灰?guī)鞚衽畔到y(tǒng)揚(yáng)塵原因分析及改造方案

李強(qiáng)爭(zhēng) 李慧茹

摘要：由于粉煤灰需求問題，近年來受銷售市場(chǎng)影響需大量對(duì)粉煤灰濕排貯存，粉煤灰的濕排揚(yáng)塵對(duì)周邊設(shè)備造成了嚴(yán)重的二次污染并極大地影響了環(huán)境。 同時(shí)， 揚(yáng)塵問題的產(chǎn)生惡化了運(yùn)行人員的操作環(huán)境， 增大了運(yùn)行人員的保潔工作量及成本并嚴(yán)重危害到運(yùn)行人員的身體健康，因此急需對(duì)傳統(tǒng)濕排系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。

關(guān)鍵詞：濕排系統(tǒng);揚(yáng)塵原因;改造方案

1、濕排系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1我廠濕排灰雙軸攪拌機(jī)型號(hào)為：SZJ-250;處理干灰量：250t/h。我們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試：車輛車廂尺寸為8.5*2.5*1.5米，有效容積為31.88m3，測(cè)試兩輛車裝車時(shí)間均為4分鐘，按照此速率推算濕排灰流量為478m3/h。若按照0.8t/m3的堆積密度，設(shè)備超出力1.5倍以上，導(dǎo)致電機(jī)過載、燒損、攪拌機(jī)震動(dòng)大、軸承頻繁損壞的最直接原因。

1.2現(xiàn)有調(diào)濕水噴嘴出水為柱狀，灰水接觸面較小，灰水摻配不勻，基本上是灰包水形態(tài)，這是產(chǎn)生揚(yáng)塵的最主要原因。

1.3鎖氣器下料處未布置噴嘴，導(dǎo)致首先進(jìn)入攪拌機(jī)的干灰被葉片卷揚(yáng)在箱內(nèi)形成大量揚(yáng)塵。

1.4目前調(diào)濕水使用復(fù)用水，含雜率極高，水質(zhì)較差，導(dǎo)致噴嘴頻繁堵塞、襯膠閥門使用壽命縮短。

1.5復(fù)用水壓波動(dòng)嚴(yán)重，低時(shí)不足0.2MPa，導(dǎo)致調(diào)濕水量不足，揚(yáng)塵嚴(yán)重。

1.6現(xiàn)有調(diào)試噴嘴內(nèi)置于箱內(nèi)頂部，由于箱內(nèi)潮濕環(huán)境，噴嘴被積灰包裹，噴嘴易堵。

1.7 目前濕排調(diào)濕水量完全人為控制，水量大、排灰呈泥漿狀難以卸料，水量小則揚(yáng)塵嚴(yán)重，為止必須按照合理的粉煤灰加濕配比。參照相關(guān)單位對(duì)粉煤灰灑水的混合實(shí)驗(yàn)得知，粉煤灰與水的質(zhì)量比約為5：2時(shí)，獲得的混合物為最佳輸送狀態(tài)，既不產(chǎn)生揚(yáng)塵，也不因濕粘泥濘增加傳送阻力。按照單臺(tái)250t/h干灰處理量則調(diào)濕水流量需達(dá)到100t/h.

2、具體改造措施如下

2.1將原有鎖氣式給料機(jī)傳動(dòng)鏈輪由15齒增至23齒，使折算給料量降至250t/h左右。

2.2在給水母管處安裝150t/h多袋不銹鋼過濾器，用以過濾水中雜質(zhì)，防止過濾器堵塞。過濾器配有排污閥和差壓計(jì)便于定期排污和濾袋失效判斷。

2.3在過濾器后安裝增壓管道泵，使調(diào)濕水壓始終處于0.4MPa左右，以保證調(diào)試水量和噴嘴霧化效果。

2.4在原有手動(dòng)門和氣動(dòng)蝶閥間安裝渦街或轉(zhuǎn)子流量計(jì)，經(jīng)過摸索試驗(yàn)出調(diào)濕灰最佳形態(tài)的最大和最小水流量，便于運(yùn)行人員根據(jù)調(diào)濕水需量對(duì)閥門開度進(jìn)行標(biāo)定。

拆除原有噴水管架，在箱體開25mm通孔，通孔處安裝通孔密封圈，用以將噴嘴固定并密封，每個(gè)噴嘴安裝壓爪用以抵消噴嘴工作時(shí)產(chǎn)生的反推力。形式見下圖：

