移动式卸料机除尘系统设计及应用.pdf

移动式卸料机除尘系统设计及应用 付海明 沈恒根 东华大学环境科学与工程学院, 上海 200051 摘要 通过对移动式卸料机特性的分析及不同控制方案的比较, 确定了卸料机除尘系统设计方案, 打破了传统吹吸气 流控制粉尘的方式, 采用空气幕-排风联合的捕集方式对移动式卸料机进行除尘系统设计及应用, 取得了较好的控制 效果。 关键词 卸料机 吹吸气流 空气幕 除尘系统 1 引言 在港运码头 ,卸料机在翻卸原料 、燃料过程中产 生大量的含尘气体 ,严重污染作业环境 , 影响工人健 康,由于港运卸料机具有粉尘产生量较大 ,粉尘产生 时间不连续及地点变化的特点 , 目前, 国内对卸料机 粉尘尚无有效的治理方法 。 本项工程设计对象为秦皇岛港矿石卸料码头卸 料机, 卸料机抓斗 容量 40 t 次; 矿石料斗 尺寸 10 000 mm 8 000 mm 5 000 mm ; 主要物料 矿石; 卸 料机工作时间 3 200 h a, 卸料机装置如图 1 所示。 卸料机工作时, 在抓斗卸料至料斗过程中 ,扬起大量 粉尘 ,造成料斗周围环境空气中粉尘浓度大大超过环 境浓度标准要求 ,加之自然风力输送粉尘的作用, 造 成周围空气环境污染, 因此 ,需对其进行粉尘控制及 净化治理 。 图 1 卸船机装置示意图 1落料槽; 2落料斗; 3振动落料器; 4皮带运输机; 5司 机室; 6爬梯。 2 除尘治理方案比较 2. 1 方案优缺点分析 本工程针对卸料机装置的工艺特点分析 ,对于粉 尘捕集技术而言 ,无法采用密闭罩、顶吸罩等控制方 式。卸料机装置其空间较大, 如采用单一吹吸气流控 制粉尘污染 如图 2 ,易造成能耗较大, 控制效果差。 同时 ,在落料时 ,产生向下的卷吸气流,使排气气流增 加,物料下落后 ,大量粉尘沉积 、 压缩而产生向上的反 冲气流,使粉尘向周围环境扩散 。因此 , 提出采用空 气幕-排风联合控制方式进行卸船机粉尘控制 如 图3 ,并将净化后的清洁气体循环使用, 进行空气幕 吹风 ,以防止大量环境气流卷入及控制粉尘的外逸, 达到有效控制粉尘及节省能耗的目的。 图 2 吹吸气流控制污染源示意图 图3 空气幕 -排风联合控制落料粉尘污染示意图 对于粉尘净化技术而言, 该项除尘系统设计可采 用2 种设计方案 ,即过滤净化及旋风气固分离净化方 案,其粉尘治理措施工艺流程如图 4、 图 5 所示 。 方案一的优缺点 过滤式除尘器除尘性能好, 特 别是对微细粉尘颗粒物的控制效果好,能保证排放气 体含尘浓度低于排放标准要求。如采用单元模块式 小布袋除尘机组 ,现场可不需配置大布袋清灰用压缩 空气泵。可以利用机组风机余压将排气用于空气幕 有组织补风 ,使排气进入循环可以减少粉尘对大气的 排放量, 同时使系统配管简单, 减少 1 套空气幕系统 的设置 。滤袋需定期更换 2～ 3 a ,单元模块式在更 41 环 境 工 程 2004年 2 月第22 卷第1 期 空气幕布袋过滤式除尘机组 排放 料斗含尘气体吸气罩 吸气罩振动给料机 输料皮带螺旋输送器 料 收尘 空气 卸料机物料环境气体 图 4治理措施工艺流程图 方案一 ← ←← ← 空气幕 卸料机物料环境气体 输料皮带 吸气罩 高效旋风 子除尘 料斗风机 排气 惯性沉 降除尘 图 5治理措施工艺流程图 方案二 换某一机组时, 不影响系统整体工作, 设备空间和重 量易适合设计要求。其缺点为 动力件较多 ,设备功 率166 kW, 动力配置较方案二略大 11 kW。 方案二的优缺点 该除尘净化治理方案具有性能 稳定 ,工作安全可靠, 运行管理方便的特点 。但对微 细粉尘颗粒物控制效果较过滤除尘效果差,除尘效率 低于过滤式除尘器 。系统需分别设空气幕系统和排 风除尘系统,各系统管路分别配管 ,管路投资较大 ,系 统动力功耗155 kW。 2. 2 除尘净化治理方案投资经济性比较 对2 种净化治理方案进行经济性比较 ,比较结果 列于表1 ,由比较可知,方案一较方案二经济 。 3 除尘治理方案的确定 考虑料斗瞬间排尘量较多造成原始排放浓度过 高, 要求除尘器稳定运行除尘效率达到 99以上。 经对比确定选用方案一 。经对布袋除尘系统方式调 查,结合卸料机工作对除尘系统的要求 , 确定采用单 元模块式布袋过滤式除尘机组 ,本除尘系统设计采用 “空气幕隔尘隔栅阻尘 吸气排尘小布袋除尘器 滤尘”粉尘控制方案 。利用除尘器单机自带风机实现 料斗抽风和空气幕补风 。由于利用除尘器排风与料 斗空气幕有组织补风 ,可以降低除尘系统排尘总量对 环境的粉尘污染。对除尘系统采用以下尘源优化控 制措施 1 料斗上增加部件 表面设置井字网格 间 距600 mm, L100 mm8 mm , 中梁设置人字梁 宽度 800 mm ,斜度 60 ,Mn 16 δ 8 。通过网格和人字梁降 低物料下降速度 ,减少起尘量; 通过人字梁所形成的 料流阻挡料斗内扬尘 。 2 对料斗内进行抽风, 抽风 口设置在井字网格上方, 采用均匀抽气装置 ,保证料 斗内部空间负压, 控制扬尘。