◎張琛朕，郭詩慧，夏永星，楊迎亞

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

糧食行業(yè)，汽車卸糧坑除塵效果不佳的問題存在已久，加上近年來快速卸糧設施如液壓翻板卸車裝置、集裝箱專用卸糧裝置及自卸車等普及，瞬間卸糧速度越來越快，導致卸糧坑除粉塵更加難以控制，國內現(xiàn)在對環(huán)保要求越來越嚴格，如何解決卸糧坑除塵問題已成為行業(yè)痛點及難點。

本文綜合分析了現(xiàn)有汽車卸糧坑直接粉塵防治措施、輔助粉塵防治措施等優(yōu)缺點及改進建議，并對工程設計做法、各種直接除塵及輔助除塵設施及設備等提出改進建議，以期達到最好的除塵效果。

1 直接粉塵防治措施及特點

1.1 卸糧坑地面上吸風除塵措施

現(xiàn)階段，汽車卸糧坑地面上除塵，多采用吸風柜、吸風罩（含移動式吸風罩、固定式吸風罩）、插入式除塵器（含單機插入式除塵器、多臺集并式插入式除塵器）等形式，實際應用時，有采用上述單種形式的工況，也有組合以上多種形式的工況[1]。

（1）吸風柜一般放置在卸糧車道兩側，采用多臺設施并排布置在卸糧區(qū)域，以達到除塵效果。但是，吸風柜吸塵有效距離很小，吸塵口風速較小，且實際運用時，吸風設施與車輛間距離很難把控，太遠的話基本沒有吸塵效果，太近的話，汽車通行及人工操作又很不方便。

（2）吸風罩可設置在卸糧車道上側或者后側，由于比較輕巧，多采用移動或者伸縮形式，可在風管直管、彎頭等位置設置軸向活動旋轉節(jié)、徑向活動旋轉節(jié)，設置可伸縮節(jié)，或者設置有柔性可伸縮擋邊的吸風罩輔助裝置等，以在除塵時盡量靠近塵，增加除塵效果。但這種形式往往造價較高，且長期應用一段時間后，可靠性能往往會不同程度下降，只能作為局部薄弱環(huán)節(jié)的輔助吸風。

（3）插入式除塵器一般放置在卸糧車道兩側，采用多臺設施并排布置，在汽車卸糧時以達到除塵效果。其吸風效果與吸風柜、吸風罩類似。唯一不同的是插入式除塵器的灰雜需要回流至卸糧斗內，按照灰雜回流方式，其可分為帶關風器和不帶關風器2種形式。不帶關風器的插入式除塵器下部直接與卸糧斗連接，由于濾塵布袋上的灰雜需要經(jīng)過高壓氣源反吹，然后回流至卸糧斗內，在反吹氣源卸灰瞬間，卸糧坑容易冒灰，除塵器側面與下部同時進風，風量比較分散，效果比較一般。帶關風器稍微好一點，但也無法規(guī)避吸塵有效距離小、吸風口風速小的缺點。

1.2 卸糧坑錐斗內吸風除塵措施

現(xiàn)階段，汽車卸糧坑錐斗內吸風除塵，多采用預制吸風道、后裝吸風罩等形式，在實際應用時，有采用上述單種形式的工況，也有組合以上多種形式的工況。

（1）預制吸風道。多采用混凝土預制風道，可設置較大的吸風量，吸風效果較好，由于灰塵在風道內風速降低后容易沉積，風道每運行一段時間后，需要人工對吸風道進行清灰，吸風道的蓋板需要做成活動式或者單獨設置人孔，以方便人工開啟清灰。該吸風道吸風效果較好，但長時間運轉后，風道人工清灰比較麻煩。

（2）后裝吸風罩。在錐斗內后裝吸風罩，吸風罩需要設置擋糧板：①防止長期進糧磨損吸風罩。②防止糧食距離吸塵罩太近被吸走。這種形式一般為單點式吸風，吸風量一般不大，主要作用是在卸糧斗內形成負壓防止粉塵外溢速度過快，實際效果一般，且使用效果與活頁避塵裝置及卸糧坑都存在較大關聯(lián)性。

