毛根武 王 華 唐 潔 蔣士勇 趙金輝 張明友

(1 中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司 610091) (2 中國儲(chǔ)備糧管理集團(tuán)有限公司 100037)

降低作業(yè)環(huán)境空氣中的粉塵含量和排放量，確保人員健康和作業(yè)安全是糧食倉儲(chǔ)安全生產(chǎn)的重要課題。研究顯示，平房倉原糧入倉作業(yè)線如不采取防塵措施，其卸糧處粉塵濃度有時(shí)會(huì)超過500 mg/m3,輸送機(jī)與輸送機(jī)接合處粉塵濃度時(shí)常超過200 mg/m3,雜質(zhì)清理設(shè)備(采用旋風(fēng)分離除塵)處粉塵濃度時(shí)常超過150 mg/m3。

原糧粉塵成分復(fù)雜，有的包含鉻、鎳等重金屬，有的包含農(nóng)藥和有害微生物，長期接觸、吸入過量會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響[1]，相關(guān)作業(yè)也存在安全風(fēng)險(xiǎn)[2-4]。GBZ 2.1-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，谷物粉塵(游離SiO2含量<10%)應(yīng)低于4 mg/m3，其它粉塵應(yīng)低于8 mg/m3。以糧食儲(chǔ)備庫所在二類地區(qū)[5]，設(shè)備排放口高度一般最高為4.5 m，排放量6000 m3/h為基礎(chǔ)參數(shù)，按照GB 16297-1996標(biāo)準(zhǔn)要求，其最高允許排放濃度為52.5 mg/m3。

本文以平房倉散糧入倉作業(yè)線粉塵防控為對(duì)象，介紹卸車、輸送、雜質(zhì)清理3個(gè)環(huán)節(jié)粉塵防控現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

1 平房倉原糧入倉作業(yè)線粉塵的類型

平房倉原糧入倉作業(yè)線一般包括卸車、輸送、雜質(zhì)清理3個(gè)工藝過程，以常用的兩篩清理入倉作業(yè)為例，一般一條作業(yè)線有16個(gè)粉塵點(diǎn)，如圖1所示。在16個(gè)粉塵點(diǎn)中，粉塵產(chǎn)生類型有3類，包括原理性揚(yáng)塵，工藝性揚(yáng)塵，結(jié)構(gòu)性揚(yáng)塵[6]。

①車箱與輸送機(jī)揚(yáng)塵；②接卸輸送機(jī)出料口與傾斜輸送機(jī)進(jìn)料口揚(yáng)塵；③傾斜輸送機(jī)出料口與清理設(shè)備進(jìn)料口揚(yáng)塵；④清理設(shè)備大雜出口揚(yáng)塵；⑤清理設(shè)備小雜出口揚(yáng)塵；⑥清理設(shè)備輕雜出口揚(yáng)塵；⑦清理設(shè)備旋風(fēng)除塵器揚(yáng)塵；⑧傾斜輸送機(jī)出料口與清理設(shè)備進(jìn)料口揚(yáng)塵；⑨⑩清理設(shè)備大雜、小雜出口揚(yáng)塵；清理設(shè)備輕雜出口揚(yáng)塵；清理設(shè)備出糧口與傾斜輸送機(jī)進(jìn)料口揚(yáng)塵；清理設(shè)備旋風(fēng)除塵器揚(yáng)塵；清理設(shè)備出糧口與傾斜輸送機(jī)進(jìn)料口揚(yáng)塵；傾斜輸送機(jī)出料口與裝倉輸送機(jī)進(jìn)料口揚(yáng)塵；裝倉輸送機(jī)出料口揚(yáng)塵

2 平房倉原糧入倉作業(yè)線粉塵防控的難點(diǎn)

2.1 卸糧方式多樣化

平房倉原糧入倉作業(yè)包括散糧人工卸糧，包糧人工卸糧、車底(尾)自卸、側(cè)面自卸、刮板機(jī)卸糧等方式。有的同一作業(yè)線既有自卸作業(yè)方式，又有人工卸糧作業(yè)方式。同一作業(yè)線，運(yùn)輸糧食的車輛型號(hào)，作業(yè)面的長短不盡相同，卸車方式交替、無序進(jìn)行。這些卸糧方式與生產(chǎn)加工廠、固定入倉作業(yè)線相比，粉塵的產(chǎn)生范圍大多處于無序化、無規(guī)則狀態(tài)，而粉塵防控措施往往需要同時(shí)滿足數(shù)種方式。

2.2 移動(dòng)、對(duì)接經(jīng)常化

平房倉原糧入倉作業(yè)需要及時(shí)根據(jù)倉內(nèi)糧食的堆積狀態(tài)移動(dòng)、調(diào)整各卸車、輸送、清理作業(yè)設(shè)備的位置，移動(dòng)后還需要將各設(shè)備進(jìn)、出料口對(duì)齊、對(duì)正，作業(yè)線的機(jī)動(dòng)性、靈活性、隨機(jī)性較強(qiáng)，不固定在一個(gè)位置，移動(dòng)和對(duì)接等附加時(shí)間不能過長，操作不能太復(fù)雜。

