几种港口常用除尘器的比较分析

张 辉

（秦皇岛港股份有限公司第二港务分公司，河北秦皇岛 066000）

0 引言

近年来，随着雾霾天气的频繁发生，国家对空气保护日益重视，制定和出台了各项措施。各大港口为了更好的保护碧海蓝天，都在加大对环保设备的投入，在保证环保无污染的前提下进行港口作业。但是环保设备的种类参差不齐，如果在选择环保设备时出现选择错误，不但是对资金的一种浪费，更为重要的是不能有效的抑制粉尘，还对环境造成污染。秦皇岛港从事的是煤炭港口作业，存在作业现场脏、现场煤尘多、作业粗放的问题。为抑制现场煤尘，秦皇岛港采用了多种除尘方式对现场环境进行保护。通过多年来环保设备的管理经验，将几种除尘方式进行梳理，列出优缺点，以对除尘设备进行合理选择。当前港口用的比较多的除尘设备有传统的水喷淋式除尘设备、转接落料点常用的干法除尘设备、干雾除尘设备、微雾除尘设备、新型水缆式除尘设备等诸多类型。本文针对这些除尘器的优缺点进行归纳并分析。

1 水喷淋式除尘设备

水喷淋式除尘设备是比较传统的除尘方式，主要的工作原理就是利用水来压制空气的粉尘，让弥漫在空气中的粉尘与水雾结合，润湿之后，粉尘得到沉降，进而起到抑制粉尘的作用。其中设备的优势有以下2 个方面：

（1）传统意义的除尘方式，技术成熟可靠，运行安全稳定，不会因煤种的不同影响除尘效果。

（2）适合堆料场地的大面积除尘，一般方式就是在堆场两侧建造若干喷枪站式的水喷淋设备，结构简单，安装便捷。

这种传统式的除尘方式虽然优点明显，但也存在缺点：

（1）该除尘设备整体除尘效率不是很理想，更多的适合宏观层次的除尘，在微观方面效果并不显著。例如在堆场两侧大面积的喷枪式水喷淋设备，经过每天定频次洒水，肯定会对堆场环境有所改善，但是如果在转接机房或者料斗等封闭式的环境使用时，煤尘颗粒较小，无法与水正常结合，效果就会降低。

（2）主要除尘介质依靠的是水，水在冬季必然会结冰，所以该除尘方式在冬季要想顺利使用，必须有过硬的保温伴热系统作为技术支持，否则冬季无法正常使用，所以在冬季防冻是重中之重。

2 干法除尘设备

干法除尘设备在港口领域比较常见的有布袋式除尘设备、电荷充放电式除尘设备、湿式电除尘设备等类型。这几种类型的设备优缺点也比较明显。

（1）布袋式的干法除尘设备是一种传统的除尘设备，在港口转接机房比较常见，主要是以除尘过滤带为媒介，使得粉尘被吸附或被阻挡在滤袋之中，再通过反吹风机的反吹扫或脉冲的强振方式将粉尘输送到集尘罐中。

优点：技术趋于成熟，对于不同的煤种都有一定效果，在一定时间内除尘效果比较好。

缺点：布袋除尘器是目前国内火力发电厂燃煤输送系统中使用最多的除尘器，但在实际运行中，90%以上都无法正常运行，其主要原因有：①我公司属于煤炭运输港口，在春、夏两季时煤炭的含水量都比较高，这就使得当煤尘吸附到布袋上时，由于含水量较大，时间久了对布袋的过滤效果大打折扣，有的时候累积的水汽达到一定浓度，再加上袋仓内温度较高，有的时候甚至把过滤带烧糊，造成滤带破损，导致风量达不到效果，使得除尘功效不高。冬天时含煤水汽积累到一定程度后，经过一段时间会板结成煤块，极易造成滤带气流不畅；②由于布袋需经常清洗和更换且风机功率较大，进而使得运行费用较高，所需能耗大。由于该除尘器的核心主要就是利用滤袋达到除尘的目的，压力损失较高，一般可达1500～2000 Pa，导致配备风机功率会很大，电耗随着增加。由于糊袋、破袋等布袋问题，解决的办法就是经常清洗，无法清洗的就需要更换布袋，不管是清洗还是更换滤带都会造成极高的修理费用、材料费用。同时废旧的布袋处理也很麻烦，由于环保原因废旧的布袋经常还需要花高额的处理费用进行处理，大大增加了运行费用和维护工作量，因此大多数火电厂的布袋除尘器在使用一段时间后都闲置不用；③在实际运行过程中，皮带的落料时高低差往往不会太小，煤粉落下时也不可能保证定量落下，有时大有时小，粉尘的浓度也会随着时高时低。该种除尘方式对这种骤变的情形是无法很好的应付的，所以造成运行不平稳。

（2）静电式除尘设备的外观与布袋式除尘设备相似，机械结构较为类似，区别在于粉尘的收集方式，其工作的核心原理是将粉尘气体通过带有高压的一种静电场，根据实际粉尘量的大小静电场不止一个，通过粉尘荷电将粉尘吸附在特殊制造的集尘板上，再以振动的方式将粉尘收集到集尘装置中。

