大尺度料斗卸料扬尘控制技术的研究与探讨(1).pdf

大尺度料斗卸料扬尘控制技术的研究与探讨 * 石朋波沈恒根方敏周睿王明星杨勇 东华大学环境科学与工程学院， 上海 201620 摘要 针对大尺度料斗在抓料斗、 重载汽车等卸料过程中产生的扬尘问题， 分别对单侧抽风式扬尘控制技术、 多侧抽风 式扬尘控制技术、 单侧吹吸式扬尘控制技术和多侧吹吸式扬尘控制技术等扬尘控制技术的扬尘控制效果进行了探讨。 另外， 针对两边同时具有卸料点的大尺度料斗， 在重载汽车卸料过程中产生的扬尘问题， 提出了移动式扬尘控制技术 对其扬尘进行控制; 并结合具体实例对移动式扬尘控制技术的应用进行了介绍， 同时指出了其使用过程中存在的问题。 关键词 料斗卸料; 扬尘控制; 吹吸式气流 DISCUSSION AND STUDY ON THE DUST CONTROL TECHNOLOGY FOR DISCHARGING OF THE LARGE- SCALE DUMP SKIP Shi PengboShen HenggenFang MinZhou RuiWang MingxingYang Yong College of Environment Science ＆ Engineering， Donghua University，Shanghai 201620，China AbstractDuring the process of discharge from hopper feed or hopper wagon to dump skip，dusts are generated． Focusing on this kind of problem，this paper discusses the effects of four dust control technologies，i． e． unilateral exhaust type control technology，multilateral exhaust type control technology，unilateral push-pull type control technology and multilateral push-pull type control technology． Besides，as for the dump skip with bilateral discharge entrance，this paper suggests the mobile dust control system dealing with the dusts generated by hopper wagon．In accordance with a practical project，this kind of technology is elaborated introduced． In the end，the disadvantage of the mobile dust control technology is pointed out． Keywordsdischarging of dump skip;dust control;push-pull air flow * 高寒地区采选矿通风防尘与节能技术的研究项目。 0引言 钢铁工业企业用料斗卸料过程中所产生的扬尘 问题， 主要表现为抓料斗、 重载汽车等在卸料过程中 因物料的惯性诱导作用使夹杂在物料中的细小粉料、 黏土等随着诱导气流飞扬; 且卸料时间短、 落差大; 再 加之横向外界自然风、 热压等二次尘化作用的影响， 使卸料过程产生的扬尘造成更为严重的扩散、 污染范 围进一步扩大， 即造成了卸料点的“工业尘暴尘流” 。 随着国家环境保护政策的进一步加强， 此类扬尘造成 的环境污染问题急需解决 ［1］。 本文在综合分析目前料斗卸料过程中扬尘控制 技术的基础上， 提出采用移动式扬尘控制技术对于卸 料点不固定的大尺度料斗重载汽车卸料过程产生的 扬尘进行控制的方法。 1常见的扬尘控制技术 目前， 针对大尺度料斗卸料过程中造成的扬尘问 题， 主要的控制技术有 单侧抽风式扬尘控制技术、 多 侧抽风式扬尘控制技术、 单侧吹吸式扬尘控制技术和 多侧吹吸式扬尘控制技术等四种形式。 1. 