王亚伟, 陈尚伦, 王沛庆, 刘占稳

( 中冶赛迪工程技术股份有限公司物流事业部, 重庆 400013)

摘 要: 在对长形封闭料场内部扬尘原因进行分析的基础上, 结合其工艺布置特点, 从工艺、除尘和给排水三个方面论述了长形封闭料场内部防控粉尘的措施, 展望了长形封闭料场的应用前景。

关键词: 封闭料场; 除尘; 干雾抑尘; 射雾器

1 引 言

长形封闭料场较传统的露天料场具有单位面积贮量大、占地小、物料损耗小和便于物料分类分堆贮存等优点, 目前已在钢铁、煤电、水泥等行业的原料贮存系统中广泛应用。如: 河北邯郸钢铁公司原料场环保扩容改造工程、攀枝花钢铁公司西昌钒钛资源综合利用工程均采用了这种形式的料场, 并已投入使用; 正在兴建的还有包头钢铁公司新体系料场和台塑河静钢铁兴业责任有限公司原料场。采用封闭式原料场, 能够大幅度降低物料扬尘和损耗, 保护环境, 降低对人体健康的危害。作为一种新型的环保原料场, 其内部的粉尘防控也很重要, 因此, 结合料场本身的工艺特点设置相应的粉尘防控设施显得尤为必要。

2 长形封闭料场工艺布置简介

长形封闭料场的土建部分主要包括中间挡墙、横向隔墙、卸矿车平台和顶棚等, 工艺设备主要包括顶部卸矿车、卸料胶带机以及两侧的刮板取料机和取料胶带机等。其中, 中间挡墙沿料场长度方向布置, 横向隔墙则垂直于中间挡墙布置, 从而将料条沿长度分成一定数量的贮料格, 横向隔墙的具体数量可根据物料品种和贮存时间确定。外部来料需要堆存时, 通过布置在长形料场顶部的卸料胶带机和卸矿车输送至各个贮料格堆存; 取料时, 则通过布置在两侧的半门式刮板取料机和取料胶带机取出。其典型的工艺布置平面图和断面图分别如图 1、图 2所示, 内部结构(实物) 见图 3。

3 长形封闭料场内部产生粉尘的原因分析

根据长形封闭料场的工艺布置特点、粉尘产生的机理和实际运行情况, 长形封闭料场内部产生粉尘的原因主要有以下几方面:

( 1) 由于料堆贮量大, 堆高较高, 顶部卸矿车所在的平台较高, 在卸料过程中由于落差产生的诱导气流, 诱导物料产生粉尘并在外界风力作用下自由分散在卸料区域, 从而造成卸矿车在向各个料格卸料时产生较大扬尘。

(2) 由于落差较大, 堆料初期堆放铺底料时, 物料落地反弹形成二次扬尘, 造成落料点四周扬尘较大。但随着堆高增加, 由此而产生的扬尘将逐渐减少。

( 3) 物料经卸矿车输送或转运时, 在卸矿车的卸料漏斗处易产生扬尘。

( 4) 物料较干时, 会在一定程度上造成料场内部粉尘浓度增加。

4 长形封闭料场内部粉尘的防控措施

针对长形封闭料场内部的扬尘, 可从工艺、除尘、给排水等方面采取必要的防控措施[ 1], 使之得到有效抑制。

4、1 工艺措施

4、1、1 工艺设计

1) 在满足贮量要求的前提下, 尽量降低堆料卸矿车平台高度, 从而降低物料转运落差。

2) 将长形封闭料场两端部的山墙封闭, 减少因/ 穿堂风0引起气流扰动造成的扬尘。

3) 对于粒度细且水分低的粉状干料, 工艺布置时尽量不要堆存在长形封闭料场内( 可考虑贮存在落差相对较小的敞开料场内) , 以降低料场内部的扬尘。

4) 在每个横向隔墙上设置固定射雾器, 射雾器的扬程和回转角度要求能将这两个隔墙间的料格全部覆盖, 以保证卸矿车卸料时, 水雾能将该料格整个覆盖, 从而降低扬尘。射雾器的布置平面图和断面图分别见图 4 和图 5。

每台远程射雾器分两个工作范围, 可分别向左、向右各 90b角摆动, 工作时连续喷雾。每台远程射雾器设置 1 台电控箱, 可接入系统动力电缆及控制电缆。电控箱设置手动/自动模式: 手动模式可单独调整每台射雾器的俯仰、左右摆角, 供设备调试时使用; 在每个料条的端部设 1个总控制箱, 自动模式下, 总控制箱对每台射雾器的起停实现自动控制。总控制箱还配有伴热系统的配电, 冬季作业时, 可人工切换伴热系统。

