关键词：石灰石；堆料机；喷雾除尘
1喷雾抑尘、除尘原理
通常，石灰石堆料机生产过程中粉尘数量很多，分布广泛，并且粉尘的种类、颗粒度、温度、湿度，以及产生的原因也各不相同，不易治理。根据测量，漂浮在空中粉尘颗粒直径介于1μm和100μm之间的占93%。大于100μm的粉尘颗粒在空气中由于重力因素会较快的自然沉降，而直径在1-100μm之间的粉尘会在空气中停留一段时间，直径小于1μm的粉尘占比较少。因此，直径在1-100μm之间的粉尘污染颗粒是我们最主要的除尘对象。
理论研究表明，当水雾颗粒与粉尘颗粒发生弹性碰撞时，水雾颗粒不会与粉尘相结合，只会改变粉尘颗粒的运动方向；而当水雾颗粒与粉尘颗粒大小的一定倍数相近时，会发生非弹性碰撞，水雾颗粒与粉尘颗粒进行有效的吸附而聚结成团，不断长大，最后受重力作用而沉降，从而达到抑尘、除尘的作用，粒径比例合适的雾化液滴可以高效的去除漂浮的粉尘颗粒。喷雾抑尘、除尘原理如图1所示。
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图1喷雾抑尘、除尘原理
布袋除尘、静电除尘等方法投资大、故障较多，运行成本较高，并且有些粉尘的特性不适合采用布袋或静电除尘。而传统的水喷淋方法抑尘能力差，尤其对10μm以下的可吸入粉尘无抑制能力。因此都不是此类粉尘污染的理想解决方案。而粉尘粒径介于1μm和100μm之间，采用喷雾除尘方法可以达到极高的除尘效率，采用喷雾除尘最经济有效。
喷雾除尘又分为直接喷雾和高压空气喷雾，由于高压空气喷雾具有较高的动能，易于形成具有穿透力的稳定雾层，克服了直接喷雾在空间较大的开放式无组织排放中容易形成二次扬尘的不足，因此尤其适用于收尘空间较大的开放式无组织排放。
2项目概述
石灰石堆料机为北方重工产品。目前堆场悬臂皮带机下料点及入料口扬尘较大。堆料机带宽1000mm，带速2.5m/s，堆料能力900t/h,堆料半径45米。
3起尘点分析
3.1带式输送机转接皮带落料
带式输送机工作时，物料从皮带机头部落下，内部产生扰动气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘；物料下落过程中，物料颗粒之间、物料与溜槽之间发生碰撞，加剧粉尘产生。粉尘在扰动气流作用下，沿皮带机头部的间隙飞散、溢出。
3.2带式输送机尾部落料点
物料落下，与地面冲击，下落的物料相互撞击后向四周无规则（无组织）飞散产生的粉尘。
4喷雾系统
4.1系统及工艺原理
本系统的基本功能是通过向正在作业的粉尘外逸区域内喷射压力水雾化的细小水滴，在粉尘产生区域形成厚厚的微雾，把作业时产生的大量的粉尘包裹在水雾内，水雾与粉尘发生非弹性碰撞，并被水雾吸收而生长成大颗粒后沉降，达到除尘的目的。本方案除尘效率可达90%以上。喷雾随皮带机的启停而开关，保证以最小的喷水量得到最优的抑尘效果。
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图2喷雾系统示意图
4.2系统配置
①喷头配置：悬臂皮带受料点4个，出料点24个；②FIARS-4025干雾抑尘主机一台；③22KW螺杆空压机1台，0.6m3高压储气罐1个；④恒压泵和自清洗过滤器1套。
4.2.1万向节组件
万向节组件：它由喷头、固定座、万向节接头、进水管、进气管、防护套管、固定螺钉组成（如图4所示）。喷嘴的周围设置合金壳体并配接水气管线构成万向节喷雾器总成。球形合金保护壳体可调节喷雾方向，并可防止物料在运输过程中直接撞击喷嘴。
喷嘴为304外抛光不锈钢保护壳体，坚固耐冲击，耐腐蚀，铝合金球体，强度高，喷头反复拆卸，丝牙不滑丝，球体预留电伴热接头，喷头通过性好，不易堵塞。
根据粉尘特性而专门开发的专用除尘喷嘴，能喷出与粉尘颗粒度相匹配的喷雾，喷雾非常均匀，经验证明具有非常优异的使用性能。
4.2.2喷雾抑尘主机
喷雾抑尘主机是用来控制喷雾的启停，调节喷雾性能和除尘性能的关键设备，可根据物料输送情况控制喷水开关。喷雾控制箱可安装在粉尘区域附近。喷雾抑尘主机带整体槽钢底座。喷雾抑尘主机放置于悬臂皮带机尾平台上。
主机为碳钢喷塑壳体，板厚2mm，大箱体，两侧门板均可打开、内部管件阀门均为304材质，承压性能好、管件连接均采用卫生级快装卡箍，部件维护更换简便快捷、控制系统可选择与主机一体或分体，灵活多样、控制系统标配施耐德接触器、西门子PLC。
4.3电气控制
4.3.1、电气系统设计、制造、安装标准：
①电控产品第一部分低压电器电控产品GB4720；②低压成套开关产品GB7251；③IEC157—低压开关产品和控制产品。
4.3.2、电气元件选用及防护
①系统中PLC、电气一次、二次元件选用优质产品。西门子PLC，施耐德低压电器元件，魏德米勒接线端子。②所有电气产品都具有防尘、防水外壳。电气产品的防护等级为：IP55。③所有控制电缆均采用铜芯电缆，电缆敷设设计中应充分考虑控制电缆的抗干扰
4.3.3、控制方式
可根据用户需要选择手动或自动
4.4水管路系统
为适应堆料机回转布料，在堆场堆料机上安装水管路转接系统。使管线随悬臂皮带机旋转而不发生扭曲，保证终端的用水。
4.5气管路系统
空压机置于堆场外部，从堆料机集电环引出至旋转接头，与主机相连接。
5能源介质要求
5.1、电源
额定配电电压：AC380V/50HZ/三相四线。
5.2、气源
本系统所需气源，业主需提供22KW螺杆空压机一台，储气罐一个。供气压力：0.6～0.8MPa，供气量详见4.6，并增加适当余量。气源要求：固体颗粒最大直径≤1μm,空气中所含的灰尘量≤1.0mg/m3，含油率≤3ppm。
5.3、水源
本系统要求水压力：0.2～0.6MPa，供水流量详见4.6。水质要求：水源悬浮物≤50mg/L、≤50μm，PH值6.5～8.5、硬度≤450mg/L、氯化物≤250mg/L。业主需将水源提供至栈桥皮带机头。
6总结
本方案除尘效率可达90%以上。喷雾随皮带机的启停而开关，保证以最小的喷水量得到最优的抑尘效果。
参考文献
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[2]黎胜龙, 黄强, 叶南海. 智能控制喷雾除尘技术研究及应用[J]. 煤炭技术, 2017, v.36;No.288(12):122-124.
[3]何纪纲, 尚义华, 李丰敏. 石灰石圆形预均化堆场的自动喷水除尘技术改造[J]. 水泥, 2019(4).
论文作者:祝青华、杨文锦、钟水泉
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：粉尘论文; 颗粒论文; 物料论文; 水雾论文; 石堆论文; 料机论文; 主机论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;