港口區域大氣除塵中干霧抑塵裝置的應用探究

張宇

（秦皇島港股份有限公司衛生環保，河北 秦皇島 066000）

相較于傳統干式收塵方式而言，現階段港口區域所采用的翻車機、轉接塔處干霧抑塵裝置不僅可以節約用水量、能量損耗量，而且可以通過水霧與細小粉塵接觸、聚集、吸附、凝結，消除10微米以下的粉塵顆粒，避免干霧抑塵裝置運用過程中產生對大氣環境造成二次污染的廢棄物。基于此，對干霧抑塵裝置在港口區域大氣除塵中的應用進行適當探究具有非常重要的意義。

1.項目概述

某港口區域大氣除塵項目為煤炭港口煤塵的防治，其主要在翻車機、轉接塔處應用干霧抑塵裝置 。工藝流程為煤炭 運輸及火車進港—翻車機作業—皮帶機轉運—轉接塔—皮帶機轉運—堆料機作業—堆場暫存—取料機作業—皮帶機—轉接塔—皮帶機—裝船機—裝船運走 。

2.大氣顆粒物的影響

大氣顆粒物是影響港口區域大氣環境質量的主要因素，特別是在港口區域近地面環境（人呼吸帶高度周圍）中，粉塵顆粒物的濃度對港口區域及周邊人們身體健康有著重要的影響。除此之外，大氣顆粒物可以反射、吸收太陽光輻射，增加地球表面溫度，降低區域環境能見度。

3.港口區域大氣環境現狀

現階段，港口區域煤炭裝卸過程中，翻車機、轉接塔作業均為密閉狀態，皮帶機設置皮帶機防塵罩，并在轉接點處

圖6   NetPro 網絡結構圖

圖7 控制曲線

現象，所以采用溫度量串級控制系統。各反應罐是一個中間寬，上下窄的結構，水位和流量變化是一個非線性結構， 液位接近50%，其慣性越大。也更接近線性變化。而其安全 指標也是在 50%上下，過高容易溢出，過低容易干燒，都會造成損壞。基本的方法是通過調節進水線閥實現液位的控制，同時，為了防止液位調節時流量波動過大 ，增加其他環節擾動，采用液位流量串級控制是很有效的方法。通過運行結果可以看出，基于于PCS7 的控制系統的高控制精度和較好的穩定性，以及較強的抗干擾能力。

安裝除塵設備，堆場四周建設防風抑塵網，并配有灑水系統，很大的限度防止粉塵外排。近年來，港口不斷完善粉塵污染防控體系，推進翻車機、轉接塔干霧抑塵系統項目改造港口及周邊區域環境質量穩中向好。

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4干霧抑塵裝置在港口區域大氣除塵中的應用

4.1干霧抑塵及干霧顆粒

在翻車機、轉接塔位置應用干霧抑塵裝置治理的主要對象為150Lm以下的粉塵顆粒(尤其是直徑在10Lm以下的可吸入粉塵顆粒)。雖然150Lm以下的粉塵顆粒在物料總量中所占比例在1.0%以下，但是，其對人類健康、生命具有很大的威脅，也是導致矽肺病等職業病發生的主要根源。這主要是由于粉塵可以經水(或化學劑)被黏結逐步加大，而細小粉塵無法在水滴較大時突破水的表面張力聚集凝結。而干霧抑塵裝置主要是利用與粉塵顆粒大小接近的水霧顆粒，促使其在隨氣流運動過程中，與水霧顆粒接觸、碰撞、黏結聚合，并在粉塵團達到一定質量后降落。煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置可以產生直徑1~10Lm的水霧顆粒，有效吸附懸浮在空氣中的粉塵，尤其是直徑在10Lm以下的可吸入顆粒，促使細微粉塵在重力作用下沉降，達到干霧抑塵的目的。

煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置干霧顆粒產生點主要為翻車機受料點及轉接塔頭部拋料位置。前者主要是在物料隨翻車機落入至皮帶機后，由于下落的物料會大量釋放勢能，可以引起干霧抑塵裝置產生干霧顆粒與后續落入物料連續產生碰撞、凝結，進而達到粉塵目的；而后者主要是在物料隨著轉接塔頭部落入下游后，由于落入物料釋放勢能促使物料在轉接塔頭部拋料勺平面后反彈，與后續產生粉塵顆粒相互接觸、聚集、凝結，形成粉塵團后落入船艙內。

