摘要：散料廠、儲(chǔ)庫車間等在堆取料過程中往往產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，傳統(tǒng)噴霧降塵法、抑塵劑法適用場景有限，整體布置吸風(fēng)管路和除塵裝置的方式不但投資大，而且除塵效果不理想。研究通過闡述一種移動(dòng)除塵技術(shù)，將傳統(tǒng)大風(fēng)量、大規(guī)格的凈化系統(tǒng)向小風(fēng)量、模塊化的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，針對混勻料場的凈化需求，形成一種門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器，解決料場無組織排放的粉塵難以有效收集的問題，實(shí)現(xiàn)對粉塵無組織排放源的精準(zhǔn)、高效控制，以及對料場進(jìn)行新風(fēng)處理。

關(guān)鍵詞：料場；無組織排放；移動(dòng)除塵；門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器

引言

隨著國家對大氣污染物治理力度的加大，以及對無組織排放粉塵的控制越來越嚴(yán)格，密閉存儲(chǔ)、地面硬化等措施已不能滿足環(huán)保要求。目前，散料廠、儲(chǔ)庫車間等在堆取料過程中仍產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，損傷現(xiàn)場工作人員身心健康，因此料場內(nèi)揚(yáng)塵治理成為必要的環(huán)保手段。但傳統(tǒng)治理揚(yáng)塵的方法主要是噴霧法、抑塵劑法、固定式除塵器等，這些方式所帶來的抑塵效果不理想，無法滿足當(dāng)前料場高效抑塵的需求。

本文對比了無組織排放除塵現(xiàn)有方案，解決了無組織排放的粉塵難以有效收集的問題，實(shí)現(xiàn)了粉塵無組織排放源的精準(zhǔn)、高效控制，同時(shí)介紹了門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器的系統(tǒng)組成和功能、技術(shù)優(yōu)勢及推廣應(yīng)用前景。

1 料場無組織排放現(xiàn)有除塵方案

1.1 噴霧降塵法

料場噴霧降塵除塵系統(tǒng)主要是利用水霧顆粒覆蓋塵源控制粉塵，系統(tǒng)包括水過濾器、電動(dòng)閥、增壓水泵、自帶保溫層輸送管道、霧化噴嘴噴頭、控制裝置等，待水由進(jìn)液管進(jìn)入水過濾器，經(jīng)過濾器將水中雜質(zhì)與懸浮物濾除后，在液體加壓裝置中被加壓成高壓，再送到霧化噴頭，在無需任何氣流和物質(zhì)的幫助下直接將液體霧化成微米級(jí)的細(xì)水霧顆粒，霧滴進(jìn)入空氣后能迅速捕捉粉塵，并在重力作用下將粉塵帶到地面從而達(dá)到降塵的目的。霧化的霧滴蒸發(fā)面積很大，可在進(jìn)入空氣后很快地蒸發(fā)并以霧環(huán)繞某個(gè)范圍，這就相當(dāng)于制造了一個(gè)濕度圍場，而圍場內(nèi)的溫度最多可下降10℃左右。霧滴直徑非常小，可長期飄逸于空氣中，當(dāng)一顆顆冷霧滴碰到空中懸浮的塵埃時(shí)，就會(huì)附著在塵埃上，漸漸凝結(jié)，當(dāng)空中懸浮的塵埃重量增加到一定程度（重力大于浮力）時(shí)，就會(huì)降落到地面上，從而達(dá)到噴霧除塵凈化空氣的目的。但傳統(tǒng)噴霧除塵方式易受寒冷氣候影響，經(jīng)常因結(jié)冰而致抑塵失效，使得環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。

1.2 抑塵劑法

抑塵劑是一種能夠有效抑制粉塵污染的化學(xué)物質(zhì)，通常由高分子材料組成，具有吸濕性、粘附性和成膜性等特點(diǎn)。當(dāng)抑塵劑被噴灑到粉塵表面時(shí)，能夠迅速吸附和固定粉塵顆粒，使其不易飛揚(yáng)。同時(shí)，抑塵劑還能夠形成一層薄膜，抑制水蒸氣和微小顆粒的產(chǎn)生，從而有效降低空氣中的粉塵濃度，保護(hù)環(huán)境和員工的健康。但抑塵劑的使用也存在一些需要注意的問題。如，在使用抑塵劑時(shí)，需要根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的型號(hào)和濃度；同時(shí)，需要控制好噴灑量和噴灑范圍，避免浪費(fèi)和影響環(huán)境[1]。

