露天煤堆場碼頭環(huán)保綜合治理

杜新驍

（中交一航局安裝工程有限公司，天津 300457）

露天煤堆場碼頭的一般工藝流程為：火車卸車→翻車機(jī)→皮帶機(jī)→轉(zhuǎn)接機(jī)房→皮帶機(jī)→堆料機(jī)→堆場→取料機(jī)→皮帶機(jī)→轉(zhuǎn)接機(jī)房→皮帶機(jī)→裝船機(jī)→裝船。在整個(gè)工藝流程過程中，各個(gè)階段均會(huì)產(chǎn)生煤粉塵。

以往在露天煤堆場各處設(shè)置一些環(huán)保設(shè)備，用于處理煤粉塵。比如翻車機(jī)設(shè)置灑水除塵、轉(zhuǎn)接機(jī)房設(shè)置除塵器等，雖然能達(dá)到一定的效果，但煤粉塵治理仍然以點(diǎn)為主，治理難度大。

本文主要介紹露天煤堆場碼頭環(huán)保綜合治理方案，以預(yù)防為主、防治結(jié)合的方法，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

1 綜合治理方案的主要特征

翻車機(jī)設(shè)置干式除塵系統(tǒng)和干霧抑塵系統(tǒng)。干霧抑塵系統(tǒng)抑制翻車機(jī)卸煤過程煤粉塵的揚(yáng)起。干式除塵系統(tǒng)處理漏斗區(qū)域煤粉塵，并將收集煤粉返回皮帶機(jī)流程。翻車機(jī)房地下室設(shè)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，將過濾的新風(fēng)送至機(jī)房地下室。

轉(zhuǎn)接機(jī)房設(shè)置輸煤皮帶機(jī)專用除塵器，該除塵器位于皮帶機(jī)導(dǎo)料槽上方，除塵器所收集煤粉直接返回皮帶機(jī)流程。轉(zhuǎn)接機(jī)房同時(shí)設(shè)置沖洗系統(tǒng)，用于沖洗機(jī)房地面，產(chǎn)生的含煤污水進(jìn)污水處理站處理。

堆場灑水除塵與含煤污水處理系統(tǒng)，在堆場設(shè)置噴槍站，對(duì)煤堆場灑水抑塵。在堆場灑水及機(jī)房沖洗過程中產(chǎn)生含煤污水進(jìn)污水處理站。經(jīng)污水處理站處理后，所收集的煤餅用于回收利用，處理后的污水達(dá)到回用水質(zhì)，經(jīng)供水調(diào)節(jié)站用于堆場灑水和機(jī)房沖洗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

堆場四周設(shè)置防風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)，強(qiáng)風(fēng)經(jīng)防風(fēng)網(wǎng)后僅部分通過，其機(jī)械能衰減并變?yōu)榈退亠L(fēng)流，最終使煤堆場總起塵量大幅度減小。

其它單項(xiàng)環(huán)保設(shè)施：單機(jī)灑水系統(tǒng)、堆場噴霧器、防風(fēng)網(wǎng)噴霧等。

2 具體實(shí)施方案

下面對(duì)露天煤堆場碼頭環(huán)保綜合治理方案作進(jìn)一步說明，主要涉及以下5個(gè)子系統(tǒng)：翻車機(jī)除塵系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接機(jī)房除塵系統(tǒng)、堆場灑水除塵與含煤污水處理系統(tǒng)、堆場防風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)、其它單項(xiàng)環(huán)保設(shè)施。

2.1 翻車機(jī)除塵系統(tǒng)

翻車機(jī)設(shè)置干霧抑塵系統(tǒng)、干式除塵系統(tǒng)和機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。

干霧抑塵系統(tǒng)抑制翻車機(jī)卸煤過程煤粉塵的揚(yáng)起。美國科羅拉多學(xué)院在1976年所發(fā)表研究理論：“水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時(shí)吸附、過濾、凝結(jié)的機(jī)率最大”。基于此理論所使用的干霧抑塵系統(tǒng)能夠產(chǎn)生直徑在0.1～10μm的水霧顆粒，對(duì)懸浮在空氣中的粉塵，特別是直徑在5μm以下的可吸入粉塵顆粒進(jìn)行有效的吸附而聚結(jié)成團(tuán)，受重力作用而沉降，從而達(dá)到抑塵作用。

干霧抑塵系統(tǒng)由干霧機(jī)、噴霧箱、水管線、電伴熱系統(tǒng)、壓縮空氣管線、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、除油除塵過濾器等組成。

其中干霧機(jī)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)管道輸送到噴霧箱中去，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，并均安裝在IP55標(biāo)準(zhǔn)的箱體內(nèi)。面板上有氣、水壓力表和電控系統(tǒng)按鈕及指示燈。干霧機(jī)將外接水源的水中懸浮物過濾后達(dá)到噴霧箱所要求使用的標(biāo)準(zhǔn)，它集合了所有的過濾器、電磁控制閥、管道吹掃閥和壓力傳感器。干霧機(jī)的電控系統(tǒng)集合了可編程控制器、保護(hù)電路、繼電器以及與它們相關(guān)的元器件，為用戶提供自動(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)或停止噴霧箱噴霧；在手動(dòng)模式，操作人員可以按壓操作按鈕啟動(dòng)或停止噴霧箱噴霧。用戶還可以通過PLC設(shè)置接口修改噴霧周期及管道吹掃時(shí)間等。

噴霧箱接收由干霧機(jī)輸送來的氣、水后將其轉(zhuǎn)化成水滴直徑為0.1～10μm的干霧，按干霧機(jī)的控制指令噴向抑塵點(diǎn)。干霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞，使粉塵顆粒相互黏結(jié)、凝聚變大，并在自身的重力作用下沉降，從而達(dá)到抑塵的作用。