1单侧抽风式扬尘控制技术 单侧抽风式扬尘控制技术就是将排风罩设置在 污染物产生点的附近， 依靠排罩口的抽吸作用， 在污 染 物 产 生 点 造 成 一 定 的 气 流 运 动， 把 污 染 物 吸 入罩内。 1. 2多侧抽风式扬尘控制技术 多侧抽风式扬尘控制技术的原理基本上与单侧 抽风式扬尘控制技术形式相同， 只不过是在污染物的 发生点或者附近的多个方向上设置吸风罩口， 如图 1 所示。这种情况下， 就可以针对料斗等在卸料的过程 中产生多个方向上的扬尘进行控制， 使扬尘不易逃出 抽风罩的控制而造成环境污染问题。合肥水泥设计 院的石峻等人利用多侧抽风式扬尘控制系统应用在 浙江中新源水泥有限公司的熟料转运码头， 对抓斗卸 27 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 料的扬尘得到了 有效地 控 制， 且 得 到 了 良 好 的 环 境效益 ［2］。 抽风式扬尘控制技术优点是结构简单、 造价低、 制造工艺比较成熟。但是， 此类扬尘控制技术要求抽 风罩尽可能靠近污染物发生点， 使污染物局限于较小 的空间内， 尽可能减小吸气范围; 吸气气流尽可能与 污染物运动气流一致等。 图 1多侧抽风式扬尘控制技术扬尘控制示意 1. 3单侧吹吸式扬尘控制技术 单侧吹吸式扬尘控制技术的原理是依靠一处吹 出气流与另一处的吸入气流的联合作用对料斗卸料 过程中产生的扬尘进行控制与输送。吸入的扬尘气 流经过吸风管道送入净化处理设备之中， 净化处理后 的洁净气体再由吹风管道输送到扬尘产生点处， 在扬 尘产生点出形成 覆盖气 流， 使 扬 尘 不 易 造 成 进 一 步扩大。 这类吹吸式扬尘控制技术的优点是所需风量小、 污染物控制效果好、 抗干扰能力强、 不影响工艺操作 等特点。然而， 由于吹吸式扬尘技术优势的实现要求 吹出气流、 吸风气流的设计恰当并能够良好匹配。因 而使得吹吸式通风相对于其他局部通风方式来说， 相 关设备的系统形式和工艺参数的优化设计也更加复 杂。多年的实践证明吹吸式通风有效率非常高的情 况， 也有相互干扰、 达不到预想效果的失败案例 ［3］。 1. 4多侧吹吸式扬尘控制技术 多侧吹吸式扬尘控制技术的原理基本上与单侧 吹吸式扬尘控制技术相同， 只不过在污染物的发生点 处或者附近多个方向上设置的吹、 吸风口， 以便于控 制抓料斗、 重载汽车等在卸料过程中多个方向的扬尘 问题， 如图 2 所示。针对大尺度料斗在移动式卸料机 卸料过程产生的扬尘问题， 付海明、 沈恒根提出的空 气幕 － 排风联合的捕集方式 即双侧吹吸式扬尘控制 技术 对于扬尘的控制， 取得了较好的控制效果 ［4］。 并不是多侧吹吸式扬尘控制技术的扬尘控制效 果一定优于单侧吹吸式扬尘控制技术的扬尘控制效 果， 蒋明辉通过数值模拟方法研究了单侧吸扬尘控制 技术与双侧吸扬尘控制技术对于干熄焦筛焦楼火车 图 2多侧吹吸式扬尘控制技术扬尘控制示意 装焦过程中扬尘的控制效果， 对比发现了单侧吸方式 比双侧吸所需的排风量小， 而且更节能 ［5］。Gonzalez 等人研究了排风罩的几何特性对敞口槽吹吸式通风 捕集效率的影响， 得到了一定的经验公式可用于料斗 卸料过程扬尘的控制 ［6］。但是， 对于污染物产生地 的宽度 H 与送风口高度 b 之比大于 30 的大尺度空间 扬尘问题单侧吹吸式扬尘控制技术的扬尘控制效果 较差， 而且能耗也较大 ［7］。 综上所述 以上的扬尘控制技术中的吹风口或者 吸风口的位置都是相对固定不变的， 对于现行众多钢 铁工业企业的开放式料斗卸料过程中污染物产生点 是变化的， 用以上扬尘控制技术均会增加初投资和运 行成本， 同时也会影响现场的工艺生产操作。为此， 本文提出了移动式扬尘控制技术， 通过控制系统的移 动， 用以处理不同污染物产生点的扬尘问题。 2移动式扬尘控制技术的介绍 移动式扬尘控制技术是在解决大尺度料斗卸料 过程中产生扬尘问题的一种新型的技术， 与以往技术 不同的是它采用移动装置配合了扬尘控制装置及净 化处理装置。根据料斗卸料过程中扬尘的产生点和 现场可供扬尘控制装置安装空间的大小来选择不同 类型的移动式扬尘控制技术。移动装置、 扬尘控制装 置和净化处理装置可在不同的情况下实现差异性的 控制与配合， 使得该技术在工程实际中能够广泛的应 用， 即使在对环境中污染物要求严格的场所也能满足 要求。 针对实际工程中的具体环境， 不同料斗的形式， 卸料过程中产生扬尘的特点可以分为整体移动式扬 尘控制技术和分体移动式扬尘控制技术。 