微米級(jí)干霧抑塵技術(shù)在火車雙車翻車機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

王亞南 王海燕 高婧茹

（煤炭工業(yè)濟(jì)南設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

目前國內(nèi)粉塵污染嚴(yán)重，高于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）[1]數(shù)倍甚至數(shù)十倍，達(dá)不到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）[2]顆粒物排放限值的要求?，F(xiàn)有傳統(tǒng)抑塵技術(shù)，對(duì)無組織排放污染10μm以下的可吸入性粉塵及2.5μm以下的可入肺粉塵無根本治理辦法?；谏鲜?，針對(duì)山東信發(fā)集團(tuán)鐵路專用線翻車機(jī)系統(tǒng)新增的一臺(tái)能力為2500t/h的雙車翻車機(jī)，設(shè)計(jì)選用微米級(jí)干霧抑塵裝置來進(jìn)行除塵。

1 火車雙車翻車機(jī)產(chǎn)塵特點(diǎn)及粉塵特性

經(jīng)過調(diào)研，本工程雙車翻車機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的煤塵主要是10μm以下（PM10）可吸入性粉塵，當(dāng)抑塵措施達(dá)到干霧級(jí)別（粒徑≤10μm）時(shí)，抑塵效果才能達(dá)到最佳值。

微米級(jí)干霧抑塵裝置對(duì)10μm以下可吸入性粉塵特別是2.5μm以下可入肺粉塵治理效果高達(dá)96%以上。

2 微米級(jí)干霧抑塵裝置的抑塵原理

2.1 干霧形成的原理

干霧形成的原理是壓縮空氣和水分別通過噴頭的進(jìn)氣口和進(jìn)水口進(jìn)入噴頭，在噴頭的內(nèi)部出口處會(huì)合，由于噴頭的特殊設(shè)計(jì)，壓縮空氣在噴頭出口處的速度超過音速而產(chǎn)生音爆，音爆的能量將水爆炸成相對(duì)較小的水霧顆粒，而后進(jìn)入共振室。共振室振子能將音爆的能量和壓縮空氣的沖擊波反射產(chǎn)生強(qiáng)震波，將較小的水霧顆粒再次爆炸，產(chǎn)生成千上萬直徑為1～10μm大小的水霧顆粒噴射出去，干霧便產(chǎn)生了。

2.2 干霧降塵過程

干霧降塵過程包括干霧與粉塵（PM10）碰撞、干霧將粉塵（PM10）包覆成團(tuán)及干霧與粉塵（PM10）形成凝結(jié)團(tuán)沉降過程。如圖1所示。

圖1 干霧降塵過程

3 微米級(jí)干霧抑塵裝置的組成

微米級(jí)干霧抑塵裝置由干霧機(jī)、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、配電箱、噴霧器組件、水氣連接管線和控制信號(hào)線等組成。如圖2所示。

圖2 微米級(jí)干霧抑塵裝置的組成

4 微米級(jí)干霧抑塵工藝與傳統(tǒng)工藝對(duì)比

（1）傳統(tǒng)除塵工藝有干式除塵和濕式除塵。傳統(tǒng)干式除塵主要是負(fù)壓除塵，粉塵搬家，有二次污染，設(shè)備占地大，設(shè)備運(yùn)行能耗大；傳統(tǒng)濕式除塵耗水量大、自動(dòng)化程度不高、抑塵效果差。傳統(tǒng)除塵方式對(duì)不同物料、不同場(chǎng)所等有很大的使用局限性，抑塵效果差。

（2）本翻車機(jī)抑塵工程如果采用布袋式除塵：

①節(jié)電，減少碳排放。干霧抑塵總功率約90kW，與電除塵相比節(jié)電70%左右。

②節(jié)約材料和備件。布袋除塵運(yùn)行過程中需消耗布袋、骨架等，干霧抑塵無其他材料損耗。

③物料耗失減少。由于干霧抑塵效果好，綜合抑塵率達(dá)到99%以上，與布袋除塵相比，每月可多回收煤塵100t以上。

（3）本翻車機(jī)抑塵工程如果采用傳統(tǒng)灑水噴淋除塵：干霧抑塵為灑水噴淋除塵耗水量的1/100～1/20，節(jié)水95%以上。

5 火車雙車翻車機(jī)運(yùn)行情況

信發(fā)集團(tuán)雙車翻車機(jī)抑塵工程于2016年7月正式開工建設(shè)安裝，2016年9月建成投入運(yùn)行，2016年10月該工程通過了各級(jí)部門的驗(yàn)收，設(shè)備運(yùn)行良好，滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）的要求及《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）顆粒物排放限值的要求，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均達(dá)到國家環(huán)保要求。

該裝置占地面積小，節(jié)省基建投資，總投資低。運(yùn)行費(fèi)用低，全自動(dòng)PLC控制，與傳統(tǒng)袋式除塵器相比，物料損失大幅減少，降低除塵能耗40～90%，節(jié)省材料損耗，節(jié)約運(yùn)營成本。耗水量少，經(jīng)實(shí)測(cè)，物料濕度增加比0.02～0.05%，煤無熱值損失，無二次污染。圖3和圖4為火車雙車翻車機(jī)工作過程中現(xiàn)場(chǎng)圖片。翻車機(jī)工作中，地面一塵不染，可見抑塵效果顯著。

圖3 翻車機(jī)工作過程中噴霧現(xiàn)場(chǎng)

圖4 翻車機(jī)工作過程中地面一塵不染

6 結(jié)論

微米級(jí)干霧抑塵裝置解決了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工人的塵肺病危害，為企業(yè)和社會(huì)減少了醫(yī)保投入，創(chuàng)造了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。該裝置對(duì)于10μm以下可吸入性粉塵特別是2.5μm以下可入肺粉塵治理效果顯著。在相似塵源條件下，微米級(jí)干霧抑塵裝置值得參考和推廣應(yīng)用。