風蝕;而開孔率較高的防風網，防風抑塵效果較差。防風網與料堆距離方面，過遠不能起到遮蔽作用;但過進反而由于壓力急速衰減在網后形成強度較大的渦旋，使起塵量增加。因此一般情況，防風網高度宜取1.1～1.5倍的堆垛高度，且高出堆垛部分不應小于1m;開孔率宜取30%～40%;與料堆距離可控制在1.0～1.5倍堆高之內。噴槍灑水應根據季節設置灑水頻次，夏秋季每天宜灑水2～3次，冬春季每天宜灑水3～4次，多雨季節可適當減少。灑水強度與料堆表面積成正比，煤炭堆場灑水強度一般在2.0～3.0L/㎡·次，礦石堆場灑水強度一般在1.0～2.0L/㎡·次。有條件時堆垛表面可布置濕度檢測儀;貨物經皮帶機轉運的過程中可進行含水率檢測，根據檢測數據及時灑水。防風網的綜合風速遮蔽效果為1/3左右，噴槍灑水的靜態起塵抑塵率可達60%，二者相結合，靜態起塵抑塵率可達到98%。

在受環境容量限制時，在滿足防爆、防火、衛生等要求條件下，對于品種單一、堆存期短的貨物可采用半封閉或封閉堆存方式。其中，條形倉是借鑒防風網抑塵機理的理論研究結果，當采用封閉式或半封閉式（頂部開條形窄口）等型式，有效抑制粉塵。條形倉的綜合風速遮蔽效果為1/2左右，結合噴槍灑水，靜態起塵抑塵率可達到99%，可以保證堆場揚塵得到有效控制。但其也存在工程造價高、堆場利用率低的缺點;筒倉則為全封閉，在儲量相同的情況下，筒倉與堆場占地面積之比約為2∶3，其具有結構簡單、使用方便、可以徹底解決粉塵外溢的問題的優點。但其也存在工程造價高、煤炭自燃、冬季凍結出料困難、多煤種無法混堆等問題，并需要布置倒倉皮帶機，隨時將筒倉中溫度超限的煤炭轉卸至露天堆場。在黃驊港三、四期工程煤炭堆場已采用筒倉的型式，神華集團的上下游一體化經營模式，使其有能力將堆存期較短的煤炭安排在筒倉碼頭裝卸，使筒倉在煤炭堆場的應用成為了可能。

1.3 汽運

在進行汽車裝、卸車作業時，宜配備移動式遠程射霧器對裝卸點進行噴霧抑塵，并配備車輛沖洗點，在上路前對車輛的車輪、車架等重點部位進行沖洗。同時，移動式遠程射霧器也是堆場堆料、取料時抑制起塵的重要補充手段。研究表明，當粉塵遇到霧滴時，若霧滴大小與粉塵顆粒相同，其抑塵效果越好。通常在汽運作業中懸浮于空氣的粉塵顆粒粒徑一般小于100μm，但射霧機霧滴粒徑小于100μm時，水分蒸發又很嚴重，會影響抑塵效果。因此，射霧機產生的霧滴顆粒直徑宜小于150μm。

2? 結語

本文開展的干散貨碼頭粉塵控制技術分析為合理選擇粉塵抑制技術方案提供了參考，為助力港口綠色可持續發展提供切實可行的技術支持。

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