幾種港口常用除塵器的比較分析

張 輝

（秦皇島港股份有限公司第二港務分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

近年來，隨著霧霾天氣的頻繁發生，國家對空氣保護日益重視，制定和出臺了各項措施。各大港口為了更好的保護碧海藍天，都在加大對環保設備的投入，在保證環保無污染的前提下進行港口作業。但是環保設備的種類參差不齊，如果在選擇環保設備時出現選擇錯誤，不但是對資金的一種浪費，更為重要的是不能有效的抑制粉塵，還對環境造成污染。秦皇島港從事的是煤炭港口作業，存在作業現場臟、現場煤塵多、作業粗放的問題。為抑制現場煤塵，秦皇島港采用了多種除塵方式對現場環境進行保護。通過多年來環保設備的管理經驗，將幾種除塵方式進行梳理，列出優缺點，以對除塵設備進行合理選擇。當前港口用的比較多的除塵設備有傳統的水噴淋式除塵設備、轉接落料點常用的干法除塵設備、干霧除塵設備、微霧除塵設備、新型水纜式除塵設備等諸多類型。本文針對這些除塵器的優缺點進行歸納并分析。

1 水噴淋式除塵設備

水噴淋式除塵設備是比較傳統的除塵方式，主要的工作原理就是利用水來壓制空氣的粉塵，讓彌漫在空氣中的粉塵與水霧結合，潤濕之后，粉塵得到沉降，進而起到抑制粉塵的作用。其中設備的優勢有以下2 個方面：

（1）傳統意義的除塵方式，技術成熟可靠，運行安全穩定，不會因煤種的不同影響除塵效果。

（2）適合堆料場地的大面積除塵，一般方式就是在堆場兩側建造若干噴槍站式的水噴淋設備，結構簡單，安裝便捷。

這種傳統式的除塵方式雖然優點明顯，但也存在缺點：

（1）該除塵設備整體除塵效率不是很理想，更多的適合宏觀層次的除塵，在微觀方面效果并不顯著。例如在堆場兩側大面積的噴槍式水噴淋設備，經過每天定頻次灑水，肯定會對堆場環境有所改善，但是如果在轉接機房或者料斗等封閉式的環境使用時，煤塵顆粒較小，無法與水正常結合，效果就會降低。

（2）主要除塵介質依靠的是水，水在冬季必然會結冰，所以該除塵方式在冬季要想順利使用，必須有過硬的保溫伴熱系統作為技術支持，否則冬季無法正常使用，所以在冬季防凍是重中之重。

2 干法除塵設備

干法除塵設備在港口領域比較常見的有布袋式除塵設備、電荷充放電式除塵設備、濕式電除塵設備等類型。這幾種類型的設備優缺點也比較明顯。

（1）布袋式的干法除塵設備是一種傳統的除塵設備，在港口轉接機房比較常見，主要是以除塵過濾帶為媒介，使得粉塵被吸附或被阻擋在濾袋之中，再通過反吹風機的反吹掃或脈沖的強振方式將粉塵輸送到集塵罐中。

優點：技術趨于成熟，對于不同的煤種都有一定效果，在一定時間內除塵效果比較好。

缺點：布袋除塵器是目前國內火力發電廠燃煤輸送系統中使用最多的除塵器，但在實際運行中，90%以上都無法正常運行，其主要原因有：①我公司屬于煤炭運輸港口，在春、夏兩季時煤炭的含水量都比較高，這就使得當煤塵吸附到布袋上時，由于含水量較大，時間久了對布袋的過濾效果大打折扣，有的時候累積的水汽達到一定濃度，再加上袋倉內溫度較高，有的時候甚至把過濾帶燒糊，造成濾帶破損，導致風量達不到效果，使得除塵功效不高。冬天時含煤水汽積累到一定程度后，經過一段時間會板結成煤塊，極易造成濾帶氣流不暢；②由于布袋需經常清洗和更換且風機功率較大，進而使得運行費用較高，所需能耗大。由于該除塵器的核心主要就是利用濾袋達到除塵的目的，壓力損失較高，一般可達1500～2000 Pa，導致配備風機功率會很大，電耗隨著增加。由于糊袋、破袋等布袋問題，解決的辦法就是經常清洗，無法清洗的就需要更換布袋，不管是清洗還是更換濾帶都會造成極高的修理費用、材料費用。同時廢舊的布袋處理也很麻煩，由于環保原因廢舊的布袋經常還需要花高額的處理費用進行處理，大大增加了運行費用和維護工作量，因此大多數火電廠的布袋除塵器在使用一段時間后都閑置不用；③在實際運行過程中，皮帶的落料時高低差往往不會太小，煤粉落下時也不可能保證定量落下，有時大有時小，粉塵的濃度也會隨著時高時低。該種除塵方式對這種驟變的情形是無法很好的應付的，所以造成運行不平穩。

（2）靜電式除塵設備的外觀與布袋式除塵設備相似，機械結構較為類似，區別在于粉塵的收集方式，其工作的核心原理是將粉塵氣體通過帶有高壓的一種靜電場，根據實際粉塵量的大小靜電場不止一個，通過粉塵荷電將粉塵吸附在特殊制造的集塵板上，再以振動的方式將粉塵收集到集塵裝置中。