2. 1整体移动式扬尘控制技术 整体移动式扬尘控制技术是将移动装置、 扬尘控 制装置和净化处理装置等装置全部基于一体， 构成整 体式的装置， 如图 3 所示。此类扬尘控制技术适用于 料斗的现场周边空间对于扬尘控制装置、 净化处理装 置和其他设备装置存在严重不足， 而且料斗的上方空 37 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 间可以满足安装放置该系统装置的场所。重载汽车、 抓料斗等在卸料过程中产生的扬尘经过该系统的吸 风口进入净化处理装置， 经过净化处理后洁净气体可 直接排入大气环境。同样， 经过净化处理后洁净气体 也可以通过送风管道送至扬尘产生点， 在扬尘产生点 处形成覆盖气流， 进一步控制扬尘产生点处的扬尘， 此种方法可与吸风口吸入的扬尘气流形成吹吸式气 流， 可使扬尘产生点处产生的绝大部分气流循环使 用， 不会扩散到周边的大气环境中去， 达到良好扬尘 控制效果。 图 3整体移动式扬尘控制技术系统原理示意 2. 2分体移动式扬尘控制技术 分体移动式扬尘控制技术是指将移动装置与扬 尘控制构成一整体， 而将净化处理装置构成另一整 体， 两整体之间通过风管的连接构成统一形式的系 统， 同时， 要保证风管连接处的气密性， 如图 4 所示。 此类扬尘控制技术适用于料斗的现场有足够的空间 对于扬尘控制装置、 净化处理装置和其他设备装置的 安装， 但是， 料斗的上方没有足够的空间安装放置该 系统装置的场所。采用分体移动式扬尘控制技术对 于净化处理后的洁净气体可与整体移动式扬尘控制 技术处理后的洁净气体的处理方式相同， 这些不同的 处理方式主要取决于现场的具体环境。 图 4分体移动式扬尘控制技术系统原理示意 此外， 对于那些大尺度料斗现场的周边有足够的 空间对于扬尘控制装置、 扬尘净化处理装置和其他装 置的安装， 而且料斗上方的空间也可以满足该系统装 置安装的场所; 同样， 对于净化处理后的洁净气体采 取直接排入大气环境， 还是采用吹吸式气流的方式在 料斗产生扬尘点处循环使用; 这时就需要根据不同的 移动式扬尘控制技术系统初投资及运行成本和现场 具体的操作工艺来选择适宜的扬尘控制技术。 3移动式扬尘控制技术的实例 针对大尺度重载汽车卸料料斗， 料斗的四周均无 法设置围挡装置; 另外， 该料斗有 2 处相对的卸料点， 而且是不同步卸料的， 重载汽车卸料过程产生的扬尘 也就会随着卸料点的不同而变化; 再者， 重载汽车的 卸料空间大， 且卸料过程形成的扬尘气流速度也大， 如图 5、 图 6 所示。 图 5大尺度料斗的卸料工艺平面示意 图 6大尺度料斗两个卸料点的平面布置 本实例的移动式扬尘控制技术系统主要由部分 构成 移动装置、 袋式除尘机组、 硬性挡板和软性挡 帘。除尘机组主要用于对吸风口吸入的扬尘气流进 行净化处理， 处理后的洁净气体满足排放标准从而可 直接排入大气环境; 硬性挡板和软性挡帘主要用于对 料斗卸料过程中产生扬尘气流的控制， 能够阻止扬尘 气流溢出系统的控制， 使更多的扬尘气流得到控制从 而进入净化处理装置。移动式扬尘控技术的扬尘控 制原理如图 7 所示。 当重载汽车在料斗的卸料点①处卸料时， 通过移 动装置的控制将该系统移动到料斗的对面②处位置， 这时， 系统的靠近②处软性挡帘与料斗的边缘有紧密 接触， 不会使重载汽车在卸料过程中产生的扬尘气流 溢出该系统的控制范围; 远离处的硬性挡板和软性挡 帘一起将阻止含尘气流越过系统的控制而直接进入 大气环境。这种情况下， 重载汽车在料斗的一侧位置 47 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 ①、 ② － 卸料点; 1 － 袋式除尘机组; 2 － 移动装置; 3 － 硬性挡板; 4 － 软性挡帘; 5 － 轨道; 6 － 袋式除尘机组出风口; 7 － 重载汽车 图 7移动式扬尘控制技术的扬尘控制原理 卸料处卸料时因诱导惯性气流作用产生的扬尘就可 以基本被对面另一侧的系统所全部被接受， 进而进入 净化处理装置进行净化处理， 处理后的洁净气体直接 排到料斗上方的大气环境; 同时， 使含尘气流不会溢 出到料斗的上部， 就可以大大减少自然风等气流作用 下扬尘的扩散， 造成更大范围的污染， 达到扬尘控制 的目的。