1 問題的提出

　　目前，在港口煤炭裝船過程中，由于皮帶輸送、裝船作業(yè)等基本在露天環(huán)境下進(jìn)行，煤炭在轉(zhuǎn)運(yùn)、裝船作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，受外界風(fēng)力影響飛散至港區(qū)，是造成港區(qū)作業(yè)面較為嚴(yán)重的粉塵污染的主要原因。由于沒有較好的除塵措施，工作環(huán)境較差，煤炭損失嚴(yán)重。部分設(shè)備雖然裝有噴水裝置，也會(huì)造成煤炭含水量增加而降低熱效率，且有時(shí)由于風(fēng)力的影響，除塵效果不佳，因此不能廣泛應(yīng)用。為此，需要一種除塵效率高的新型高效除塵裝置及技術(shù)。裝船機(jī)裝船作業(yè)的主要起塵點(diǎn)為皮帶轉(zhuǎn)接點(diǎn)及裝船溜管裝船作業(yè)點(diǎn)等。在皮帶轉(zhuǎn)接點(diǎn)、裝船點(diǎn)設(shè)置除塵設(shè)備，以減少產(chǎn)塵點(diǎn)的產(chǎn)塵總量或抑制粉塵產(chǎn)生。除塵設(shè)備需要解決冬季除塵問題，達(dá)到四季均適用的目的。合理的設(shè)置除塵設(shè)備，減少或避免除塵用水問題，解決無組織排放點(diǎn)粉塵污染問題，達(dá)到較好的環(huán)保效果。目前國內(nèi)已有“干霧”等新型除塵技術(shù)開始推廣使用。其技術(shù)特點(diǎn)在于將水霧化成與粉塵顆粒大小相當(dāng)?shù)乃椋w粒度可達(dá)到微米級(jí)）。由于水珠顆粒和塵埃顆粒相似或者相同，塵埃顆粒隨氣流運(yùn)行過程中與水珠顆粒產(chǎn)生接觸變濕潤，根據(jù)核凝聚原理，小塵埃顆粒會(huì)聚集成團(tuán)而沉降，特別是對(duì)其中可吸入粉塵污染的治理具有較好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。原理介紹

　　干霧抑塵系統(tǒng)是利用微米級(jí)干霧抑塵裝置，產(chǎn)生直徑在1～10 微米的水霧顆粒，對(duì)懸浮在空氣中的粉塵，特別是直徑在10 微米以下的可吸入顆粒進(jìn)行有效的吸附，使粉塵受重力作用而沉降，從而達(dá)到抑塵作用。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。但那些最細(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（如圖1 所示）。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。

　　2 干霧抑塵系統(tǒng)組成及功能

　　干霧抑塵系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，由微米級(jí)干霧機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、噴霧器總成（噴霧箱或萬向節(jié)噴霧器總成）、水氣連接管線、電伴熱系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。

　　1）微米級(jí)干霧抑塵機(jī)是將氣、水過濾后，以設(shè)定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開關(guān)程序控制電磁閥打開或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到噴霧器總成中去，實(shí)現(xiàn)噴霧抑塵。它由電控系統(tǒng)、多功能控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)組成。安裝在IP 55 標(biāo)

　　準(zhǔn)的箱體內(nèi)，有進(jìn)氣管接口1 個(gè)，進(jìn)水管接口1個(gè)，出氣管接口1 個(gè)，出水管接口1 個(gè)。面板上有文本顯示器、氣、水壓力表和電控系統(tǒng)按鈕。

　　2）電控系統(tǒng)是干霧抑塵系統(tǒng)的控制中心，集合了可編程控制器、保護(hù)電路、繼電器以及與之相關(guān)的元器件。系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作模式。在自動(dòng)操作模式時(shí)，可自動(dòng)接收遠(yuǎn)程觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)或停止噴霧器噴霧。在手動(dòng)模式，操作人員可以手動(dòng)啟動(dòng)或停止噴霧器噴霧。還可以通過PLC 設(shè)置接口修改噴霧周期及管道吹掃時(shí)間等。

　　3）自動(dòng)控制系統(tǒng)將干霧抑塵機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制信號(hào)連接起來，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

　　4）噴霧箱/萬向節(jié)噴霧器總成，接收由干霧抑塵機(jī)輸送來的氣、水，并將其轉(zhuǎn)化成水滴直徑為1～10 微米的干霧噴射出去，按干霧抑塵機(jī)的控制指令噴向抑塵點(diǎn)。當(dāng)干霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時(shí)，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、凝聚變大，

　　并在自身重力作用下沉降，從而達(dá)到抑塵作用。

　　5）螺桿式空氣壓縮機(jī)（帶容調(diào)閥）是為干霧抑塵系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的氣源。

　　6）水氣連接管線將干霧抑塵機(jī)、噴霧箱噴霧器總成、螺桿式空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、水源等用不同管徑的不銹鋼管按要求連接起來。

　　7）多功能系統(tǒng)是將外接水源的水中懸浮物過濾掉達(dá)到噴霧器總成所要求使用的標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)空氣和水的壓力及流量，并通過分配器和閥門將它們分配到各個(gè)噴霧器總成中去。它集合了所有的過濾器、電磁控制閥、水氣調(diào)壓閥、管道吹掃