1.3 其他粉塵防治措施

除以上直接粉塵防治措施外，還有靜電除塵、濕法除塵等直接粉塵防治措施。

（1）靜電除塵。靜電除塵原理是含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場時被電分離，塵粒與負離子結合帶上負電后，趨向陽極表面放電而沉積分離。因糧食粉塵具有可燃性，可能會引起粉塵爆炸危險。因此，靜電除塵幾乎沒有在糧食行業(yè)應用。

（2）濕法除塵。濕法除塵主要分為噴水抑塵技術、噴油抑塵技術、化學降塵劑抑塵技術等。由于糧食的衛(wèi)生要求及存儲安全水分要求，只有噴水抑塵技術中的干霧除塵，可應用在糧食行業(yè)，其是介于干式除塵和濕式之間的除塵方法，需要將水霧化成微米級顆粒，噴射覆蓋塵源，達到抑塵效果，由于需要微量加水，技術上還需要進一步試驗論證，安全性方面尚需要做大量長期的研究論證，可能是未來除塵的一個發(fā)展方向[2]。

2 輔助粉塵防治措施及特點

2.1 活頁避塵裝置

活頁避塵裝置，多安裝在卸糧鋼格柵下部，其原理與地漏類似，主要用于防止糧食進入卸糧斗后，從斗內形成向外的反向氣流，防止粉塵快速外溢。卸糧時，避塵活頁在糧流重力沖擊下開啟，無糧流時，在自重作用下活頁自動關閉，以達到阻隔含塵氣體外溢的目的。

活頁避塵裝置實際應用時，大多效果較差，分析主要有以下幾方面原因。

（1）由于糧食中普遍存在一定量的灰雜，大部分廠家的活頁避塵裝置沒有使用防塵軸承，甚至沒有軸承，多數(shù)活頁在使用一段時間后，避塵活頁會出現(xiàn)開閉困難問題，根本起不到防塵效果。因此，建議避塵活頁配置密閉防塵式軸承或其他可靠裝置。

（2）因避塵活頁關閉后無重力調節(jié)裝置或關閉吸附裝置等，多數(shù)活頁閉合后仍會有一個縫隙，且在使用一段時間后縫隙可能會變大，達不到氣密效果，灰雜往往會順著縫隙迅速外溢。因此，建議避塵活頁設置壓力調節(jié)裝置或者關閉后吸附裝置。

（3）由于總體投資限制，卸糧坑土建基坑深度往往比較淺，造成卸糧斗斗容不足，卸糧后，糧食會穿過活頁避塵堆積到地面以上，糧堆堆積到避塵位置上部以后，活頁避塵無法關閉，因此起不到任何作用。

2.2 快速軟簾卷門

快速軟簾卷門屬于輔助除塵措施。多安裝在卸糧罩棚的進出口兩側。為了保障卸糧速度及產(chǎn)量，同時保證防塵效果，該裝置需要快速開啟和關閉。實際應用時，如果設計及招標沒有控制好，會安裝普通卷簾門，開啟和關閉十分緩慢，為保證卸糧速度，雙側卷簾門會處于常開狀態(tài)，且卸糧車道前后均為道路，極易形成穿堂風，灰雜在穿堂風作用下飛揚極快，除塵設施完全起不到作用。因此，建議設置開閉速度≥0.8 m/s的快速軟簾卷門，以確保達到卸糧速度及產(chǎn)量的同時，達到一定的輔助防塵效果[3]。

2.3 風幕、伸縮折疊式輔助吸風罩

風幕、伸縮折疊式輔助吸風罩等屬于輔助除塵措施，主要用于解決吸風罩吸風時，從周邊而并非塵源區(qū)域進入吸風罩的吸風量，即無效吸風量。實際運用時，可在卸糧區(qū)域后側和上側等區(qū)域，設置多道風幕或者伸縮折疊式輔助吸風罩，以防止粉塵迅速外溢到吸塵罩有效吸風范圍之外，減小吸塵區(qū)域空間，同時加大吸風裝置吸入含塵空氣的比例，以增加除塵效果。