優點：除塵效率高、所需能耗低、日常維護量小，能長期穩定運行。

缺點：我公司的轉接機房最早應用的就是靜電除塵裝置，經過多年使用，總結認為除塵設備對于煤種的要求具有局限性，由于整體的技術核心都是圍繞靜電展開，當遇到高揮發的粉塵存在爆炸的風險，安全性能不高，且由于日益嚴峻的環保要求，1～2 個靜電場基本不能達到環保標準，一般都需要3 個以上的靜電場才能滿足環保標準，導致占地面積大，設備整體比較龐大。

（3）濕法電除塵系統是前兩種干法除塵設備的一個升級產品，主要的工作流程是將粉塵氣體先過水，讓一部分的粉塵與水結合，潤濕后沉到水里，對于一些無法沉積的粉塵顆粒進入充滿水霧的電除塵器里，再經過荷電進行收集。

優點：適應煤種變化，安全，不產生自燃爆炸；對PM2.5 及以下粉塵能有效的去除；耗水量小，每小時用水量小于200 kg；占地小；可長時間保證較高的效率。

缺點：相對阻力較大；冬季需防凍。

3 種干法除塵設備在港口或者電廠的運輸煤炭的系統里很是常見，區別是這幾種除塵設備在煤種多樣化、設備所處環境和工藝流程的設置區別。以實際的工作經驗以及理論知識作為依托，總結了這幾種除塵設備的技術對比表（表1）。

表1 除塵設備技術對比

3 干霧、微霧除塵設備

（1）干霧除塵設備是從2012 年開始逐漸應用到港口領域的一種抑塵設備，在翻車系統中運用較多，主要的工作原理就是通過特殊制造的干霧抑塵機配合空氣壓縮機產生高壓空氣，氣與水按照一定比例結合后形成一種不足10 μm 的微細顆粒，肉眼可視為霧狀的氣體，這種氣體的學名就是干霧，這種顆?？梢耘c粉塵相互結合，進而聚結變大，在自身重力作用下沉降。該除塵裝置的優勢和劣勢經過實際使用總結如下：

優點：除塵效果比較直觀，可在冬季使用，耗水量比較少，整體安全性能比較高。

缺點：我公司在翻車機領域運用較多，根據多年來的使用及維修經驗，該除塵方式的缺點也很明顯，主要有以下4 個方面。①整體設備流程比較復雜，任何一個環節出故障，將會導致整個設備系統出現問題，檢修難度較大；②冬季使用過程中對保溫伴熱要求高，伴熱系統一旦出問題，水路將會凍結，再行恢復難度很大；③干霧積累到一定程度，也會凝結成冰，對設備造成一定安全隱患；④干霧噴嘴較為精細，對水質要求很高，很容易就造成噴嘴堵塞，此噴嘴在機上清理十分困難，需先進行更換后拆解下來再行清理，保養難度高。

（2）微霧除塵系統是近3 年興起的一種除塵系統，通過將水加壓至5 MPa 乃至更高，一般不超過8 MPa，并經過特制噴嘴后，將水霧顆粒的直徑破碎至微米的級別，降低水滴表層的張力，就更易于與粉塵結合沉降。由于高壓微霧的霧滴粒徑極小，在空氣中呈彌漫性漂浮，強化了與漂浮粉塵的廣泛性碰撞、吸附、粘合的概率，一般大小的水和塵埃粒子碰撞、凝聚，塵埃顆粒自重增大而墜落，無法再揚起。

二者的區別在于干霧除塵器是通過水路和氣路的結合來達到抑塵的目的，除塵效果較好但設備復雜度高，容易出故障。微霧除塵主要通過霧化噴嘴在高壓的作用下將水高度霧化進而抑塵，只有水路無氣路，對保溫伴熱要求高，但設備簡單可以多領域應用。

4 新型水纜式除塵設備

新型水纜式除塵器是我公司自主研發的一種針對港口堆料機、取料機、裝船機等大型港機設備除塵方式。受卷盤式電纜供電方式啟發，通過對可移動遠程連續自動化供電的形式加以改進，把電纜更換成一種有著一定抗拉能力、抗彎曲能力、承壓能力等性能的專用水纜，纏繞在纜盤之上，進而使得此水纜像電纜一樣可以隨港口裝卸設備移動供水代替傳統的供水模式。該除塵設備不在需要沿線供水槽、吸水泵、機上儲水箱、機上增壓泵，通過水纜直接就可對堆料機、取料機、裝船機等大型港口移動設備進行作業時灑水除塵。近年來又開發出自帶保溫伴熱的水纜，使水纜除塵設備在冬季也可穩定使用。

5 小結

分析港口領域近些年常見的幾種除塵器的工作原理，總結其在應用中的優缺點。目前除塵器種類繁多，都是為了抑制揚塵，保護環境。不能盲目的推陳出新，也不能停滯不前，應該根據港口運輸特點，以及設備安裝環境，將幾種除塵器有效結合，把每種除塵器的適用環境與現場環境充分結合，選取一套最適合自身港口、最有效的除塵方式。