攪拌器箱體噴嘴布置圖

3、改造后調(diào)濕、降塵工藝流程

第一階段，鎖氣器下落粉煤灰與水霧結(jié)合，由于水量較小，此區(qū)段處于粉煤灰基本處于灰包水形態(tài)。

第二階段，粉煤灰在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的攪拌葉片卷揚(yáng)、揉搓，與頂噴霧化水結(jié)合，水霧均勻包裹灰團(tuán)，此區(qū)域粉煤灰基本處于水包灰形態(tài)。

第三階段，灰流在攪拌葉片驅(qū)動(dòng)及重力作用下沿拋物線路徑下落，碰撞相向落料口壁板后一部分灰團(tuán)破碎，粉塵逃逸，加之部分未能充分濕化的干灰，在落料口空區(qū)形成粉塵聚集區(qū)。見下圖

由于灰流連續(xù)性，灰流將攪拌器上部空區(qū)與大氣隔絕，由于灰流持續(xù)下落攪拌器上部空區(qū)壓力降低形成負(fù)壓區(qū)，實(shí)測(cè)該區(qū)域壓力-12kpa。使用連通管將負(fù)壓區(qū)與落灰管空腔區(qū)域聯(lián)通，在差壓作用下落灰管空腔區(qū)粉塵從連通管上部出口噴出，管口處箱體安裝射流噴嘴，由于噴嘴射水流速度較高，依據(jù)文丘里效應(yīng)：流體在流過截面縮小的管道（射流噴嘴）時(shí)，依據(jù)伯努利定理，該截面位置流速會(huì)升高，并在高速流動(dòng)的流體附近產(chǎn)生低壓區(qū)，從而產(chǎn)生吸附作用。噴涌的含塵氣流被射流噴嘴周邊產(chǎn)生的負(fù)壓捕獲，塵水混合后被拋向攪拌區(qū)再次加濕。

第四階段，灰流在重力作用下高速下落，依據(jù)伯努利效應(yīng)：流體速度加快時(shí)，物體與流體接觸的界面上的壓力會(huì)減小，反之壓力會(huì)增加。灰流周邊形成低壓區(qū)，落料口處的干霧噴嘴向下噴射濃密水霧，水霧在差壓作用下與灰流混合，對(duì)灰流再次加濕，減少揚(yáng)塵。

第五階段，干霧抑塵。灰流在下落過程中由于落差太大，速度快，灰塊相互碰撞，以及物料與其他物件的劇烈碰撞而形成的爆破式揚(yáng)塵，大量未被加濕的粉塵被拋出車廂形成揚(yáng)塵。位于車輛上部的干霧噴嘴噴出濃密水霧陣，對(duì)逃逸粉塵進(jìn)行壓制。

常規(guī)噴淋除塵 因水滴分子較大，能夠捕獲大顆粒粉塵，但對(duì)于細(xì)小微塵（小于20 μm），因水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，粉塵僅隨水霧顆粒周圍氣流而運(yùn)動(dòng)，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有機(jī)會(huì)接觸，因空氣流動(dòng)，難以達(dá)到較好的抑塵效果。干霧抑塵是利用雙流體干霧噴嘴產(chǎn)生的10 μm以下的微細(xì)水霧顆粒，在抑塵點(diǎn)形成濃而密的霧陣，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、聚結(jié)增大，并在自身重力作用下沉降。因水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)與水霧顆粒相互碰撞、接觸而粘結(jié)一起。隨著聚結(jié)的粉塵團(tuán)變大加重自然沉降，從而起到抑塵效果。干霧針對(duì)10μm以下可吸入性粉塵治理效果可高達(dá)96%以上。

第六階段，系統(tǒng)吹掃。當(dāng)車輛滿裝后，雙軸攪拌機(jī)停轉(zhuǎn)，調(diào)濕水氣動(dòng)閥QF1關(guān)閉，干霧抑塵系統(tǒng)電磁閥DF1及霧化氣源閥DF2延時(shí)5秒后關(guān)閉，隨后吹掃電磁閥DF3工作3秒后關(guān)閉，用以排除管道積水，防堵防凍。至此整個(gè)濕排散裝流程結(jié)束。

4、應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

應(yīng)用基于無動(dòng)力返塵及微米級(jí)干霧抑塵裝置可以減少直接水噴淋對(duì)運(yùn)輸車輛、設(shè)備的銹蝕影響，降低電氣設(shè)備的故障率。減少粉塵排放對(duì)環(huán)境的污染。減少維護(hù)、保潔人員工作量，最大程度的改善了周圍環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)環(huán)境。