彭春雷

摘 要：闡述了超聲霧化除塵技術(shù)的原理和其優(yōu)點(diǎn)，并介紹了超聲霧化除塵系統(tǒng)在原煤篩分破碎車間的布置結(jié)構(gòu)，工作技術(shù)參數(shù)以及超聲霧化除塵系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的使用情況等。

關(guān)鍵詞：布袋除塵 霧化噴淋 除塵原理 除塵裝置

中圖分類號(hào)：T8467U3.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0093-02

朝川焦化擴(kuò)建180萬(wàn)噸/年洗煤項(xiàng)目于2012年底完成施工建設(shè)，原環(huán)評(píng)中要求采用布袋除塵，經(jīng)公司技術(shù)人員考察分析后認(rèn)為，布袋除塵存在諸多缺點(diǎn)，除塵效果不理想，而霧化噴淋除塵效果明顯好于環(huán)評(píng)要求的布袋除塵。在經(jīng)得環(huán)保局的認(rèn)可后，朝川焦化選煤廠摒棄了原有的布袋除塵，采用了新型超聲霧化噴淋除塵系統(tǒng)，在試運(yùn)行期間取得了不錯(cuò)的除塵效果。

1 除塵原理分析

超聲霧化除塵是基于霧化效果來(lái)除塵，該技術(shù)是上世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的新型除塵技術(shù)。經(jīng)過(guò)十幾年的運(yùn)用與發(fā)展，其技術(shù)的運(yùn)用已越來(lái)越成熟。其原理是利用壓縮空氣沖擊共振腔產(chǎn)生超聲波，超聲波把水霧化成濃密的、直徑只有1～10μm的微細(xì)霧滴，霧滴捕獲、凝聚微細(xì)粉塵，使粉塵迅速沉降下來(lái)實(shí)現(xiàn)就地除塵。這種除塵技術(shù)對(duì)去除微細(xì)的呼吸性粉塵效果非常好，原因就是其特殊的除塵原理。

（1）超聲共振霧化原理。

特定壓力的水與特定壓力的氣分別經(jīng)由各自入口進(jìn)入超聲霧化共振頭內(nèi)部，當(dāng)水汽混合射流本身的本征頻率與共振腔的本征頻率一致時(shí)，水在腔體內(nèi)被氣充分破碎后從腔體出口高速旋轉(zhuǎn)噴出，進(jìn)入共振杯，與共振杯內(nèi)部中心的空心圓柱體發(fā)生撞擊，再次被諧振沖擊后充分細(xì)化，產(chǎn)生微米級(jí)水霧顆粒從超聲霧化共振頭前段擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。

（2）空氣動(dòng)力學(xué)原理。

超聲霧化能夠有效除去粉塵很大程度上就是基于這一種原理，霧滴半徑越大與粉塵結(jié)合的概率就越小，反之就越大。超聲霧化除塵正是應(yīng)用這一原理產(chǎn)生10μm以下，與微細(xì)的粉塵粒徑相近的霧滴來(lái)捕獲粉塵。見(jiàn)圖1、圖2。

（3）云霧學(xué)原理。

這一原理是模仿下雨的過(guò)程，由于霧滴微細(xì)，部分霧滴會(huì)在空氣中迅速蒸發(fā)，使局部密閉空間中的相對(duì)濕度迅速飽和，過(guò)飽和后的水汽會(huì)以塵粒為核凝聚，使塵粒徑不斷增大，直至落下，形成從“云”變成“雨”的過(guò)程。

2 超聲霧化除塵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)外選煤廠除塵方式主要有布袋除塵、沖擊式除塵和超聲霧化除塵三種，其中布袋除塵和沖擊式除塵在使用過(guò)程中均存在一定的不足之處。布袋除塵極容易吸收空氣中的水分造成粘袋，使通風(fēng)阻力增大，抽風(fēng)量減小，不能控制住含塵空氣外溢。并且，由于風(fēng)速的下降，通風(fēng)管道內(nèi)粉塵會(huì)沉降下來(lái)阻塞管道，使除塵系統(tǒng)失效，其如需正常除塵，就得經(jīng)常清理布袋從而造成勞動(dòng)強(qiáng)度大、運(yùn)行成本高。而沖擊式除塵需要連續(xù)的排放污水系統(tǒng)和隨后的污水處理系統(tǒng)，多數(shù)工廠缺乏布置這些系統(tǒng)，且會(huì)產(chǎn)生污水，使其應(yīng)用受到限制。而超聲霧化除塵是國(guó)際新型除塵技術(shù)，完全沒(méi)有上述缺點(diǎn)，其不需要將含塵氣流抽出后再加以處理，而是直接將煤塵抑制在產(chǎn)塵點(diǎn)，同時(shí)，由于霧滴微細(xì)，耗水量很少，除塵后原煤的增濕僅在0.1%～0.2%，不會(huì)給后續(xù)工藝帶來(lái)影響。顯著優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

（1）簡(jiǎn)化了除塵操作管理，超聲霧化除塵通過(guò)控制系統(tǒng)可以和皮帶聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，可實(shí)現(xiàn)就地和集中控制，簡(jiǎn)化操作流程。