1.3 固定式除塵器法

大型廠房，通常采用整體布置吸風(fēng)管路和除塵裝置的方式，其吸風(fēng)管路與廠房固定連接，除塵裝置設(shè)置于廠房外。由于塵源點(diǎn)不固定且廠房較高，塵源點(diǎn)與除塵裝置的管路距離較遠(yuǎn)，因而除塵裝置除塵時(shí)塵源點(diǎn)會(huì)較快地彌散在廠房空氣中，減弱管路的吸力作用，同時(shí)彌散的塵源點(diǎn)也難以再被吸入管路中，導(dǎo)致除塵裝置除塵效果較差。此外，固定式除塵器法中管路系統(tǒng)鋪設(shè)面積大、系統(tǒng)功率需求大、項(xiàng)目投資大，且存在電除塵不適用于防爆場景、袋式除塵伴隨持續(xù)使用除塵效果逐漸降低等弊端。料場無組織排放現(xiàn)有的不同技術(shù)方案對比如表1所示。

2門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器的系統(tǒng)組成和功能

2.1 系統(tǒng)組成

針對封閉散料場除塵需求，研究開發(fā)了一種門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的移動(dòng)、升降、管路切換等功能，主要包括移動(dòng)組件、支撐組件、升降機(jī)構(gòu)和吸風(fēng)除塵裝置，如圖1所示。其中，移動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和承載梁；支撐組件包括門架、升降平臺(tái)；吸風(fēng)除塵裝置包括第一管路、第二管路、伸縮管、引風(fēng)機(jī)、除塵器、吸風(fēng)管、排風(fēng)管、集塵罩、出灰器等。

2.1.1移動(dòng)與升降機(jī)構(gòu)

利用料場內(nèi)的軌道，設(shè)置剛?cè)峤Y(jié)合的門式移動(dòng)組件和支撐組件，帶動(dòng)吸風(fēng)除塵裝置移動(dòng)，同時(shí)設(shè)置剪叉式升降機(jī)構(gòu)，用于對吸風(fēng)除塵裝置進(jìn)行升降。通過此門式移動(dòng)升降組件，能夠縮短吸風(fēng)除塵裝置與塵云之間的距離，達(dá)到精準(zhǔn)除塵的目的，大大提高除塵效果。

2.1.2吸風(fēng)除塵裝置

吸風(fēng)除塵裝置的第一管路和第二管路均具有吸風(fēng)和排風(fēng)2種功能，即當(dāng)?shù)谝还苈酚糜谖L(fēng)時(shí)，第二管路用于排風(fēng)；當(dāng)?shù)谝还苈酚糜谂棚L(fēng)時(shí)，第二管路用于吸風(fēng)，并與伸縮風(fēng)管、進(jìn)風(fēng)管、除塵器、引風(fēng)機(jī)、排風(fēng)管構(gòu)成循環(huán)的風(fēng)路。吸風(fēng)除塵裝置的管路系統(tǒng)內(nèi)部通過吸風(fēng)控制閥、排風(fēng)控制閥完成第一管路和第二管路的主路與支路的切換，從而實(shí)現(xiàn)第一管路和第二管路吸風(fēng)、排風(fēng)功能的切換，使管路開口始終朝向堆取料機(jī)落料口所產(chǎn)生的塵源點(diǎn)，更加便于料場高效高質(zhì)量地移動(dòng)除塵。同時(shí)，第一管路和第二管路上的開口朝向不同，且開口設(shè)有百葉組件，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)口局部開啟或閉合。在塵源點(diǎn)或超標(biāo)區(qū)域工作時(shí)，開啟局部風(fēng)口向下吸風(fēng)、向上送風(fēng)或向前吸風(fēng)、向后排風(fēng)；在新風(fēng)模式下，開啟全部向下向前吸風(fēng)、向上向后送風(fēng)。