4.2具體應用設備

煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置主要采用模塊化設計技術，包括多功能系統、螺桿式空氣壓縮機、微米級干霧機、電控系統、水氣連接管線、噴霧器總成(含萬向節噴霧器總成)、自動控制系統、電伴熱系統等幾個部分構成。其中，多功能系統將水氣調節閥、電磁控制閥、過濾器、管道吹掃閥、壓力傳感器(熱浸鋅管)進行了集成，可以將外接水源的水中懸浮物過濾，促使其滿足噴霧器總成(含萬向節噴霧器總成)所要求的標準。并經分配器、閥門，將調節后的空氣、水分配至各噴霧器總成中；螺桿式空氣壓縮機具有容量調節閥門，可以為微米級干霧機提供標準氣體源；微米級干霧機包括多功能控制系統、電控系統、流量控制系統等多個部分，主要安裝在具有進出氣管接口、進出水管接口的標準箱體內，負責將水、氣過濾后，在前期設定的氣體流量、水壓力、氣體壓力環境中，經開關程序，啟動電磁閥，或者關閉電磁閥。其可以通過管道，將微米級干霧顆粒輸送至噴霧器總成內，達到噴霧塵土顆粒四散的目的而電控系統則為煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置的核心，包括繼電器、保護電路、可編程控制器及多個元器件，具有自動控制、手動控制兩種模式。其中自動控制主要是同各國自動接收遠程信號，啟動、或者關停噴霧器。而手動控制則是操作者通過手工操作的方式，啟動或者關停噴霧器；而水氣連接管線則負責將壓縮空氣儲氣罐、微米級干霧機、噴霧器總成(含萬向節噴霧器總成)、水源等連接起來，保證煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置平穩運行；噴霧器總成(含萬向節噴霧器總成)主要負責接收微米級干霧機輸送的氣體、水源，并依據電控系統指令將其轉化為直徑1~10.0微米的干霧顆粒，在噴射向對應的塵土點；自動控制系統則是通過PLC平臺，將微米級干霧機、現場設備控制信號有效連接，實現自動化管控；電伴熱及保溫主要分布在煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置各個關鍵模塊，如微米級干霧機、噴霧器總成(含萬向節噴霧器總成)、氣體管路、水管路等，可以在溫度低于+5.0℃時提升環境溫度。

4.3應用效果評價

煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置，成功填補了我國此類設備技術、生產、應用的空白，提高了煤炭港口區域環保自動化水平，降低了煤炭港口區域粉塵對大氣的污染，改善了煤炭港口區域周圍環境，減少了現場作業人員職業病發生概率，具有較為突出的經濟效益、社會效益。

先，煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置優良的抑塵能力，減少了煤炭損失量，每臺翻車機每年可減少煤炭經濟損失百萬元以上。傳統的除塵設備，主要使用負壓原理操作，會損耗港口區域內大量熱量，增加供熱成本。而干霧抑塵裝置相較于傳統抑塵裝置而言用水量更少，熱值損失較小，可以避免煤熱值損失。而由于物料含水量幾乎不增加，也可以降低干霧抑塵裝置應用后2次污染問題發生概率。

其次，由于干霧抑塵裝置在煤炭港口區域大氣除塵項目中的應用，無須頻繁清理煤池，減少了清理翻車機房卸煤池的勞務費用，控制了人力成本。同時，微米級干霧抑塵裝置在天氣嚴寒時節(冬季冰點以下)較為突出的微塵吸附沉降能力，可以完善港口的除塵手段。除此之外，煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置可以通過降低粉塵濃度、降低引爆溫度控制粉塵爆炸風險事故發生。

然后，相較于傳統除塵裝置而言，煤炭港口區域大氣除塵項目中所用的干霧抑塵裝置可以在污染的源頭起塵點進行粉塵治理，且對于10Lm以下可吸入性粉塵治理效果較好。同時，整體干霧抑塵裝置設備投入較少，且其內部電控系統、自動化控制系統及多功能系統的設置，可以實現全方面自動化控制，操作較為便捷，占地面積小，運行費用較低。

結語

綜上所述，干霧抑塵裝置在港口區域大氣除塵項目中具有突出的優勢，但是現階段仍然處于應用推廣階段。因此，為了充分發揮干霧抑塵裝置在治理港口區域10微米以下可吸入性粉塵中的節水、節能、防二次污染優勢，各港口區域特別是煤炭港口區域可以優先選用環保性能優良、有效節能的干霧抑塵裝置及相關設備，降低港口區域大氣顆粒物含量，保證港口區域生態環境質量。

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