　　閥和壓力傳感器。所有元器件，從系統(tǒng)上游給水處的管連接到終端噴霧器，都采用熱浸鋅管、銅、尼龍等耐腐蝕性材料。

　　8）電伴熱及保溫系統(tǒng)分布在干霧抑塵機(jī)、噴霧器總成及水、氣管路上，當(dāng)環(huán)境溫度低于+5℃時(shí)啟動(dòng)。

　　3 方案設(shè)計(jì)

　　3.1 產(chǎn)塵點(diǎn)情況

　　1）碼頭皮帶機(jī)皮帶頭部。物料沿皮帶落入下游溜槽，因落入的物料勢(shì)能釋放，引起物料在溜槽側(cè)壁后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵，粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜槽向上飛散。

　　2）懸臂皮帶機(jī)皮帶受料點(diǎn)。物料沿皮帶落入下游溜槽，溜槽內(nèi)的物料下落至懸臂皮帶機(jī)上，因落入的物料勢(shì)能釋放，引起物料在皮帶上后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵。粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿導(dǎo)料槽空隙處向四周飛散。

　　3）懸臂皮帶機(jī)皮帶頭部。物料沿皮帶落入下游溜筒，因落入的物料勢(shì)能釋放，引起物料在溜筒壁上反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵，粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜筒向上周飛散。

　　4）懸臂皮帶機(jī)機(jī)頭部溜筒拋料鏟。物料沿溜筒落入下游拋料鏟，因落入的物料勢(shì)能釋放，引起物料在拋料勺平面后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，向四周無規(guī)則（無組織）飛散的同時(shí)，下落的物料在落入船艙后相互撞擊向四周無規(guī)則（無組織）飛散。

　　3.2.1 碼頭皮帶機(jī)皮帶頭部

　　設(shè)計(jì)配置1 套水氣分配器，6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時(shí)間為連續(xù)，并設(shè)計(jì)安裝一套料流傳感器。

　　3.2.2 懸臂皮帶機(jī)皮帶受料點(diǎn)

　　設(shè)計(jì)安裝1 套水氣分配器，10 套萬向節(jié)噴霧器總成。其中在此受料點(diǎn)上游皮帶處設(shè)計(jì)安裝4套萬向節(jié)噴霧器總成；在此受料點(diǎn)下游皮帶處設(shè)計(jì)安裝6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時(shí)間為連續(xù)。

　　3.2.3 懸臂皮帶機(jī)皮帶頭部

　　設(shè)計(jì)配置1 套水氣分配器，6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時(shí)間為連續(xù)。

　　3.2.4 懸臂皮帶機(jī)機(jī)頭部溜筒拋料鏟

　　設(shè)計(jì)配置1 套水氣控制器，4 套噴霧箱：其中拋料鏟落料口正上方設(shè)計(jì)安裝一套噴霧箱，拋料鏟兩側(cè)及后側(cè)各設(shè)計(jì)安裝一套噴霧箱，均隨拋料勺移動(dòng)，噴霧方向與物料的下落方向一致。噴霧時(shí)間為連續(xù)。懸臂帶式輸送機(jī)頭部溜筒噴霧箱總成通過高壓軟管及水、氣、電纜卷筒與系統(tǒng)相連，水、氣設(shè)保溫措施。

　　3.3 應(yīng)用效果

　　1）干霧抑塵裝置投入運(yùn)行后抑塵率達(dá)到90%以上，減少了煤炭損失量。

　　2）原噴水裝置噴水量大, 造成原煤含水量過高, 使用干霧抑塵裝置后,噴水量減少了90%以上，同時(shí)減少了煤炭的熱值損失。

　　3）干霧抑塵裝置在各個(gè)功能系統(tǒng)和所有水、氣管道設(shè)置電伴熱帶加熱并設(shè)計(jì)保溫防凍，可以確保冬季正常使用。干霧抑塵裝置投產(chǎn)后，不會(huì)造成煤炭冬季凍結(jié)，干霧抑塵系統(tǒng)的用水量小，物料濕度增加重量比小于0.02 %～0.05 %，皮帶不會(huì)打滑、跑偏，可正常輸送。

　　4）干霧抑塵裝置操作可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制模式，在自動(dòng)操作模式時(shí)，噴霧操作由干霧抑塵裝置的可編程邏輯控制器（PLC）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)無人操作運(yùn)行，減少現(xiàn)場(chǎng)操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　4 總結(jié)

　　根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在露天堆存、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸等作業(yè)過程中，因粉塵飄散造成的煤炭年損失率約為6% ～ 8%，裝船作業(yè)也是因粉塵飄散造成煤炭損失的重要環(huán)節(jié)。干霧抑塵技術(shù)能夠取得有效抑塵效果在90%以上，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，在取得良好的經(jīng)濟(jì)效益前提下，大大降低了作業(yè)區(qū)域的粉塵污染，生產(chǎn)作業(yè)人員工作環(huán)境大為改善，港區(qū)環(huán)境也得到很大改觀，作業(yè)區(qū)清潔工作量明顯降低。綜上所述，干霧抑塵技術(shù)在裝船機(jī)除塵中的運(yùn)用效果優(yōu)于原有除塵系統(tǒng)，投入運(yùn)行后，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，基本上解決了冬季除塵的問題。今后，可使干霧抑塵技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合港口機(jī)械的

　　特點(diǎn)，在港口四季除塵中得到更廣泛有效的應(yīng)用。