优点：除尘效率高、所需能耗低、日常维护量小，能长期稳定运行。

缺点：我公司的转接机房最早应用的就是静电除尘装置，经过多年使用，总结认为除尘设备对于煤种的要求具有局限性，由于整体的技术核心都是围绕静电展开，当遇到高挥发的粉尘存在爆炸的风险，安全性能不高，且由于日益严峻的环保要求，1～2 个静电场基本不能达到环保标准，一般都需要3 个以上的静电场才能满足环保标准，导致占地面积大，设备整体比较庞大。

（3）湿法电除尘系统是前两种干法除尘设备的一个升级产品，主要的工作流程是将粉尘气体先过水，让一部分的粉尘与水结合，润湿后沉到水里，对于一些无法沉积的粉尘颗粒进入充满水雾的电除尘器里，再经过荷电进行收集。

优点：适应煤种变化，安全，不产生自燃爆炸；对PM2.5 及以下粉尘能有效的去除；耗水量小，每小时用水量小于200 kg；占地小；可长时间保证较高的效率。

缺点：相对阻力较大；冬季需防冻。

3 种干法除尘设备在港口或者电厂的运输煤炭的系统里很是常见，区别是这几种除尘设备在煤种多样化、设备所处环境和工艺流程的设置区别。以实际的工作经验以及理论知识作为依托，总结了这几种除尘设备的技术对比表（表1）。

表1 除尘设备技术对比

3 干雾、微雾除尘设备

（1）干雾除尘设备是从2012 年开始逐渐应用到港口领域的一种抑尘设备，在翻车系统中运用较多，主要的工作原理就是通过特殊制造的干雾抑尘机配合空气压缩机产生高压空气，气与水按照一定比例结合后形成一种不足10 μm 的微细颗粒，肉眼可视为雾状的气体，这种气体的学名就是干雾，这种颗粒可以与粉尘相互结合，进而聚结变大，在自身重力作用下沉降。该除尘装置的优势和劣势经过实际使用总结如下：

优点：除尘效果比较直观，可在冬季使用，耗水量比较少，整体安全性能比较高。

缺点：我公司在翻车机领域运用较多，根据多年来的使用及维修经验，该除尘方式的缺点也很明显，主要有以下4 个方面。①整体设备流程比较复杂，任何一个环节出故障，将会导致整个设备系统出现问题，检修难度较大；②冬季使用过程中对保温伴热要求高，伴热系统一旦出问题，水路将会冻结，再行恢复难度很大；③干雾积累到一定程度，也会凝结成冰，对设备造成一定安全隐患；④干雾喷嘴较为精细，对水质要求很高，很容易就造成喷嘴堵塞，此喷嘴在机上清理十分困难，需先进行更换后拆解下来再行清理，保养难度高。

（2）微雾除尘系统是近3 年兴起的一种除尘系统，通过将水加压至5 MPa 乃至更高，一般不超过8 MPa，并经过特制喷嘴后，将水雾颗粒的直径破碎至微米的级别，降低水滴表层的张力，就更易于与粉尘结合沉降。由于高压微雾的雾滴粒径极小，在空气中呈弥漫性漂浮，强化了与漂浮粉尘的广泛性碰撞、吸附、粘合的概率，一般大小的水和尘埃粒子碰撞、凝聚，尘埃颗粒自重增大而坠落，无法再扬起。

二者的区别在于干雾除尘器是通过水路和气路的结合来达到抑尘的目的，除尘效果较好但设备复杂度高，容易出故障。微雾除尘主要通过雾化喷嘴在高压的作用下将水高度雾化进而抑尘，只有水路无气路，对保温伴热要求高，但设备简单可以多领域应用。

4 新型水缆式除尘设备

新型水缆式除尘器是我公司自主研发的一种针对港口堆料机、取料机、装船机等大型港机设备除尘方式。受卷盘式电缆供电方式启发，通过对可移动远程连续自动化供电的形式加以改进，把电缆更换成一种有着一定抗拉能力、抗弯曲能力、承压能力等性能的专用水缆，缠绕在缆盘之上，进而使得此水缆像电缆一样可以随港口装卸设备移动供水代替传统的供水模式。该除尘设备不在需要沿线供水槽、吸水泵、机上储水箱、机上增压泵，通过水缆直接就可对堆料机、取料机、装船机等大型港口移动设备进行作业时洒水除尘。近年来又开发出自带保温伴热的水缆，使水缆除尘设备在冬季也可稳定使用。

5 小结

分析港口领域近些年常见的几种除尘器的工作原理，总结其在应用中的优缺点。目前除尘器种类繁多，都是为了抑制扬尘，保护环境。不能盲目的推陈出新，也不能停滞不前，应该根据港口运输特点，以及设备安装环境，将几种除尘器有效结合，把每种除尘器的适用环境与现场环境充分结合，选取一套最适合自身港口、最有效的除尘方式。