第十三篇环保技术的祖宗十八代|·干雾抑尘

干雾抑尘，或者喷雾除尘，很多厂家都会说这是我们的专利，我们自己独有的技术，曾经在某钢铁投标一个堆取料机的干雾抑尘，一下子来了11家公司，不服不行呀，所以别说是你的专利，因为这玩意很早就出现了，可能超过了当时11家公司每家公司的负责人的年龄。

1970年以后，加拿大的华铁卢大学、欧洲的瑞典大学和美国的科罗拉多矿业学院一起对浮尘源的尘埃扩散问题展开试验。共同于1976同年《Coal Age Magazine》（煤炭时代杂志）发表的题为“解决可吸入尘埃的控制”一文中提到的：水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大”。 

 

得出了运用和粉尘大小相似的水颗粒可以滤透空中粉尘的结论。粉尘和一团水雾的小水珠结合后，水珠将粉尘包裹并利用自身重力的原因向下降落。四周漂浮的粉尘会被高速运动的水雾包围并沉降，然后使之结合在一起，达到粉尘不会再次扩散的效果，最早的干雾抑尘技术便从此开始。

微米级干雾抑尘装备把特定压力和流量的气进入DryFog?喷头的内孔，通过收缩部分加速到超声速，延伸至谐振腔，并在收缩部分形成真空，因而特定压力和流量的水被虹吸进入收缩部分，水被超音速的空气混合切割成细小的雾化液滴，喷射到前端特殊设计的钛合金材质超声波产生器谐振器形成生能强化场——集中在喷嘴和谐振器之间，利用水超音速撞击金属的能量，使钛合金超声波产生器谐振器高频震荡，将雾化的液滴再次微雾化到1-10微米的水雾颗粒对悬浮在空气中的粉尘——特别是直径在2.5微米以下的可入肺粉尘进行有效的吸附而凝结成团，受重力作用而沉降，从而达到抑尘作用。

干雾抑尘领域运用的原理有空气动力学原理、“云”物理学原理和斯蒂芬流的输送机理。运用空气动力学原理，使含尘气流绕过雾滴时，尘粒由于惯性会从绕流的气流中偏离而与雾滴相撞被捕捉，即通过粉尘粒子与液滴的惯性碰撞、拦截以及凝聚、扩散等作用实现捕捉，其被捕捉的几率与雾滴直径、粉尘受力情况有关。水雾颗粒的粒径越小，粒子之间的黏力就会越大。当水雾粒径达到干雾级（小于10微米）时，粒子与粒子之间很容易结合，使整个粒子不停变大，最终沉降下来，达到去除粉尘粒子的目的。

 

“云”物理学原理，由于雾滴微细，部分雾滴会在空气中迅速蒸发，使得局部密闭的捕尘空间中空气的相对温度很快达到饱和，饱和后的水蒸汽以尘粒为核凝聚形成“云”，并进一步增大成为“雨”落下来。当微米级干雾抑尘装置工作时，瞬间会在相对密闭的区域产生大量微细干雾，使得该区域的空气湿度迅速饱和，饱和后的水蒸汽与粉尘充分接触、凝结、沉降，达到抑尘的目的。

斯蒂芬流的输送机理，在喷雾区内，液滴迅速蒸发时，必然会在液滴附近区域内产生蒸汽组分的深度梯度，形成由液滴向外流动扩散的斯蒂芬流；同样，当蒸汽在某一核上凝结时，也会造成核周围蒸汽浓度的不断降低，形成由周围向凝结核运动的斯蒂芬流。因此，悬浮于喷雾区中的“呼吸性粉尘”颗粒，必然会在斯蒂芬流的输送作用下运动，最后接触并粘附在凝结液滴上被湿润捕集。这也就是说当某一区域的粉尘被干雾捕集沉降后，其它高浓度区域的粉尘会在斯蒂芬流的输送作用下运动过来，进而持续的与干雾接触、碰撞，直至完成整个捕集的过程

 

雾粒与粉尘碰撞

 

凝结成粉尘团

 

雾粒与粉尘碰撞

 

雾粒与粉尘吸附

干雾抑尘技术是由DSI(DustSolutions, Inc美 国)所研发并引导的一种优于通过传统喷雾除尘技术的先进技术，是具有30年干雾抑尘技术的公司，DSI技术发源地。是DSI综合抑尘方案的组成部分，已在矿山、电厂、港口、垃圾处理站等场所有了广泛应用。（该公司是否为最先设计制作，并没有相关文献支持。）

干雾抑尘发展已于国际上，于06翌年均遭引进亚洲地区，鉴于得到欧洲各国良好总之环境，而此技术得到大力推广发展。

干雾抑尘方式该技术工作原理是将水快速打散高速喷射的前沿技术，打碎后“云雾”化的水雾被用来捕捉粉尘，让水雾与空气中的粉尘结合，形成粉尘和水雾的团聚物，团聚物受重力作用而沉降下来，起到抑尘作用，从粉尘的源头控制灰尘飘散。干雾抑尘技术可以有效解决局部封闭/半封闭状态下无组织排放粉尘的处理难题。

干雾抑尘方式该技术工作原理是将水快速打散高速喷射的前沿技术，打碎后“云雾”化的水雾被用来捕捉粉尘，让水雾与空气中的粉尘结合，形成粉尘和水雾的团聚物，团聚物受重力作用而沉降下来，起到抑尘作用，从粉尘的源头控制灰尘飘散。干雾抑尘技术可以有效解决局部封闭/半封闭状态下无组织排放粉尘的处理难题。

