钢铁原料场在装卸、堆存作业过程中产生大量扬尘,具有尘源点多、粉尘浓度高、各类粉尘混杂等特点,其防尘降尘工作在治理环境污染、全面实施清洁生产尤为重要。国内钢铁原料场主要采取喷雾降尘、喷洒抑尘剂降尘、挡风抑尘墙、封闭料场等抑尘技术和措施治理粉尘污染。
散状原料的装卸、输送、露天堆存造成的扬尘污染已成为工业生产、交通运输、贮存过程中无组织排放的主要污染源,扬尘污染不仅造成物料的大量流失,给企业带来巨大的经济损失,同时使驻地居民生活环境和厂内生产环境恶化。
原料场作为钢铁生产的重要组成部分,承担着烧结、球团、炼铁、焦化、石灰等用户生产所需的含铁原料、熔剂、煤粉、焦炭等散状原料的受卸、贮存、加工和输送任务,具有尘源点多、粉尘浓度高、各类粉尘混杂等特点。由于原料场占地面积大,原料多采用露天堆放方式,这些散状原料在二级风以上风力作用下极易干燥,在装卸、堆存作业过程中产生扬尘,尤其是粒度在 0~3mm 的散状原料表面极易造成大面积扬尘,给岗位职工的身心健康造成一定程度的影响,给周围环境造成严重污染,同时也导致原料的大量风蚀,给企业带来一定程度的经济损失。据有关资料介绍,由于风力作用,原料场附近大气含尘量高达 100mg/m3,原 料场堆存原料每年损失可达 0.2%~0.5%。因此,原料场的防尘降尘工作在钢铁企业治理环境污染、全面实施清洁生产显得尤为重要。
在环保要求日趋严格的情况下,各级环保部门相继制定和颁布了治理扬尘污染的政策、法规要求,加大了扬尘污染的治理力度。钢铁企业为实现从源头削减粉尘,对原料场采取了一系列有效的防尘抑尘技术与措施。
散状原料在堆、取料和贮存过程中产生的扬尘量与多种因素有关,如粒径分布、含水量、空气湿度、风速、料流量、落差等。一般来讲,对贮存散状原料的料场所采取的抑尘技术和措施主要有:喷雾降尘、喷洒抑尘剂降尘、挡风抑尘墙、封闭料场(库)等。
喷雾降尘
喷雾降尘原理是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾,水雾化成与粉尘大小相当的水珠。由于水珠颗粒和尘埃颗粒相似或者相同,尘埃颗粒随气流运行过程中与水珠颗粒产生接触而变得湿润。被湿润的粉尘颗粒继续吸附其它粉尘颗粒而逐渐聚结成粉尘颗粒团。粉尘颗粒团由于自身的重力作用而沉降,抑尘效率能达80%以上。
喷洒抑尘剂
抑尘剂的开发与应用,使原料场在降尘方面有了更有效的措施。据有关资料介绍,将抑尘剂兑入水中,可实现对料堆表层覆盖保护作用,一般可达到抑制扬尘 40 天以上,但成本较高,需根据原料的特性、储存周期的不同来选择确定抑尘方式。
喷洒抑尘剂降尘原理主要通过吸湿、保湿、固结凝并三种机理起到固尘防尘的作用。吸湿、保湿使被抑尘面长时间内保持一定的湿度,固结凝并使被抑尘面形成具有一定强度和硬度的表层,以抵抗风力等因素的破坏作用,同时将细微的粉尘凝并成较大直径的粉尘颗粒,从而达到防止扬尘的目的。
粉尘的沉降速度随粉尘的密度和粒径增大而增大,因此,抑尘一方面要增大粉尘粒径,另一方面是增大粉尘含湿量。抑尘剂具有较好的保湿性,能够在较长时间内锁住水分,保持粉尘一定的含水率,从而达到抑制粉尘飞扬的效果。另外,使用抑尘剂后,由于抑尘剂的固结凝并作用,料堆表面有明显的板结现象,随着时间的延长,料堆表面水分逐渐蒸发,板结现象越明显,表面强度越大,最后形成有一定强度的保护层,能有效地抗击风力的破坏,达到较好的防尘效果。
国内外化学抑尘剂的开发与应用一直在持续稳定的发展,研究领域非常广阔,抑尘剂产品已实现本质稳定安全、抑尘效果明显、抑尘期较长。在化学抑尘剂功能开发方面,为了提高抑尘剂的效果,针对粉尘产生的原因和物料特征,也已朝着开发专用抑尘剂的方向发展。
挡风抑尘墙
挡风抑尘墙技术在日本、韩国、美国、英国、澳大利亚等国家已经广泛使用于露天堆场的防尘工程,取得了良好的抑尘效果。20 世纪 80 年代末,我国开始对防风网进行研究,通过引进和消化国外挡风抑尘墙技术,对挡风抑尘墙的防尘机理、主要结构参数和挡风抑尘墙对堆场减尘效果等做了一系列的研究工作。该技术适用于港口、煤矿、电厂、焦化厂、钢铁厂等露天原料场。
挡风抑尘墙是利用空气动力学原理,根据空气动力学理论分析、数值计算、风洞实验和现场效果测试等综合研究结果而设计、加工成一定形状的抑风板(网),然后与金属支架连接屏蔽,再根据现场条件组合成挡风抑尘墙。当风通过具有一定形状和开孔率的抑尘墙时,在抑尘墙内侧形成不同尺度的分离旋涡和强烈的湍流干扰气流,从而在较短的距离内消耗了来流风速的动能,衰减了来流的平均风速,减少起尘率,阻挡粉尘迁移,从而达到抑尘目的。
封闭料场(库)
封闭料场(库)常见结构有矩形、圆形、扇形和筒仓四种。矩形料场分无隔断和有隔断两种,无隔断矩型料场是在普通露天矩形料场的基础上增加封闭厂房,选用的工艺设备成熟,设备检修较为方便,对于多品种、多批次物料适应性强;有隔断式矩形料场是在料条中间加设挡墙,大大提高料堆高度,堆存能力较大,采用卸矿车进行卸料和堆料,刮板取料机取出供料。圆型料场具有占地面积省,堆存能力大的特点,但料场选用的设备存在易磨损等问题,相对于多品种、多批次物料适应性较差;扇形料场选用的设备存在易磨损、 不可靠等问题,相对于多品种、多批次物料适应性较差;筒仓可用于煤的贮存,但工程量大,投资较高,存 在不易防护的煤自燃问题。
喷雾抑尘作为一种新的降尘方法已被较广泛地应用,它是一种经济、有效的降尘措施,其优点是一定程度上起到抑制扬尘的作用,防止矿粉流失,改善料场环境污染的局面,成本低廉,介质获取容易,无二次污染,抑尘效率高。
钢铁原料堆料场喷雾降尘现场