新型干霧抑塵技術在某鐵選廠礦車受料坑的應用

蘇 瓊

（安徽馬鋼礦業資源集團有限公司）

在冶金礦山工藝中，礦石要經過破碎、運送、選別、篩分等工序，有的礦山不僅輸送距離長，而且轉運落差大，由于運送設備的振動或自然風力、下落正壓風等多方面原因，會產生大量的粉塵。面對礦山普遍存在的產塵點分散且線長，粉塵污染的有效治理問題十分突出［1-6］。

某國有大型鐵礦選礦廠位于長江下游北岸，礦石來自礦山露天采場，經粗碎、細碎，粒度為0～25 mm的物料通過電機車運送至老粗碎礦緩沖倉（現為粉礦倉）存儲，倉內礦石通過重板給料機送至下一工序。

礦石的遠距離輸送設備電機車行進至卸礦棚內，礦車采用側卸式卸礦，過程中會產生大量的粉塵。按電機車年輸送礦石500萬t計，該作業擴散到大氣環境的粉塵量非常大，而且場地開放，對周圍環境會造成嚴重污染。

選礦廠為響應國家號召，貫徹生態文明和綠色礦山發展理念，開展了粉塵污染治理工作。通過大量的研究、考察，最終確定引進一套新型干霧抑塵系統，較好地解決了粉塵濃度高的問題。

1 傳統除塵技術

工業上傳統的粉塵處理方式是設置大型的集中除塵系統，即對工藝生產過程中產生粉塵的設備與產塵點，進行最大程度密閉的基礎上，設置機械抽風系統，使密閉罩內形成一定負壓，從而防止粉塵外逸。含塵氣體通過除塵管網集中后送至除塵器，經除塵器凈化后的廢氣通過風機、排氣筒排至大氣中。除塵器收集的粉塵由灰斗排出，進行適當的處理。通過上述原理發展而來的除塵技術有靜電除塵器、布袋除塵器、旋風除塵器、沖激式除塵器等。

傳統的除塵技術具有設備龐大，系統運行氣壓大，無用功消耗大，有時效果并不明顯，粉塵指標不達標。

2 新型干霧抑塵技術

干霧抑塵技術不同于傳統的除塵技術，該技術體現了新的粉塵治理觀念，即用抑塵替代除塵，把工作重點放在對產塵源頭的抑制上，減少排放壓力。

干霧抑塵技術能較好地客服傳統除塵方式的缺點，具有突出的能耗低、工藝簡單的特點，可有效抑制產塵點的粉塵外逸。

2.1 系統構成

新型干霧抑塵系統采用模塊化設計技術，主要由空壓機、儲氣罐、自清潔過濾器、干霧機、水氣分配器、噴霧模塊組件、電控系統等組成，見圖1。

2.2 工作原理

新型干霧抑塵系統的核心裝置是干霧機，干霧機是將水、氣過濾后，以設定的氣壓、水壓、氣流量、水流量經管道輸送到水氣分配器，再由水氣分配器按所需分配給各個抑塵點上的噴霧模塊，噴霧模塊安裝一個或多個特殊噴頭，噴頭內由壓縮空氣驅動聲波振蕩器，通過高頻聲波的音爆作用在噴頭共振室將水高度霧化，產生10 μm以下的超細水霧顆粒（直徑小于10 μm的水霧稱為干霧）噴向起塵點，使干霧顆粒與粉塵顆粒充分碰撞、粘連、聚集增大，并在自身重力作用下沉降，達到抑塵效果，如圖2所示。

2.3 技術特點

傳統的干霧抑塵系統，各部件在現場一字排開，比較分散，安裝維護不方便，容易損壞，如過濾器失效周期為半年，干霧噴頭容易堵塞。

根據上述缺陷，新系統將原粗放的前置過濾器改進為自清潔過濾器，即使使用選廠回水，噴嘴也不會堵塞，可以達到干霧效果。新系統可將自清潔過濾器與水泵、減壓閥、電磁閥、傳感器、單向閥等一起集成在一個成套柜中，形成干霧機，大大減少了現場安裝工作量。干霧機與水氣分配器、水氣分配器與噴霧模塊組件之間的連接方式，由原先的硬管焊接改進為撓性波紋高壓軟管與快速接頭連接，便于安裝維護。

新技術真正實現了小于10 μm的干霧抑塵，適用于無組織排放的敞開場所的粉塵治理，抑塵效率高，在污染源頭治理，在起塵點形成濃而密的霧池，耗水量極低。

3 礦車受料坑的應用設計

整個卸車棚長50 m、寬10 m，長度方向上可容納10節車皮同時卸礦，寬度方向上共有2個卸礦區，一列電機車卸礦時另一列電機車在裝車與行進途中，形成交替卸礦。

根據現有廠棚布局和車輛實際，在相應受料坑正上部位置設置22套噴霧模塊組件，每套模塊含8個噴頭，其中受料坑正上部位置長度方向每邊10套，寬度方向每邊1套；該噴霧模塊的設置能有效抑制電機車運輸與卸礦過程中產生的粉塵外逸。

當礦車依次進入廠棚，根據信號觸發相應受料坑正上部位置的干霧抑塵系統啟動，進行抑塵；當礦車離開廠棚，礦倉內仍會有粉塵從卸礦口外逸，根據信號觸發受料坑正上部位置的干霧噴嘴模塊延時關閉。干霧抑塵系統的現場應用見圖3、圖4。

4 應用效果

（1）卸礦區空氣粉塵指標的變化。新型干霧抑塵系統投入使用后，選廠進行了應用效果考查，結果見表1。

由表1可以看出，安裝新型干霧抑塵系統前，卸礦廠棚內平均粉塵濃度高達72.77 mg/m3，安裝新型干霧抑塵系統后，卸礦廠棚內平均粉塵濃度僅為6.76 mg/m3，降幅高達90%以上，粉塵濃度降低非常顯著。

（2）新系統的成本消耗。①根據用水量監測，整個卸礦棚干霧抑塵系統每運行1次，約耗水0.18 m3。根據每日平均卸礦50趟計，日耗水量約9 m3。②新型干霧抑塵系統使用1臺55 kW螺桿空壓機、1臺1 kW水泵，總裝機功率56 kW，按實際運行功率為80%計，日均耗電量為500 kW·h。

5 結語

（1）某礦山選礦廠儲礦倉受料坑在電機車卸礦時，倉口存在著嚴重的粉塵外溢問題。

（2）在儲礦倉廠棚內相應受料坑上部位置設置了22套噴霧模塊組件，每套模塊含8個噴頭，該系統能有效抑制電機車運輸與卸礦過程中產生的粉塵外逸。

（3）安裝新型干霧抑塵系統后，在卸礦情況下，卸礦廠棚內平均粉塵濃度由先前的72.77 mg/m3降至6.76 mg/m3，降幅高達90%以上，粉塵濃度顯著降低。

（4）安裝新型干霧抑塵系統后，系統日耗水量約9 m3、耗電量為500 kW·h。

（5）新型干霧抑塵系統在大區域面積開放式產塵點的除塵方面優勢顯著，具有廣闊的推廣應用價值。