干濕法防抑港口粉塵的探究

趙秀慧 張珂

【摘要】摘 要：本文針對港口粉塵防抑措施進(jìn)行分析，文章以天津港大港港區(qū)東港池通用散貨泊位工程為依托，從濕法、干法、干濕法結(jié)合各環(huán)節(jié)進(jìn)行逐一論述，形成完善地，系統(tǒng)化地防塵系統(tǒng)，有機(jī)地節(jié)制港口作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵污染，且為此后防抑粉塵提出有效的借鑒，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

【關(guān)鍵詞】港口粉塵；防抑；干濕法；節(jié)能減排

引言

港口粉塵在大氣環(huán)境中的擴(kuò)散遷移構(gòu)成沿海城市大氣總懸浮物污染的主要成份之一， 而煤炭、礦石裝卸過程中的塵源擴(kuò)散往往構(gòu)成港口粉塵污染的主體。港口的粉塵污染極大的影響附近居民的生活環(huán)境、港口工作環(huán)境和周圍生態(tài)資源環(huán)境。港口企業(yè)必須根據(jù)作業(yè)的特點(diǎn)和環(huán)境特征，采取除塵和抑塵的措施，減少粉塵的產(chǎn)生和排放。

目前國內(nèi)外采用的主要粉塵防治措施可歸納為濕法、干法、干濕結(jié)合和其他機(jī)械物理方法等4 種形式。濕法除塵系統(tǒng)具有除塵效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、操作簡單、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。干法除塵措施主要有密閉構(gòu)造、集塵裝置、覆蓋壓實(shí)等， 相對濕法而言， 其處理能力較小， 設(shè)備較復(fù)雜， 一次性投資也高， 但局部除塵效果較好， 且不受水源和季節(jié)氣溫限制， 在一定程度上能夠解決干旱缺水地區(qū)和港口冰凍期濕法除塵所面臨的一些問題。本文以天津港大港港區(qū)東港池通用散貨泊位工程為依托，對干法和濕法除塵的各種技術(shù)措施進(jìn)行闡述， 以獲得高效的防塵效果。

1、工程概況

本工程位于天津大港港區(qū)東港池西側(cè)，建設(shè)規(guī)模為3個(gè)10萬噸級通用散貨泊位，碼頭長度870m。碼頭頂面高程為6.0m。本工程建設(shè)運(yùn)輸貨物為有色金屬礦石和煤炭。

2、防塵機(jī)理

2.1 防風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)

防風(fēng)網(wǎng)是一種多孔障礙物， 在其背風(fēng)面形成一個(gè)低風(fēng)速區(qū)， 防風(fēng)網(wǎng)能有效控制堆場區(qū)域內(nèi)的風(fēng)流場， 減小堆場區(qū)的風(fēng)速、減小堆場區(qū)風(fēng)流場的紊流度。使整個(gè)堆場起塵量大幅度減少， 除塵效率較高。防風(fēng)網(wǎng)的主要防塵機(jī)理是防風(fēng)網(wǎng)能夠控制改善堆場區(qū)的風(fēng)流速，減小堆場區(qū)的風(fēng)速、減小堆場區(qū)風(fēng)流場的紊流度。強(qiáng)風(fēng)經(jīng)過防風(fēng)網(wǎng)后，部分風(fēng)量透過防風(fēng)網(wǎng)，其機(jī)械能衰減并變?yōu)榈退亠L(fēng)流，與此同時(shí)這部分風(fēng)量在網(wǎng)前的大尺度、高強(qiáng)度漩渦被衰減，梳理成小尺度、弱強(qiáng)度漩渦。防風(fēng)網(wǎng)后這部分低速、弱絮流度風(fēng)流掠過堆場，形成低風(fēng)速梯度、低風(fēng)速旋度、弱渦量和弱絮流度的堆場區(qū)部分流場，使堆場區(qū)起塵量大幅度減少。

2.2 噴灑水系統(tǒng)

2.2.1 高壓灑水噴槍

高壓灑水噴槍通過噴槍將高壓水均勻地噴灑在料堆表面，使料堆表面形成一個(gè)比較濕潤的表層，在起風(fēng)時(shí)使料堆表面揚(yáng)塵等不易被風(fēng)刮起來，從而起到抑塵的作用。

2.2.2 高壓射霧器

高壓射霧器是將水霧化成與粉塵大小相當(dāng)?shù)乃?。由于水珠顆粒和塵埃顆粒相似或者相同，塵埃顆粒隨氣流運(yùn)行過程中與水珠顆粒產(chǎn)生接觸而變得濕潤。被濕潤的粉塵顆粒繼續(xù)吸附其它粉塵顆粒而逐漸聚結(jié)成粉塵顆粒團(tuán)。粉塵顆粒團(tuán)由于自身的重力作用而沉降。