射雾器也可设置在刮板取料机下轨道取料胶带机旁的地面上, 且为移动式。但这种移动式射雾器的供电和供水设计较为复杂, 设备可靠性低。特别是在北方寒冷地区, 对移动射雾器的持续供水尤其困难。因此, 建议采用横向隔墙布置固定射雾器的形式。

对于遇水即发生性质改变和对水分控制比较严格的物料, 不宜采用射雾器。

4、1、2 工艺设备

1) 采用自带干雾抑尘装置的卸矿车卸料。

这种形式的卸矿车上配备有干雾机、喷雾器、空压机、贮水箱、电伴热系统、增压泵、水气连接管线和自动控制线路等。在卸料溜槽出口四周和溜槽顶部均设有一定数量的喷头, 喷头产生的水雾颗粒与粉尘颗粒大小接近, 粉尘颗粒随气流运动时与水雾颗粒碰撞、接触而粘结在一起,从而起到降尘作用。该设备能有效抑制粉尘产生点处的扬尘, 避免粉尘进一步扩散, 抑尘效果较好。

2) 采用带伸缩溜管的卸矿车进行堆料作业。这种形式的卸矿车, 其溜管可根据需要伸缩, 使溜管口到料堆表面的距离始终保持很小( 利用料位计测距) , 能有效降低落差较大引起的二次扬尘。

3) 采用带缓冲挡板的卸矿车进行堆料作业。普通卸矿车卸料溜槽末端多为直端, 在输送物料时无缓冲, 使得物料落下冲击较大, 卸块状物料时易导致物料粉碎, 卸粉状物料时则易产生扬尘。带缓冲挡板的卸矿车可有效缓冲物料的冲击, 降低块状物料的粉碎率, 同时可束拢物料, 降低物料流速, 减少物料冲击引起的二次扬尘, 从而降低卸料过程中的扬尘。

4、2 除尘措施

除上述措施外, 为有效改善长形料场内部的扬尘, 建议在进料场之前的各物料转运点采用干雾抑尘来代替传统的干式或湿式除尘。

目前常用的干式或湿式除尘设备有静电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器和水喷淋等。干式除尘技术由于采用负压原理, 很难将分散污染源的所有含尘气体收集; 其次, 对粉尘的种类、浓度、比电阻和含尘气体温/ 湿度等有一定要求, 带有一定的局限性, 长期工作除尘效果不理想; 其三, 清灰作业时易产生二次污染; 其四,占地面积大、能耗高; 其五, 一次性投入、运行和维护费用高。湿式除尘技术除尘效果不理想,且喷水量大, 冬季无法正常使用, 并有后续繁重的污水处理负担, 尤其是电力、钢铁行业的物料对用水量大很敏感, 所以湿式除尘技术不能满足当今环保的需要。

20 世纪 80 年代发展起来的干雾抑尘技术利用压缩空气冲击共振腔产生超声波[2], 超声波把水雾化成浓密的、直径为 1~ 20 Lm 的微细雾滴, 只要雾滴与粉尘颗粒相近就会相互吸附、凝结而沉降, 从而实现抑尘。且由于干雾抑尘雾滴微细, 耗水量少, 抑尘后物料增湿仅为11%~ 15% , 不会引起物料水分明显升高。

所以, 在长形封闭料场内部和进入料场前的物料转运站都建议使用干雾抑尘。尤其是进场前多次转运中经干雾抑尘, 会在很大程度上降低物料在封闭料场内的扬尘。

4、3 给排水措施

1) 为保证每个隔墙上射雾器的供水, 可在刮板取料机上轨道平台沿料场长度方向敷设一条供水主管, 主管上设置一定数量的支管和阀门, 分别与各横向隔墙上的射雾器相连, 保证其供水。对于北方寒冷地区, 还须考虑供水主管的保温措施。

2) 除在横向隔墙设置射雾器外, 还可在刮板取料机上轨道平台设置一定数量的洒水喷枪。但由于受喷头性能和射程影响, 其雾化和抑尘效果均不如射雾器。 

5 结束语

长形封闭料场以其独特的工艺布置, 在环保、贮量、占地和减少物料损耗等方面体现出了越来越多的优势。从工艺、除尘和给排水三个方面对其内部扬尘进行防制, 不仅能使内部作业环境更加清洁, 使之成为了真正意义上的环保料场, 而且对各种物料的适应性也更加灵活。随着国内外对能源、环保和可持续发展的重视, 关于贮料场污染控制的要求和标准会越来越严格, 长形封闭料场将是未来贮料场发展的必然趋势。

参考文献

[1]   杨虎 1 推进贮运清洁生产, 完善料场环保措施[ J] 1 新疆钢铁, 2008(3): 25- 271

[2]   徐平, 孙景永, 陈洁 1 曹妃甸港区输送机系统粉尘防控[ J] . 起重运输机械, 2011( 增刊) : 70- 731