2.1.3雷達(dá)監(jiān)測及控制裝置

在料場加裝至少1個(gè)毫米波雷達(dá)裝置，并與控制裝置無線連接，如圖2所示。采用毫米波雷達(dá)裝置，可以敏感精確地監(jiān)測到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)或塵云出現(xiàn)，并將信號(hào)傳遞給控制裝置，由控制裝置控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使整套除塵裝置移動(dòng)至堆取料設(shè)備位置或塵云位置，從而提高除塵裝置的響應(yīng)速度，避免因塵云彌散在空間除塵系統(tǒng)再響應(yīng)而影響除塵效果。

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1集中塵源凈化

臂架堆料機(jī)傾瀉物料或橋式斗輪取料機(jī)工作產(chǎn)生局部煙塵形成塵云→門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器接收堆料機(jī)工作信號(hào)→前進(jìn)或后退、升降吸風(fēng)管至塵云高度→從下方吸風(fēng)、除塵、向上排出新風(fēng)→完成集中塵源除塵。

2.2.2料場局部新風(fēng)凈化

雷達(dá)監(jiān)測料場空間發(fā)現(xiàn)料場局部煙塵超標(biāo)，發(fā)出超標(biāo)區(qū)域位置和凈化指令→門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器前往超標(biāo)區(qū)域→吸風(fēng)管升降至超標(biāo)區(qū)域→上下往復(fù)除塵、前進(jìn)或后退除塵→完成超標(biāo)區(qū)域凈化。

2.2.3料場新風(fēng)凈化

門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器吸風(fēng)管從低位吸風(fēng)（從上方或前進(jìn)方向吸風(fēng)）→除塵、排出新風(fēng)（向下方或后方排除新風(fēng)）→邊走邊吸、循環(huán)往復(fù)→完成料場空間的凈化。

3門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器的技術(shù)優(yōu)勢

3.1 機(jī)動(dòng)與平穩(wěn)的移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)

移動(dòng)、支撐組件可帶動(dòng)吸風(fēng)除塵裝置沿地軌機(jī)動(dòng)運(yùn)行。剪叉式升降機(jī)構(gòu)與油缸導(dǎo)柱升降機(jī)構(gòu)、絲桿升降機(jī)構(gòu)、齒輪齒條升降機(jī)構(gòu)等相比，具有承載能力高、起升平穩(wěn)，收縮后自身高度低、占地空間小，作業(yè)范圍大、伸縮效率高的特點(diǎn)，并可使用大規(guī)模制造的升降臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)剪叉，物美價(jià)廉。門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器技術(shù)就是通過剛?cè)峤Y(jié)合的門式移動(dòng)支撐組件和剪叉式升降機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對塵源點(diǎn)和超標(biāo)區(qū)域塵云的近距離隨動(dòng)除塵及場內(nèi)新風(fēng)凈化，解決塵源點(diǎn)移動(dòng)、揚(yáng)塵產(chǎn)生迅速的難題，從而實(shí)現(xiàn)大型料場高質(zhì)量、高效、經(jīng)濟(jì)的降塵效果[2]。

3.2 可靈活切換的管路系統(tǒng)

可靈活切換的管路系統(tǒng)能根據(jù)塵云位置或移動(dòng)除塵裝置運(yùn)行方向變化進(jìn)行吸風(fēng)、排風(fēng)管路切換，以及可進(jìn)行局部風(fēng)口開啟或閉合作業(yè)的百葉組件，從而保證門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器與料場內(nèi)堆料機(jī)、取料機(jī)等設(shè)備協(xié)同工作時(shí)，作業(yè)范圍的有效重合，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)除塵。另外，通過可靈活切換的管路系統(tǒng)還能進(jìn)一步縮短吸風(fēng)口與塵云的距離，避免因設(shè)備寬度等原因削弱除塵效果的情況，可更加靈活地實(shí)現(xiàn)與堆料機(jī)、取料機(jī)等設(shè)備高效協(xié)同作業(yè)。

3.3 塵云自動(dòng)監(jiān)測和跟蹤技術(shù)

通過雷達(dá)導(dǎo)航定位裝置，可實(shí)現(xiàn)如圖3所示的運(yùn)行部件或塵云三維空間的精確定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)塵云的精準(zhǔn)除塵，以及門式移動(dòng)新風(fēng)裝置的自動(dòng)導(dǎo)航、障礙物避讓。塵云自動(dòng)監(jiān)測和跟蹤技術(shù)具有穿透力強(qiáng)、精準(zhǔn)定位等功能，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)編碼器等定位機(jī)構(gòu)、防碰撞裝置，同時(shí)相比視覺識(shí)別、激光掃描等方式，具有更低的經(jīng)濟(jì)成本和更高的可靠性。