2.3 安全監(jiān)管可視化

平房倉原糧入倉作業(yè)過程中一方面需要隨時(shí)觀察作業(yè)線上糧食的質(zhì)量和雜質(zhì)清理情況，另一方面由于未能實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動(dòng)化，需要人工或人工輔助操作，機(jī)械設(shè)備的控制、管理、操作和雜質(zhì)的收集往往需要可視化，需要人員或設(shè)備操作的地方不能采用固定作業(yè)線或生產(chǎn)加工廠常用的全密閉結(jié)構(gòu)，粉塵有效控制的難度大于固定作業(yè)線和生產(chǎn)加工廠。

2.4 粉塵量大

平房倉原糧入倉作業(yè)屬于糧食生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，其糧食中的雜質(zhì)含量普遍超過1.0%，一般在1.5%～3.0%，有時(shí)高達(dá)4.0%～5.0%。入倉作業(yè)配備的過濾式除塵器入口粉塵濃度是常規(guī)除塵器極限限值的數(shù)倍，需要更大吸風(fēng)風(fēng)量，更大的過濾面積，更高的反吹壓力。

3 平房倉原糧入倉作業(yè)線粉塵防控現(xiàn)狀

2014年以前，國內(nèi)對(duì)于平房倉原糧移動(dòng)式入倉作業(yè)線粉塵控制不太關(guān)注，很少有關(guān)于入倉作業(yè)線及其設(shè)備粉塵防控的報(bào)道和專利。近年來，由于對(duì)環(huán)境的重視程度越來越高，將環(huán)境保護(hù)問題提到了前所未有的高度，在持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)，打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”背景下，相關(guān)技術(shù)從不重視重點(diǎn)環(huán)節(jié)或設(shè)備，再到注重整體性方向轉(zhuǎn)變。以中儲(chǔ)糧系統(tǒng)為例，2016年清理設(shè)備全國性入圍比賽時(shí)，參加的28家單位、57臺(tái)設(shè)備全部以旋風(fēng)分離除塵為主；2018年出入倉作業(yè)線全國性入圍比賽時(shí)，參加的30余家單位設(shè)備中，有近一半的設(shè)備采用脈沖布袋進(jìn)行粉塵處理，有部分輸送設(shè)備采用了防塵措施。2019年，已有關(guān)于整條入倉作業(yè)線整體性粉塵防控的研究報(bào)道[7]。

3.1 卸車作業(yè)粉塵防控發(fā)展現(xiàn)狀

目前，車底(尾)、側(cè)面自卸方式由于實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化卸糧作業(yè)，普遍采用全密閉結(jié)構(gòu)密閉罩與移動(dòng)式脈沖布袋除塵器組合除塵的結(jié)構(gòu)，而散糧人工卸糧、包糧人工卸糧、刮板機(jī)卸糧由于需要人力操作，普遍采用半密閉結(jié)構(gòu)密閉罩與移動(dòng)式脈沖布袋除塵器組合除塵的結(jié)構(gòu)。

張明友等人為解決不同方式的卸糧揚(yáng)塵問題，在卸糧位置增加吸塵罩，對(duì)接卸帶式輸送機(jī)進(jìn)行密閉處理，通過脈沖袋式除塵器負(fù)壓吸塵，過濾處理進(jìn)行粉塵的收集和處理，提出了側(cè)卸機(jī)卸糧、側(cè)面人工卸糧、車底溜槽卸糧、自卸車車尾卸糧粉塵防控系統(tǒng)[7]。

專利201420348894.9、201720672661.8分別公開了一種半封閉式密閉罩和除塵器組成的分體式卸糧除塵系統(tǒng)[8-9]。

專利201710001142.3公開了一種開放式多孔吸塵罩和旋風(fēng)除塵器組成的分體式卸糧除塵系統(tǒng)[10]。

3.2 輸送作業(yè)粉塵防控發(fā)展現(xiàn)狀

張明友等人為解決帶式輸送機(jī)輸送過程中的粉塵問題，提出了整體密閉和局部密閉兩種結(jié)構(gòu)，明確了進(jìn)出密閉罩接料口管徑，規(guī)范化了相關(guān)尺寸。其中，整體式密閉為在進(jìn)、出料端和輸送段進(jìn)行全防塵結(jié)構(gòu)，局部密閉只對(duì)進(jìn)料端和出料端進(jìn)行采用全密閉結(jié)構(gòu)[7]。

針對(duì)帶式輸送機(jī)出料口下料落差較大控塵問題，專利201821255439.9公開了一種可變徑密閉罩，其出料口可以根據(jù)糧流大小自動(dòng)進(jìn)行直徑調(diào)節(jié)[11]，以環(huán)狀下料方式降低粉塵溢出量。某糧機(jī)公司公開了一種采用常規(guī)密閉罩與重力伸縮出料相組合的輸送機(jī)出料抑塵裝置，它通過輸送機(jī)出料口上布置的密閉罩將原糧匯集導(dǎo)入重力伸縮出料料斗中心，料斗因原糧重力作用，以環(huán)狀、中間呈負(fù)壓方式自然下落，降低粉塵溢出量。