3、防塵措施

現(xiàn)階段國內(nèi)現(xiàn)有大部分港口和電廠煤堆場的濕式灑水除塵系統(tǒng)一般采用設(shè)置高壓灑水噴槍進(jìn)行灑水降塵。沿堆場兩側(cè)布置灑水噴槍站，間距40m左右。噴槍站由噴槍、噴槍立管、電磁式水力控制閥、手動(dòng)閥門等組成。噴槍采用水力或電動(dòng)擺頭裝置，6～8個(gè)噴槍為一組同時(shí)噴水，每組噴槍的起、停由供水調(diào)節(jié)站的中控室的PLC控制。高壓灑水噴槍進(jìn)行灑水降塵用水量較大，單個(gè)設(shè)備構(gòu)造簡單，生產(chǎn)廠家較多，設(shè)備安裝簡單，受風(fēng)力影響相對較小。

近期隨著環(huán)保產(chǎn)品的引進(jìn)和開發(fā)，采用高壓射霧器進(jìn)行露天堆場的降塵也得到了廣泛應(yīng)用。高壓射霧器工作原理是將水霧化成與粉塵大小相當(dāng)?shù)乃椤Ｓ捎谒轭w粒和塵埃顆粒相似或者相同，塵埃顆粒隨氣流運(yùn)行過程中與水珠顆粒產(chǎn)生接觸而變得濕潤。被濕潤的粉塵顆粒繼續(xù)吸附其它粉塵顆粒而逐漸聚結(jié)成粉塵顆粒團(tuán)。粉塵顆粒團(tuán)由于自身的重力作用而沉降。在相同的除塵效果前提下，射霧器用水量僅為灑水噴槍站的10%左右，節(jié)約了大量的水資源，并使貨物噴霧除塵后的含水量不會(huì)過高。沿堆場布置高壓射霧器，射霧器由噴嘴，鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)管，支撐結(jié)構(gòu)及底座，調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電子控制系統(tǒng)等組成。高壓水經(jīng)過噴嘴后被霧化。水霧在風(fēng)管末端鼓風(fēng)機(jī)排出風(fēng)的推動(dòng)下沿拋物線軌跡射出。高壓射霧器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，每組射霧器的起、停由供水調(diào)節(jié)站的中控室的PLC控制。高壓射霧器受風(fēng)力影響較大，因此配合防風(fēng)網(wǎng)采用效果較好。

根據(jù)不同的規(guī)格，高壓射霧器射程最小為30m，最大可達(dá)200m。射霧器可以360度回轉(zhuǎn)，所以射霧器的噴霧覆蓋面積大。根據(jù)不同的射程，噴霧覆蓋面積可達(dá)2800-130000平方米。霧珠的大小為0-200微米，其中主要集中在150微米。

冬季灑水除塵的缺點(diǎn)：灑水設(shè)備受凍損毀、物料凍結(jié)、路面結(jié)冰等。移動(dòng)式高壓射霧器是個(gè)很好的選擇。移動(dòng)式高壓射霧器制作成本低，操作簡單，除塵效率高，可移動(dòng)性強(qiáng)，覆蓋面積廣，配合擋風(fēng)抑塵網(wǎng)等防塵技術(shù)使用，可形成立體化、綜合性防塵系統(tǒng)，有效地控制港口散貨裝卸、堆存和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵污染，改善周邊環(huán)境，并可以降低貨物損失，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的。

配合防風(fēng)網(wǎng)在堆場四周防風(fēng)網(wǎng)上設(shè)置固定式水噴霧系統(tǒng)。高壓水經(jīng)過噴嘴后被霧化，水霧在風(fēng)的推動(dòng)下向堆場方向散開。該系統(tǒng)用水量較小，作為露天堆場灑水系統(tǒng)的輔助設(shè)施，與堆場灑水噴槍站不同時(shí)使用，根據(jù)不同風(fēng)向開啟相應(yīng)方向，適用性強(qiáng)，使粉塵顆粒與水珠顆粒產(chǎn)生接觸而變得濕潤，聚結(jié)成粉塵顆粒團(tuán)，有益于粉塵顆粒團(tuán)的沉降，達(dá)到更好的去除效果。

干濕式結(jié)合除塵有效地將二者的優(yōu)勢結(jié)合起來，配合設(shè)置門機(jī)灑水、車輛沖洗設(shè)施、運(yùn)輸車輛苫蓋及防塵綠化帶等措施，為港口防風(fēng)抑塵起到積極作用，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4、結(jié)語與展望

防風(fēng)網(wǎng)配合噴灑水系統(tǒng)，一方面設(shè)置了各類風(fēng)障，降低作業(yè)區(qū)的風(fēng)速；一方面灑水增濕，增加粉塵顆粒間的粘滯性和顆粒重量，對每個(gè)起塵節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)的防抑措施，響應(yīng)國家及公司“節(jié)能減排”方針政策，為港口散貨碼頭工程設(shè)計(jì)和工程建設(shè)提供決策依據(jù)和技術(shù)支持，為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的綠色港口建設(shè)提供技術(shù)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)：

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