與傳統(tǒng)灑水除塵相比水霧直徑更小，霧化更均勻，用水量大幅度減少。

在每臺(tái)翻車機(jī)漏斗下部的給料機(jī)至受料皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)處設(shè)一套干式除塵系統(tǒng)，翻車機(jī)除塵系統(tǒng)中，在漏斗下部的給料機(jī)至受料皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)處設(shè)密閉吸塵罩，除塵風(fēng)管沿翻車機(jī)房地下廊道縱向敷設(shè)，在機(jī)房端部垂直敷設(shè)，并引至機(jī)房室外的布袋除塵器，除塵器布置在機(jī)房室外，并安裝在受料帶式輸送機(jī)的上部，將收集的煤塵送回到運(yùn)行中的受料皮帶上。

每套干式除塵系統(tǒng)由密閉吸塵罩、吸塵風(fēng)管、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、排風(fēng)管及排風(fēng)管上的避雷設(shè)施、排風(fēng)口及防雨裝置、布袋除塵器、旋轉(zhuǎn)排灰閥、刮板輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)、304不銹鋼配電控制柜、消聲器、設(shè)備及管道支架、除塵器操作檢修平臺(tái)及扶梯等組成。

翻車機(jī)房地下室設(shè)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，將過濾的新風(fēng)送至機(jī)房地下室。送風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)箱、送風(fēng)管道及附件、管道支架、相應(yīng)的配電控制箱及電線電纜等組成。風(fēng)機(jī)箱內(nèi)安裝百葉進(jìn)風(fēng)口、過濾器、離心風(fēng)機(jī)和消聲器，由地上采風(fēng)，向地下室送入新鮮空氣。機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)既補(bǔ)充干式除塵系統(tǒng)所需風(fēng)量又改善翻車機(jī)工作環(huán)境。

2.2 轉(zhuǎn)接機(jī)房除塵系統(tǒng)

轉(zhuǎn)接機(jī)房皮帶機(jī)落料點(diǎn)處設(shè)置輸煤皮帶機(jī)專用除塵器，該除塵器的進(jìn)塵口的寬度等同或略小于導(dǎo)料槽寬度，其長度和高度根據(jù)煤粉濃度計(jì)算過濾面積得出。這樣保證不占用巡視走道，便于工作人員對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行巡視和檢修。除塵器維修平臺(tái)位于除塵器周圍，工作人員通過爬梯對(duì)除塵器進(jìn)行維修。除塵排風(fēng)風(fēng)管利用轉(zhuǎn)接機(jī)房向上排放廢氣，排放高度和排放濃度滿足國標(biāo)GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。轉(zhuǎn)接機(jī)房同時(shí)設(shè)置沖洗系統(tǒng)，用于沖洗機(jī)房地面，產(chǎn)生的含煤污水進(jìn)污水處理站處理。

2.3 堆場灑水除塵與含煤污水處理系統(tǒng)

在堆場設(shè)置噴槍站，根據(jù)噴槍流量及揚(yáng)程布置噴槍站數(shù)量及位置，保證噴槍覆蓋整個(gè)堆場。在堆場灑水及機(jī)房沖洗過程中產(chǎn)生含煤污水進(jìn)污水處理站。

污水處理站收集處理的污水主要來源于露天堆場產(chǎn)生的徑流雨污水、碼頭面徑流雨污水、碼頭沖洗水、轉(zhuǎn)接機(jī)房地面沖洗水等。其主要處理設(shè)備包括全自動(dòng)凈水器、壓力過濾器及相應(yīng)全部配套設(shè)備設(shè)施。

經(jīng)污水處理站處理后，所收集的煤餅用于回收利用，處理后的污水達(dá)到回用水質(zhì)，經(jīng)供水調(diào)節(jié)站用于堆場灑水和機(jī)房沖洗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

2.4 堆場防風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)

防風(fēng)網(wǎng)能控制改善煤堆場區(qū)的風(fēng)流場，減小堆場區(qū)的風(fēng)速、減小堆場區(qū)風(fēng)流場的紊流度。強(qiáng)風(fēng)經(jīng)過防風(fēng)網(wǎng)后，僅部分來風(fēng)透過防風(fēng)網(wǎng)，其機(jī)械能衰減并變?yōu)榈退亠L(fēng)流，與此同時(shí)，這部分風(fēng)在網(wǎng)前的大尺度、高強(qiáng)度旋渦被衰減、梳理成小尺度、弱強(qiáng)度旋渦。防風(fēng)網(wǎng)后的這部分低速、弱紊流度風(fēng)流掠過煤堆場，形成低風(fēng)速梯度、低風(fēng)速旋度、弱渦量和弱紊流度的堆場區(qū)流場，使煤堆場低處起塵量大幅度減少。

2.5 其它單項(xiàng)環(huán)保設(shè)施

根據(jù)露天煤堆場碼頭所在區(qū)域可設(shè)置單機(jī)灑水噴頭、堆場噴霧器、防風(fēng)網(wǎng)噴霧等環(huán)保設(shè)施，使碼頭環(huán)境更加美好。

3 結(jié)語

綜上所述，在設(shè)計(jì)的過程中，可根據(jù)用戶的需要對(duì)各項(xiàng)環(huán)保措施綜合比較。綜合選擇露天煤堆場碼頭環(huán)保治理方案，以預(yù)防為主、防治結(jié)合的方法，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

[1] 張殿印，王純.除塵工程設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.