某糧機(jī)公司開發(fā)了一種糧食泵車，物料全程在封閉的物料輸送管道內(nèi)輸送，避免了物料暴露在外界空氣中而受到外界的灰塵、水霧等其他雜物的污染。

3.3 雜質(zhì)清理設(shè)備粉塵防控發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，入倉原糧雜質(zhì)清理設(shè)備雜質(zhì)與粉塵基本結(jié)構(gòu)已從重力沉降、旋風(fēng)分離沉降向過濾沉降、循環(huán)風(fēng)選結(jié)構(gòu)發(fā)展。

張明友等人對(duì)平房倉入倉清理作業(yè)常用的振動(dòng)組合清理篩、風(fēng)選組合清理篩、圓筒初清篩，分別提出了采用脈沖布袋除塵的相關(guān)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了相關(guān)應(yīng)用，有效解決了入倉粉塵污染問題[7]。

專利201820617899.5，201820604001.0，201821822931.X分別公布了采用過濾式雜質(zhì)粉塵沉降分離結(jié)構(gòu)的清理設(shè)備[12-14]，有效解決了粉塵直排的問題。

成都儲(chǔ)藏院開發(fā)了一種環(huán)保糧食振動(dòng)清理篩設(shè)備[15]，由風(fēng)選結(jié)構(gòu)、離心風(fēng)機(jī)、除塵裝置、回流風(fēng)管和均風(fēng)結(jié)構(gòu)組成循環(huán)雜質(zhì)風(fēng)選、沉降系統(tǒng)，糧食雜質(zhì)風(fēng)選后通過旋風(fēng)除塵器沉降密閉排料，旋風(fēng)除塵器出風(fēng)口粉塵循環(huán)至原糧與雜質(zhì)風(fēng)選分離處，有效解決了粉塵直排的問題，不增加附屬除塵設(shè)施。

某公司開發(fā)了一種循環(huán)風(fēng)選與脈沖布袋除塵相結(jié)合的糧食雜質(zhì)清理。設(shè)備由風(fēng)選結(jié)構(gòu)、除塵裝置、離心風(fēng)機(jī)、回流風(fēng)管、脈沖布袋除塵器組成循環(huán)雜質(zhì)風(fēng)選、沉降系統(tǒng)，分離沉降后的廢氣經(jīng)離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口一部分循環(huán)至原糧與雜質(zhì)風(fēng)選分離處，一部分輸送到脈沖布袋除塵器，所使用的布袋數(shù)量較少，反吹所需功率小。

4 平房倉原糧入倉作業(yè)線粉塵防控的發(fā)展趨勢

4.1 作業(yè)模式的革新，滿足規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化要求

隨著入倉效率和環(huán)保要求的逐步提高，現(xiàn)有的人工、機(jī)械混合作業(yè)模式已經(jīng)不適應(yīng)新形勢高質(zhì)量發(fā)展的要求，雜亂、無序的作業(yè)模式使得粉塵的防控效能不能有效發(fā)揮，粉塵防控設(shè)備的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化有待提高。移動(dòng)式全自動(dòng)卸糧、輸送、清理組合入倉作業(yè)模式和固定式集中清理與全自動(dòng)卸糧、密閉輸送入倉作業(yè)模式是未來的發(fā)展方向，其應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)粉塵防控設(shè)備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。

4.2 新型過濾材料的運(yùn)用，滿足節(jié)能、輕量化要求

移動(dòng)式過濾除塵設(shè)備的廣泛運(yùn)用必然要求有較小體積和風(fēng)阻，較長的使用壽命，篩選透氣率高、過濾面積大、適用原糧粉塵特性的濾材是關(guān)鍵。

4.3 作業(yè)與防塵一體化結(jié)構(gòu)，滿足移動(dòng)、對(duì)接實(shí)際使用需要

移動(dòng)式原糧入倉作業(yè)線的使用要求作業(yè)線現(xiàn)場不能有過多的設(shè)備、管道，設(shè)備與設(shè)備之間的連接的數(shù)量過多、時(shí)間不能過長，研制接卸除塵一體化設(shè)備，輸送除塵一體化設(shè)備，雜質(zhì)清理除雜除塵高效一體化設(shè)備是發(fā)展方向。在接卸除塵和輸送除塵一體化設(shè)備的研制方向上，高效密閉罩和高壓微霧抑塵是發(fā)展方向之一。在雜質(zhì)清理除雜除塵高效一體化設(shè)備的研制方向上，循環(huán)風(fēng)選技術(shù)，循環(huán)風(fēng)選與脈沖除塵組合技術(shù)，高壓旋風(fēng)噴霧除雜除塵技術(shù)是發(fā)展方向。

4.4 發(fā)展在線檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化要求

隨著粉塵在線檢測技術(shù)的進(jìn)步，根據(jù)入倉作業(yè)線環(huán)境粉塵量的變化智能控制相關(guān)設(shè)備、設(shè)施的運(yùn)行，高效、節(jié)能的智能化系統(tǒng)必將得到廣泛應(yīng)用。