在槽长侧方向 10 m 的 两侧设置抽气。 3 把无组织的抽气补风设计成有组 织补风,在料斗上方形成空气幕,防止物料下落时 ,诱 导环境气流的卷入, 阻拦料斗内扬起含尘气体的逸 出。吹气空气幕设置在围板上侧和抓斗进出口两侧, 空气幕出口处设静压箱, 以保证吹风口速度均匀; 采 用袋式除尘机组排风, 排风经净化后, 一部分通过机 组余压送往空气幕 ,进行粉尘控制, 防止粉尘外逸及 减少周围空气的卷吸量, 增强除尘效果及节省能耗; 另一部分排至大气。 表 1 净化治理方案投资经济分析对比表 项 目 方案二 复合多管 旋风 万元 方案一 布袋过 滤机组 万元 直接费用92 . 578 其中 1 除尘器设备49 . 546 2 吸风机6. 52 3 吹风机 2 台1 . 0 4 抽吸罩2. 022 . 0 2 5 接管4. 526 . 0 2 6 皮带机1. 521 . 5 2 7 螺旋输灰器1. 521 . 5 2 8 其它辅料5. 025 . 0 2 间接费用55 . 055. 0 其中 1 设计费5 . 05. 0 2 调试费2. 022 . 0 2 3 安装费用10. 0210. 02 4 管理费用9. 029 . 0 2 5 监测费用4. 024 . 0 2 总费用147. 5133. 0 4 除尘系统设计 除尘设备设计位置位于进料口的两侧,根据空间 位置和除尘工艺配置, 在料斗进料口两侧端各设置 5 台布袋过滤式除尘单机 。各除尘器单机收尘落入 螺旋输送器后, 再落入输料皮带。布袋过滤式除尘机 组使用 PL15000 除尘机组 单机 10 台 套 , 2 套共 用20 台。除尘系统如图 6 所示, 除尘系统按轨道式 移动料斗除尘和配管要求 ,进行专门配套设计 。 空气幕设置在抓斗进 、 出口两侧和围板上部的长 侧,利用气幕和围板将料斗空间密闭 。空气幕采用双 层吹气射流 ,吹气射流气流由布袋过滤除尘净化后的 排气气流供给, 吹气射流气流量可通过阀门进行调 42 环 境 工 程 2004年 2 月第22 卷第1 期 图 6 除尘系统设计图 1排气罩; 2～ 5排风配管; 6布袋除尘机组; 7除尘器安 装支架; 8卸灰阀; 9卸灰管; 10 ～ 16送风配管; 17排风 管; 18静压箱; 19送风罩 水平 ; 20送风罩 垂直 ; 21 送风罩接管 垂直 ; 22送风罩接管 水平 ; 23螺旋输灰器; 24集灰斗收尘管 节,吹气射流动力由除尘机组风机提供 。空气幕吹气 总管采用等静压送风设计 ,单侧除尘机组各单机共用 送、 排风总管。与料斗连成一体的总管与各单机出风 管用软管联接。料斗长侧上沿设置抽气罩,抽取料斗 扬起的含尘气体。吸气罩采用料斗连成一体的共用 总管 ,总管与各单侧除尘机组单机进气管采用软管联 接。振动给料机采用密闭罩排风, 排风点就近接入除 尘机组。除尘系统设计排放浓度低于 120 mg m 3 ; 排 尘量低于 8. 5 kg h。除尘器排放气体满足排放标准 要求 。作业环境设计要求 含尘浓度低于 10 mg m 3 ; 噪声低于 90 dB A [ 8 h 接触噪声 工作日] 。 主要技术参数 单机处理风量15 000 m 3 h, 风机 全压 2 900 Pa , 电 功 率 15 kW, 总 处 理 风 量 为 150 000 m 3 h; 配用自动振打清灰系统,10 台除尘单机 自动间断循环进行布袋清灰。每台单机用 3 个清灰 器,配用 3 个微电机, 单个电机功率 0. 25 kW。共用 30 个清灰器 套 ; 每个单机自设排灰斗, 灰斗下部配用 自动回转卸料阀, 配用单机功率 0. 75 kW 微电机, 共 用10 个自动回转卸料阀 套 ; 每个单机配用 3 个过滤 单元, 过滤面积 35 m 2 , 过滤风速 0. 04 m s,考虑清灰 效果 、 除尘效率等要求,采用“729”滤料制作扁袋式过 滤单元,共用 30个过滤单元 套 。 5 粉尘控制系统新技术及应用分析 1 在该项目中提出了新的双侧吹吸气流 空气 幕-排风联合 控制粉尘的控制方案, 使吹吸气流和工 艺气流合理的组织及匹配 ,达到减少能耗及强化控制 效果的目的,经过试运行 ,控制效果较好 。 2 将含尘气流送入过滤除尘器 ,过滤净化后 ,将 净化后清洁排气气流, 一部分排放到大气环境 ,一部 分净化气流循环利用 ,利用排放清洁气流进行吹气, 使总排放量下降 ,减少了环境的污染。吹气风量可根 据尘源粉尘排放量大小, 通过阀门调节吹气流速度及 吹气气流强度, 强化粉尘控制效果, 而不需增加风机 的功率, 有效地利用了风机的余压, 减少了风机的 能耗 。 3 采用预覆尘技术,用煤粉进行预覆尘, 避免矿 渣粉尘粘结在滤料上 ,提高滤料捕集效率 。 4 采用小型模块式过滤除尘机组 , 实现停机振 打,达到最优化运行工况。模块机组的逐次启动, 不 需要大的启动电流, 使除尘系统用电节能及安全性 提高 。 