3 粉塵綜合防治措施

汽車卸糧坑粉塵防治是一個行業(yè)難點，這其中既有除塵原理上的缺陷，也有行業(yè)特點造成的問題，不是單一方式就能解決的。在實際應用中，應采用多種粉塵防治措施相結合的形式，并在實踐應用中不斷改進創(chuàng)新，才能達到最理想的效果。建議從以下幾方面對工程設計、粉塵直接防治措施、粉塵輔助防治措施等進行優(yōu)化及改造升級。

3.1 直接粉塵防治措施

（1）卸糧坑區(qū)域雙側，采用吸風、送風組合式吸風柜。對于汽車卸糧坑卸糧時產(chǎn)生的粉塵，常規(guī)設計主要采用吸風柜、吸塵罩及插入式除塵器等進行負壓抽吸，將飛揚在附近空氣中的粉塵抽吸到除塵系統(tǒng)中，達到除塵目的。這些裝置都可簡化為被動粉塵捕捉原理中的點匯吸風口，吸風量Q=4πr2ν，也就是說吸風量一定時，距離吸風口外某截面上的空氣流速v與該截面到點吸風口的距離r的平方成反比，即隨著到吸風口距離的增加，截面上的氣流速度將迅速衰減，吸塵效果迅速衰減，實際運用時，在距離吸風口1倍直徑處，空氣流動速度基本接近為0。而實際卸糧車道軸線寬度多為5~6 m。因此，實際應用時的除塵吸風效果很差[4]。

與吸風效果不同，送風氣流風速隨著距離的增加則衰減較慢，影響距離較遠，可達到30倍管徑處。因此，建議車輛卸糧坑區(qū)域雙側，采用吸風、送風組合式吸風柜（圖1）。即在卸糧車道一側采用送風噴吹口，在車道另外一側設置相對應的吸風口，以引導含塵氣體有序流動，增加直接吸風設置的影響范圍及效果，達到較好的除塵效果。

圖1 吸風、送風組合式吸風柜

（2）卸糧坑區(qū)域后側，設置可移動式吸風罩。汽車卸糧時，在卸糧坑區(qū)域兩側設置吸風設施后，卸糧坑后側仍會存在較多的粉塵飛逸現(xiàn)象，建議在車道后側設置可旋轉移動式吸風罩（圖2）。不作業(yè)時，吸風罩旋轉到車道兩側，以方便汽車通行；作業(yè)時，吸風罩旋轉到卸糧坑正后側，以盡量貼近塵源，從而盡量減少灰雜從車輛后側外溢。

圖2 車道后側設置可旋轉移動式吸風罩

在吸風柜上方匯集豎向風管上設置軸向360°旋轉裝置，在吸風罩底部設置萬向輪，以方便來車及卸載時移動及旋轉吸風罩。在車道后側設置可移動式吸風罩的方法，適合作業(yè)不是很頻繁的卸糧工況。

（3）對卸糧錐斗吸風道做法進行改進升級。卸糧錐斗內，需要設置吸風道，以在卸糧斗內形成負壓：①防治粉塵快速外溢。②利用卸糧錐斗的上部受限空間，可吸走純度很高的含塵量氣體，吸塵效率較高。對現(xiàn)有錐斗內吸風道做法的缺陷進行改進升級（圖3），建議吸風道底板設置為傾斜狀態(tài)，下側設置回流口，在吸風道側面設置吸風口，并對吸風口上方鋼格柵進行封閉處理，防止吸風口吸走糧食，對于極限狀態(tài)吸走的糧食，可在主風道內沉積并回流至糧堆，對風道內懸浮的雜質，也可在主風道內沉積后，通過回流口回流至卸糧坑內。對錐斗內吸風道進行改進升級后，既保證了吸風效果，又避免長時間運轉后人工清理風道的工作量[5]。

