煤炭输出港口煤尘防治技术研究

【摘 要】本文主要介绍了港口煤尘污染和治理的现状，在分析总结以前研究成果的基础上，就目前港口煤尘污染的防治方法进行了研究，总结了主要煤尘防治技术的防治原理和主要特点，分析了各种防治技术的优缺点。

【关键词】港口；煤尘防治；除尘方式；防风网

港口粉尘在大气环境中的扩散迁移构成沿海城市大气总悬浮物污染的主要成份之一，而煤炭装卸过程中的尘源扩散往往构成港口粉尘污染的主体港口的粉尘污染极大的影响附近居民的生活环境、港口工作环境和周围生态资源环境。

一、主要防治措施和防治现状

目前国内外港口采用的煤尘防治措施很多，基本可归纳为湿法、干法、干湿结合和其它机械物理方法等四种形式。从具体形式上分析，主要是设置各类风障、降低作业区的风速；洒水增湿，增加粉尘颗粒间的粘滞性和颗粒质量；起尘部位密封、半密封或者降低装卸作业落差高度来消除或缓解外界起尘因素。综观各类煤尘防治技术，可分为抑尘和除尘两大类。国内外对于煤炭粉尘的污染，基本上都倾向于“以防为主，以除为辅”力求从根本上抑制其尘源的产生和扩散。我国港口多实行洒水除尘的湿式除尘。在国外，多采用封闭式输送系统。在抓斗卸料口、皮带输送机转接处及堆场采用喷射雾化的薄膜包围覆盖技术，防止粉尘飞扬，另一方面在堆场周围筑起防风网。

二、起尘原因

就国内外煤炭输出港口而言，无论是南非的理查德湾港、澳大利亚的纽卡斯尔港，还是国内的秦皇岛港、京唐港、曹妃甸港，其装卸工艺基本相同。主要分为翻、堆、取装三个环节，即铁路车辆到港后经过翻车机卸车、由皮带机送至堆场或筒仓，经堆料机堆垛；或由取料机取料、经皮带机送至装船机装船。由于煤炭在港口运输中要经过翻车、输送、堆垛、取料、输送、装船等多个过程，这些过程都会使煤炭产生一定高度的落差，加之煤种因素和环境因素的影响，使煤尘产生并形成扩散，污染环境。

三、除尘和抑尘方式及其特点

（1）喷洒水除尘。利用中水或自来水加压后，经合理布置的喷嘴（或喷枪）雾化形成连续雾幕，罩住起尘而达到抑尘目的。此种方法适用于各种扬尘场所。其特点是造价较低，除尘效果明显，可通过给管道实施伴热保温，解决北方冬季除尘问题，达到四季均适用。（2）布袋式除尘。这种除尘器在国内外煤码头普遍应用。其工作原理是，利用风机产生的负压，通过合理布置的吸尘口，将含尘空气通过管道吸入除尘器，经布袋过滤将煤尘过滤掉。其特点是正常条件下效果较好，造价相对较低，但是布袋在环境潮湿的情况下会产生板结，影响除尘效果，且日常维护工作量较大。（3）静电式除尘。利用风机产生的负压，由合理布置的吸尘口将含煤尘的空气吸入除尘器，经强电场使气体电离，即产生电晕放电使通过电场的气体中的粉尘荷电，在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来，沉积在集尘板上而达到除尘目的。由于其电场风速要求在一定范围，处理前要加均风装置，且除尘效率与电场空间有直接关系，故体积较大，导致造价较高，约为布袋除尘器的10倍。（4）无动力除尘。在皮带机转接点的卸料溜筒前方加一个涡式回尘导管，当煤流落下煤尘扬起时，利用空气动力学原理，使煤尘进入导管，而主煤流的负压又将煤尘带入主煤流一同落下，形成旋流。该设备主要适用于皮带机转接点，其主要特点是日常维护量较小，制造和使用成本相对较低，并且由于导料槽密封较为严密，故外观感觉不到煤尘溢出，效果较好。但是由于煤尘不能单独回收，易造成二次扬尘，且该设备因需要安装回流导管，因此皮带机转接点要有一定高度的落差和空间，而且密封材料的使用寿命有待进一步验证。（5）防风网。防风网是一种多空的障碍物，在其背面可快速降低风速，从而减少粉尘运动。利用此原理，使煤炭堆场内的风速减弱到起尘风速以下，以防止煤尘的飞扬，达到控制粉尘扩散的效果。防风网适用于一定范围的开放式堆场防风网工程可以大面积减风抑尘，一次投资，长期受益，维修管理费用低，对于中国北方港口的冬季防尘问题具有一定的针对性。（6）在港区周围设置防尘绿化带，可以改变污染源周围气流分布、降低污染源处的风速。在绿化布置及树种选择上，尽量与环境保护和城市发展规划相结合，保持与周围环境协调的格局。港区内绿化，在不影响工艺布置和生产管理情况下，尽量提高绿化系数。设置绿化带的防尘效果好，兼具改善区域性气候、稳定土壤脱盐效果等生态功能。其缺点是占地面积大，受土质等的综合影响较大。