5 对过滤式除尘机组结构进行改进 ,将原下进 上排风式过滤机组改为上进上排风式过滤机组,减少 了系统通风管路长度及增设了惯性沉积初效过滤段, 使较大矿渣粉尘颗粒, 可通过惯性碰撞及气流的改 变,而沉积在灰斗中 , 提高过滤器捕集效率及减少滤 料阻力、 提高滤料使用寿命。 6 结束语 该工程将此新的捕集方式进行设计及施工,并采 用过滤净化后气流循环使用及小型模块化布袋过滤 除尘机组等技术措施 ,解决了吹吸气流随吹吸口间距 增大, 环境卷吸气流增加 ,能耗增加及粉尘控制效果 减弱的问题 ,解决了大除尘机组启动电负荷过大, 造 成电网负担过大等问题, 提高了系统运行的节能及安 全性, 通过运行表明 空气幕-排风联合控制方式可经 济、 有效地控制粉尘扩散 ,减少环境气流的卷入,净化 气流的循环使用 ,可减少污染排放总量 , 强化吹气气 流强度,达到隔断工艺气流产生的卷吸气流及粉尘污 染扩散气流 ,强化粉尘控制效果及节能的目地 。小型 模块式过滤除尘机组应用于大风量除尘系统具有调 节灵活、 启动电流小 、 可实现停机振打等优点 ,较适合 于移动式、间歇运行 、 阵发性产生粉尘的尘源控制 。 参考文献 1 谭天佑, 梁凤珍编. 工业通风除尘技术. 北京 中国建筑工业出版 社,1984. 2 严兴忠. 落料诱导空气量的理论计算法. 工业安全与除尘, 1993. 8 12～ 18. 3 刘莉, 杨景玲, 孙永军. 翻车机粉尘捕集实验研究. 通风除尘, 1998. 3 12～ 16. 作者通讯处 付海明 200051 上海延安西路 1882 号 东华大学环 科与环工学院 2003- 04-25 收稿 43 环 境 工 程 2004年 2 月第22 卷第1 期 THE DESIGN AND APPLICATION OF SYSTEM FOR ABSORBING FLUORIDE UNDER THE CONDITION OF SILICOFLUORIC ACID RECYCLINGXu Ning et al 39 Abstract The combination of absorption room and turbulent ball tower is applied in the process of producing single superphosphate in recycling silicofluoric acid with the consistency of H2SiF6at 16～ 20 to meet the exhaust standard. Keywords recycling of silicofluoric acid, absorption, design and application DESIGNAND APPLICATION OF DEDUSTING SYSTEM FOR MOBILE UNLOADER Fu Haiming et al 41 Abstract Through analysis of the characteristics of an unloader and comparision of different control schemes the design scheme of a dedusting system for the unloader isdetermined, which breaksupthe traditional way of controlling dust by pressure -vacuumgas flow andway of air curtain -ventilation is used for the design of the dedusting system for the unloader. A good dust-control effect is obtained. Keywords unloder, pressure -vacuum gas flow, air -curtain and dedusting system STUDY AND SELECTION OF ASPHALT-REGENERATING AGENTLiu Jun et al 44 Abstract To save energy and protect environment, old asphalts from Shenyang -Dalian Expressway asphalt pavements are extracted and recycled using combined additives. Several regenerative agents are selected using four -component analysis according to the gel theory of asphalt. Their contents are determined and optimized by a mathematical regression model. Test results prove that