同样， 当重载汽车在在料斗的卸料点②处卸 料时， 此时， 将系统移动到对面的①处位置， 其扬尘控 制原理与重载汽车在在料斗的卸料点②处卸料时的 扬尘控制原理相同。 4结语 通过对移动式扬尘控制技术在实例中的应用分 析， 是对大尺度料斗卸料过程中扬尘控制技术的一个 新突破。这些实施例可以通过推广应用到解决众多 的扬尘控制实际工程之中。但是也要看到移动式扬 尘控制技术在实际工程应用中存在的问题 移动式扬 尘控制技术与料斗、 卸料斗等生产工艺上的结合与匹 配的问题; 软性挡帘侧的漏风问题; 在应用整体扬尘 控制技术时因除尘净化设备空间有限造成的抽风能 力不足 即处理风量小 、 风机压头小、 除尘装置净化 效率低等问题。 同时， 应看到移动式扬尘控制技术只是众多扬尘 控制技术中的之一， 并不是一定适用于所有钢铁工业 企业用料斗在抓料斗、 重载汽车等在卸料过程中产生 的扬尘问题。在处理扬尘问题产生的环境污染问题 时需要结合具体的现场环境以便选择不同的扬尘控 制技术， 使其能够最大限度地控制扬尘， 实现了安全 环保型生产， 促进了钢铁行业绿色化 ［8］。 参考文献 ［1］GBZ 1 － 2010 工业企业设计卫生标准［S］． ［2］石峻， 张文芳． 抓 斗 落 料收尘系统 的设计 与应用［J］． 水 泥， 2006 8 48- 49. ［3］郑文亨， 王怡． 吹吸式通风技术研究现状［J］． 暖通空调， 2011， 41 4 1- 4. ［4］付海明， 沈恒根． 移动式卸料机除尘系统设计及应用［J］． 环境 工程，2004， 22 1 41- 43. ［5］蒋明辉． 火车装料尘源控制用通风气流的模拟研究［J］． 建筑 热能通风空调， 2011， 30 2 91- 93. ［6］Gonzalez E， Marshal F， Manama A， et al． Influence of exhaust hood geometry on the capture efficiency of lateral exhaust and push-pull ventilation systems in surface treatment tanks ［J］． Environmental Progress， 2008， 27 3 405- 411. ［7］付海明， 郭配山． 吹吸气流控制大空间粉尘最佳通风参数的研 究［J］． 暖通空调， 2009， 39 7 113- 116. ［8］李刚， 邹声华． 翻 车 机 粉尘治理研 究与实 践［J］． 环境 工 程， 2008， 26 5 25- 27. 作者通信处沈恒根201620上海市松江区人民北路 2999 号东 华大学 4 号学院楼环境学院 3145 室 电话 021 67792513 E- mailshenhg 126. com 2011 － 10 － 24 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 简讯 中国将稳步推进碳捕集、 利用和封存技术发展。中国国家发展和改革委员会应对气候变化司司长苏伟 19 日在北京说， 中国 政府高度重视应对气候变化， 在未来五年， 将通过加快产业结构调整、 大力推进节能、 积极发展低碳能源以及探索建立碳排放交 易市场机制等措施， 努力控制温室气体排放。 当天， 中国国家发改委应对气候变化司和全球碳捕集和封存研究院在北京签署合作谅解备忘录， 双方将加大在该领域技术 研发、 政策研究、 项目示范等合作， 并将努力实现碳捕集和封存技术在中国的商业化推广应用。 苏伟在致辞时表示， 中国重视推动碳捕集、 利用和封存技术在中国的稳步健康发展， 重视该技术在应对气候变化工作中的地 位和作用， 将继续结合国情稳步推进该技术发展。 2011 年， 中国已经在一份控制温室气体排放的规划中提出， 要在火电、 煤化工、 水泥和钢铁行业中开展碳捕集实验项目， 建 设二氧化碳捕集、 驱油和封存一体化示范工程。 碳捕集、 利用和封存技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、 减缓全球变暖的有效方法。全球碳捕集和封存研究院总 部设在澳大利亚， 中国自 2009 年参加研究院相关活动。 摘自 国际在线 57 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期