（2）超聲霧化除塵技術(shù)是密閉除塵，無(wú)需清灰，避免了因清灰而帶來(lái)的污染，從而改善了工人的工作條件，并且有效的減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）超聲霧化除塵系統(tǒng)不需要風(fēng)機(jī)、除塵器和通風(fēng)管道，比一般除塵系統(tǒng)節(jié)省30%～50%的投資，安裝時(shí)間可減少60%。與其它除塵系統(tǒng)相比，能耗低，有效地降低了運(yùn)行成本。并且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，維修量少，維修費(fèi)用低，使用壽命較長(zhǎng)。

3 超聲霧化除塵裝置

朝川焦化選煤廠除塵系統(tǒng)主要安裝在原煤車間，從原煤受煤坑到萬(wàn)噸倉(cāng)上24個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)處。其中原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)2處，篩分破碎車間9個(gè)，原煤倉(cāng)13個(gè)，安裝地點(diǎn)主要在原煤儲(chǔ)煤場(chǎng)給煤機(jī)處、原煤分級(jí)篩處、破碎機(jī)處各物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)和原煤倉(cāng)給煤機(jī)處、皮帶機(jī)尾處等。朝川焦化除塵系統(tǒng)采用全自動(dòng)控制，變頻恒壓設(shè)計(jì)技術(shù)。主要由除塵器主機(jī)、抑塵罩和控制系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。見(jiàn)圖3。

3.1 除塵器主機(jī)

除塵器主機(jī)主要將是將氣、水過(guò)濾后、以設(shè)定的氣壓、水壓、氣流量、水流量、按開(kāi)關(guān)程序控制電磁閥打開(kāi)或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到霧化器中去，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。安裝在IP55標(biāo)準(zhǔn)的箱體內(nèi)，有進(jìn)氣管接口1個(gè)，進(jìn)水管接口1個(gè)，出氣管接口1個(gè)，出水管接口1個(gè)，面板上設(shè)有電控系統(tǒng)按鈕。

3.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是超聲霧化噴淋除塵系統(tǒng)的控制中心，集合了保護(hù)電路、繼電器以及與它們相關(guān)的元器件，含有減壓閥、壓力表、接觸器、空氣開(kāi)關(guān)等，使用防爆電源，動(dòng)力電源為380v，50Hz。低壓控制電源為24V，配有絕緣護(hù)套。該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)集中和就地啟車，既采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作模式，在自動(dòng)模式時(shí)，可自動(dòng)接收皮帶機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)等啟動(dòng)或停止信號(hào)，通過(guò)控制繼電器，啟動(dòng)或停止噴霧器噴霧。在手動(dòng)模式時(shí)，操作人員可以按壓操作按鈕啟動(dòng)或停止噴霧器噴霧。

3.3 霧化器

霧化器是霧化噴嘴，直接安裝在24個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)出，接收由干霧抑塵機(jī)輸送來(lái)的水和氣，并將其轉(zhuǎn)化為顆粒直徑為1～10微米的干霧噴射出去。當(dāng)微米級(jí)霧滴與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時(shí)，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、凝聚變大，并在自身的重力下沉降，從而達(dá)到抑塵的作用。

3.4 抑塵罩

抑塵罩安裝在24個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)處，其作用就是很好的實(shí)現(xiàn)除塵效果，防止粉塵在被霧滴捕捉之前逃逸，實(shí)現(xiàn)一定的密閉除塵效果，還可緩解落料激起的反沖氣流，使粉塵能在較低的氣流速度下沉降。

4 應(yīng)用后現(xiàn)場(chǎng)效果

取代布袋除塵后現(xiàn)場(chǎng)除塵效果明顯，表1是超聲霧化除塵裝置啟動(dòng)前后在原煤倉(cāng)給煤機(jī)處產(chǎn)塵點(diǎn)粉塵濃度的測(cè)定結(jié)果。

由表1可知除塵裝置開(kāi)起后原煤倉(cāng)給煤機(jī)處的粉塵濃度平均降低了95%。降塵效果明顯，且達(dá)到了國(guó)家煤塵最高允許排放濃度（22 mg/cm3）的規(guī)定。

5 結(jié)語(yǔ)

超聲霧化噴淋除塵系統(tǒng)在朝川焦化選煤廠運(yùn)行以來(lái)，在原煤塵較為集中的工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)煤塵濃度進(jìn)行了測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)煤塵濃度一直保持在15mg/m3以內(nèi)，達(dá)到了環(huán)保局的現(xiàn)場(chǎng)煤塵要求，因此無(wú)需繳納環(huán)保不達(dá)標(biāo)的罰款，也就是無(wú)需繳納排污費(fèi)。在運(yùn)行一年多以來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，大大降低了職工的維修量。超聲霧化噴淋的投入使用，較好的改善了選煤廠的空氣質(zhì)量和勞動(dòng)環(huán)境，有效的提高了工人的勞動(dòng)生產(chǎn)率，保障了工人的身體健康，提高了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，減少了電器事故，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

該除塵系統(tǒng)在朝川焦化公司選煤廠的成功實(shí)踐，為其他選煤廠推廣應(yīng)用先進(jìn)的綜合除塵技術(shù)提供了很好的借鑒作用。

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