the combined regenerative agent including recycling agent A and C is satisfactory . All perances of a regenerated asphalt completely meet the technical requirements when the dosage of the regenerative agent is in the range of 7～ 8. Keywords asphalt-regenerating agent, regressionmodel and perance testing ENGINEERING CHARACTERISTICS OF CINDER FROM MUNICIPAL DOMESTIC REFUSE INCINERATORShi Aijuan et al 47 Abstract Engineering characteristics of the cinder from Shanghai Pudong New Area MSWI Plant are studied. Particle size distribution, organic content, water content, density, water absorption and soundness are tested for both bottom cinder and siftings through standard test sieves separately. It is concluded that the bottom cinder has even particle size distribution, complex constitutents, high strength, good soundness, higher water content, higher water absorption and lower density as compared with natural aggregates. Engineering characteristics of the siftings are better than that of the original cinder. It is also discussed that the cinder has a good technical feasibility of being used as aggregate of road base, and sifting through 26. 5 mm standard test sieve is the most suitable pretreatment step correspondingly. Keywords municipal domestic refuse, cinder from incinerator, engineering characteristics, sieving and aggregate STUDY ON FILLING TREATMENT OF HEAP LEACHING TAILINGS OF URANIUM ORE Zhang Xiaowen et al 51 Abstract The process and the resultsof filling treatment of heap leaching tailings of uranium ore are described in thispaper. When hydrated lime with the amount of 1 of the tailings during the filling course is added and the circle processwith percolatedwater is used, it can make them mix evenly, neutralize the remaining acid in the tailings, so as to meet the requirements of filling technology and reduce the influence on environment of heap leaching tailings of uranium ore. Keywords neutralization, tailings and filling ELEMENTARY STUDY ON MAKING ADSORPTIVE MATERIAL BY ACTIVATION OF GANGUE Li Weiqing et al 53 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 22,No. 1, February , 2004