四、各起尘点除尘方式的应用

（1）翻车机房一般都配有干式除尘装置即布袋除尘器或静电式除尘器，并在翻卸过程中辅以湿式（喷洒水）除尘。干式除尘的效果主要取决于吸尘效果和含尘空气的处理效果。由于煤炭翻卸过程中起尘部位分散，如何合理设置吸尘口以最大限度地捕集煤尘至关重要。湿式除尘近年来在翻车机房的作用显著，其除尘方式主要是在翻车机及上工作面上设置多处水管及雾化喷嘴，在翻车机倾翻的同时喷水系统开启，较强的水雾将煤尘罩住，以控制机房上层工作面的扬尘。为解决冬季湿式除尘器的使用问题，可将供水管路进行伴热保温，使湿式除尘常年发挥作用。（2）皮带机转接点目前也有干式和湿式两种除尘方式。干式除尘传统上均为布袋式除尘器，也有的使用静电除尘器和无动力除尘器。布袋除尘器和静电除尘器的特点与翻车机房基本相同。无动力除尘器从目前使用效果来看，最适合具有一定落差的皮带机转接点。湿式除尘是在溜筒及导料槽上部设置电磁阀控制的喷嘴，当检测装置检测到胶带运行且有煤炭时，电磁阀打开，用水雾压住扬起的煤尘。通常只在非冰冻期使用，也可采取对管线保温伴热措施，达到冬季使用目的。（3）堆场是煤炭装卸环节的最大尘源，由于堆场面积大且全部是开敞空间，在煤炭干燥且有风的情况下，将造成大面积的污染。堆场起尘的因素取决于煤炭的含水量和风力的大小，目前解决污染的有效方法就是湿式除尘，即喷洒水除尘。原来码头建设时只考虑在非冰冻期使用，喷枪选用农用喷灌式喷枪，利用水流拨动喷枪摆动。由于冬季气候干燥且风力相对较强，是污染最严重的季节，通过改造采用机械式摇摆喷枪，并对喷枪站和管线进行保温伴热，达到了一年四季使用。（4）筒仓储煤，直接将煤炭处于封闭空间内，仅通过卸料和出料口与外界接触，直观上有效地控制了煤尘。筒仓作为一种新的储煤方式已经得到广泛应用，由于筒仓内部落差比较大，经卸料小车卸料时在卸料出料口产生大量煤尘，为了减少煤在进仓过程中置换出含尘空气污染环境，在筒仓设立干除尘系统，除尘器安装筒仓顶部，收集卸料作业时从筒仓中排出的空气及煤尘，通过除尘器过滤后排放至室外大气中。

五、对煤炭输出港除尘方式的几点看法

（1）水除尘是煤炭作业各环节中最佳的除尘方式。从除尘效果看，无论在翻车机房还是在皮带机转接点或堆取料机落料点，都有明显的降尘作用。从使用管理讲，故障点易于发现和处理，设备使用成本低，水源可利用城市处理后的中水解决。从目前的技术和应用情况看，堆场已经实现了四季水除尘，翻车机房通过对管路进行适当保温改造也已实现四季水除尘。皮带机转接点和各大单机的冬季水除尘研究已经取得成功，正在逐步推广应用。水除尘在煤炭码头已具备了全方位、全天候的应用条件。（2）有空间位置的皮带机转接点可推广无动力除尘。目前皮带机转接点大都采用布袋式除尘器，但真正能正常使用的不多。究其原因，一是非冰冻期采用喷洒水除尘，布袋除尘器一般都在闲置状态；二是冬季使用时又有设备管理、维护保养、布袋板结、煤尘清理等一系列问题，况且每一转接点的除尘效果没有一个定量的考核标准。而无动力除尘基本上无须管理，直观上效果显著，如对应用中的一些细节问题在技术上加以解决，其应用前景应该是乐观的。（3）干式除尘器的比较。在目前应用的布袋与静电除尘器中，一次投资费用静电除尘器相对较高，营运成本、管理难度布袋除尘器较高，除尘效果应无太大差别，静电除尘器对煤尘荷电效果等专业问题有待于进一步研究探讨与测试。（4）加强防风网的研究与试验。随着煤炭码头大规模的建设，煤炭堆存占地面积越来越大，整体上考虑抑制煤尘对城市和海域的环境影响已提到议事日程。应对防风网的防护范围、大面积堆场的布置方式、效果、投资等诸方面进行研究，由于相对投资较大，应在有较成熟结论后实施。

参 考 文 献

[1]詹水芬，张斌斌等.煤炭港粉尘污染防治技术综述[J].2006（27）

[2]张亚青，张光玉，詹水芬等.港口煤炭堆场防风网防尘效果数值模拟研究[J].2007（28）