4門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器的應(yīng)用分析

相對于現(xiàn)有噴霧抑塵或固定除塵方案，基于門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器具有3個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。

4.1 工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)及建設(shè)周期短

相較于料場噴霧抑塵，門式移動(dòng)新風(fēng)除塵方案可避免水霧直接接觸物料，杜絕在寒冷氣候時(shí)水霧結(jié)冰導(dǎo)致抑塵失效的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)防止因水霧和物料混合造成物料品質(zhì)的下降。同時(shí)，相較于料場整體固定式除塵方案，門式移動(dòng)新風(fēng)除塵方案可移動(dòng)除塵、自動(dòng)跟蹤塵源，無需大范圍鋪設(shè)風(fēng)管管路，能大幅降低整體風(fēng)量及配套設(shè)備費(fèi)用。另外，門式移動(dòng)除塵裝置為運(yùn)載設(shè)備，可在廠內(nèi)制造完畢，運(yùn)至現(xiàn)場直接組裝調(diào)試，能大幅縮短建設(shè)工期。

4.2 節(jié)省投資及運(yùn)營費(fèi)用

料場的高大廠房若按整個(gè)車間為除塵單位進(jìn)行新風(fēng)方式處理，需要巨大的風(fēng)量及除塵系統(tǒng)來滿足除塵要求。門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器采用可移動(dòng)可升降、局部精準(zhǔn)除塵的方式，能大大降低整體風(fēng)量，從而減少除塵單元數(shù)量、降低風(fēng)機(jī)規(guī)格等，并大幅節(jié)約建設(shè)成本。同時(shí)，風(fēng)機(jī)功率降低，除塵單元數(shù)量減少，相應(yīng)的運(yùn)行及維護(hù)成本也隨之降低。另外，門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器裝置吸收的粉塵通過收集、釋放至料場，也減少了原料的浪費(fèi)。

4.3改造簡便及節(jié)省場地

老舊車間改造時(shí)，通常情況是房屋空間緊張，不易布置風(fēng)管，且廠房受力難以承受風(fēng)管組件，同時(shí)外部空間緊張，沒有場地布置除塵設(shè)施和煙囪。而采用門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器方案則無需改造廠房，只需利用現(xiàn)有場內(nèi)軌道條件，即可方便快捷地搭建場內(nèi)粉塵凈化系統(tǒng)。同時(shí)，無需占用外部場地來布置除塵設(shè)施和煙囪，可大幅緩解老舊廠房屋架難以安裝風(fēng)管和外部空間緊張問題。

結(jié)語

綜上所述，門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器適用于易產(chǎn)生揚(yáng)塵的封閉料場堆場，利用場內(nèi)堆取料設(shè)備的軌道運(yùn)動(dòng)，通過機(jī)動(dòng)平穩(wěn)的移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)、可靈活切換的管路系統(tǒng)、塵云自動(dòng)監(jiān)測和定位技術(shù)等，縮短了除塵響應(yīng)時(shí)間，以及塵云與除塵系統(tǒng)之間的距離，實(shí)現(xiàn)了塵源點(diǎn)和超標(biāo)區(qū)域塵云的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)除塵等功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)大風(fēng)量、大規(guī)格的凈化系統(tǒng)向小風(fēng)量、模塊化的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，解決了無組織排放的粉塵難以有效收集的難題。門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器契合車間無人化智能化發(fā)展趨勢，可廣泛應(yīng)用于冶金、有色、水泥混勻料場等各種需要自動(dòng)除塵的場景，具有廣闊的市場前景。

此外，門式移動(dòng)新風(fēng)除塵器裝置不受寒冷氣溫影響，可大幅降低整體風(fēng)量、減少建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用，降低老舊廠房改造的難度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]徐堯，程罡.大型料場揚(yáng)塵無組織排放控制技術(shù)及應(yīng)用[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2023（03）：135-136.

[2]冉麗隆，李劍鋒.可移動(dòng)式除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].

重型機(jī)械，2014 （04）：77-79.

作者簡介

潘俊萍（1984—），女，漢族，內(nèi)蒙古包頭人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)保設(shè)備。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-19