圖3 卸糧錐斗吸風道改進升級

3.2 輔助除塵措施

（1）采取快速軟卷簾門、風幕、伸縮折疊輔助吸風罩等封閉及隔風措施。由于汽車卸糧車道作業(yè)空間往往較大，加上液壓翻板卸車裝置、集裝箱專用卸糧裝置及自卸車等普及，快速卸糧時飛逸的粉塵往往具有一定的初速度。因此僅憑負壓捕捉很難吸收飛揚的粉塵，吸塵效果很差。在開敞空間內，成倍增加吸風量的情況下，吸風效果變化不是很大，需要加強對車道等的隔離及密封，建議在車道進出口兩側設置快速軟卷簾門（或風幕）等，且快速軟卷簾門的開閉速度≥0.8 m/s。在卸糧車道后方及上方，可使用伸縮折疊輔助吸風罩或多道風幕形成隔風屏障，以限制粉塵擴散，并在有限空間內完成對粉塵的捕捉及處理，增加吸風效果（圖4）。

圖4 卸糧車道設置快速軟卷簾門、風幕、伸縮折疊輔助吸風罩等

此種車道后側設置隔風屏障的做法，適合作業(yè)較頻繁的卸糧工況。

（2）對活頁避塵裝置進行改進。建議對活頁避塵裝置進行改進，在活頁上增加重力調節(jié)裝置或閉合吸附裝置，改進后，卸糧時要求糧食能夠快速通過，無糧食通過時，活頁避塵裝置能夠迅速關閉，防止瞬間卸糧后，反向氣流導致粉塵快速外溢?；铐摫軌m裝置閉合時，以活頁上仍需留存少量的糧食為準。但需要注意，如更換糧食品種時，需要對活頁上留存的糧食進行人工清理。

（3）建議加大卸糧斗斗容。如果卸糧坑斗容較少，卸糧后，實際糧食會在卸糧坑地面上形成尖堆，幾乎所有活頁避塵裝置是開啟狀態(tài)，無法關閉及被糧食覆蓋。因此，避塵裝置和坑斗內負壓吸塵幾乎起不到任何作用，瞬間卸糧造成的反方向氣流會帶著灰雜瞬間揚起，對于卸糧坑地面上兩側靠負壓臨近吸風除塵裝置來說，幾乎起不到作用。

建議增大汽車卸糧坑斗容，每車道斗容至少能裝下1車糧食，且在卸載后錐斗內的糧堆最高點應低于活頁下沿。只有這樣設計，活頁避塵才能達到避塵效果，可明顯增強錐斗內吸風及地面上吸風的效果。

（4）引導含塵氣體流向吸塵設置。卸糧坑在采取以上直接粉塵防治措施及輔助粉塵防治措施后，還可通過設計，引導含塵氣體流向吸塵設置。

具體做法是，卸糧坑上鋼格柵卸糧裝置采用滿鋪，活頁避塵局部鋪設，可在需要引流的地方，留出縫隙，引導含塵空氣通過預設的縫隙有序外溢，在預設縫隙上方貼臨設計除塵裝置，以達到良好的除塵效果。

如在卸糧坑車道兩側及后側上方設置吸風柜及吸風罩的位置，預設狹長縫隙，則含有活頁避塵裝置的區(qū)域的含塵氣體不容易外溢，而在預設的無活頁避塵裝置縫隙區(qū)域（圖5）的含塵氣體在此處外溢后可直接被吸風柜或者吸風罩就近捕捉吸走，吸風效果較好。

圖5 引導含塵氣體流向吸塵設置

4 結論

汽車卸糧坑處的粉塵綜合防治，僅靠單一方法很難達到理想的狀態(tài)，需要針對不同散糧車型特點及不同卸糧工況特點等，采取最適合的直接粉塵防治措施及輔助粉塵防治措施。實際運用過程中，也需要根據(jù)粉塵控制原理及現(xiàn)場使用效果，不斷對各種工程設計細節(jié)及做法、各種除塵及輔助除塵設施及設備等進行迭代升級，以期達到理想的除塵效果，為作業(yè)人員提供一個良好的作業(yè)環(huán)境，并對環(huán)境保護作出一定的貢獻。