 

整个装置包括：干雾抑尘主机、螺杆空压机、储气罐、干雾分配控制器、雾化集成箱 (含雾化喷嘴)、水气连接管线、电控电缆等。

性能要求

微米级干雾抑尘装置由微米级干雾机、干雾箱总成、干雾箱控制器、螺杆式空气压缩机、配电箱（柜）、增压泵、储气罐、电控系统、自动控制线路、水/气/电控连接管线、管路伴热保温系统及附件等组成，分别布置于产尘现场。具体配置要求如下：

(1)微米级干雾机

微米级干雾机由电控系统、多功能控制系统、流量控制系统等组成。冷轧钢板喷塑壳体，箱体板厚不低于2mm，并具有触摸屏。触摸屏具有防护罩。干雾机的操作面板人性设计为倾斜面，便于操作。考虑到散热、振动、维修等原因，招标方不接受一体机(即将主机与空压机放在同一壳体里)。

要求：电控系统集合了可编程逻辑控制器、保护电路、继电器以及与它们相关的元器件和上位机，为用户提供自动运行、远程控制和手动三种操作模式，在自动操作模式时，可自动接收远程触发信号启动或停止喷雾；在手动模式，操作人员可以按压操作按钮或触摸屏相应按键启动或停止喷雾；在远程模式，操作人员可在微机上监视和控制整套系统的相关元器件（1#、2#设一台，共计2台微机）。用户还可以通过PLC设置接口修改喷雾周期及管道吹扫时间等。

 

多功能系统将外接水源的水中悬浮物过滤掉达到喷头所要求使用的标准，它集合了所有的过滤器、控制阀、管道吹扫阀和压力传感器等。所有元器件接液面，设备内部所有管线，都采用304不锈钢材料或合金铜材料。

流量控制系统调节压缩空气和水的压力及流量。并通过分配器和阀门将它们分配到各个喷头中去。

(2)配电箱

配电箱是整个装置的配电系统，根据用电功率的不同，配电箱略有区别。冷轧钢板喷塑壳体，箱体板厚不低于2mm，防护等级为IP65标准，配电箱、操作箱内粘贴过塑原理图。

(3)干雾箱控制器

通过干雾箱控制器实现水、气、电主管线与干雾箱总成的连接，并根据现场情况通过PLC控制实现各干雾箱总成分别喷雾。干雾箱控制器防护等级为IP65标准。

 

(4)水气分配器

通过水气分配器实现水、气、电主管线与万向节总成的连接，并根据现场情况通过PLC控制实现各万向节总成分别喷雾。水气分配器为冷轧钢板喷塑壳体。

万向节总成（或干雾箱总成）

喷嘴安装在不锈钢保护壳体内的ABS球体中，并配接水气管线构成万向节总成。ABS球体可调节喷雾方向，不锈钢壳体安装座可防止物料在倾卸过程中直接撞击喷嘴（提供样品备查，不得采用纯金属材质）。

喷雾降尘系统：喷雾降尘系统可以解决翻车机，料场，料棚,皮带输送转载点，振动筛，卸料点的现场除尘。喷雾除尘包括高压水雾抑尘和干雾抑尘，干雾抑尘对物料的湿度影响非常小，适用于对水敏感的物料，或者业主对物料湿度增加要求比较高的物料。

我们在这块将只介绍干雾抑尘的来龙去脉，应该说这是一个用途很偏的科目，但是在无组织治理中又起着十分重大的作用。科目虽小但是能满足很多场合。

纵观目前国内对大气颗粒物污染治理方面的技术，其有相辅相成的配合作用。对于二氧化硫和氮氧化物的治理以脱硫脱硝为主，而对于烟（粉）尘治理目前干雾抑尘技术是最先进、最环保、成本最低、效率最高的先进技术。

物料转运站干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

1）皮带头部落料点

物料离开皮带头部，以一定的初速度下落，物料与头部护罩及挡煤板碰撞产生煤尘，物料和物料之间互相碰撞也会产生粉尘，在运动物料和空气互相剪切作用下，被物料挤压出来的高速气流带着粉尘四处飘逸，扩散到周围环境中。

2）皮带尾部导料槽受料点

物料在下落过程中，由于剪切和诱导空气作用，导致皮带导料槽内形成正压，使部分粉尘从导料槽的缝隙处溢出；物料落至皮带尾部，与皮带尾部及物料之间相互猛烈碰撞形成大量粉尘。另一部分粉尘被皮带运行产生诱导风带出导料槽出口，并扩散到四周。

 

破碎机干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

1）皮带头部落料点

物料离开皮带头部，以一定的初速度向下落，物料与头部护罩及挡煤板碰撞产生煤尘，物料和物料之间互相碰撞也会产生粉尘，在运动物料和空气互相剪切作用下，被物料挤压出来的高速气流带着粉尘四处飘逸，扩散到周围环境中。

2）破碎机对物料进行破碎时，会产生大量粉尘，向四周扩散。

3）皮带尾部导料槽受料点

物料在完成破碎后，下落至皮带，由于剪切和诱导空气作用，导致皮带导料槽内形成正压，使部分粉尘从导料槽的缝隙处溢出；物料落至皮带尾部，与皮带尾部及物料之间相互猛烈碰撞形成大量粉尘。另一部分粉尘被皮带运行产生诱导风带出导料槽出口，并扩散到四周。

翻车机干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

翻车机作为一种大型、高效率的卸料机械，已广泛应用于我国工业生产中，用于翻卸装有物料的标准高度的敞车。翻车机房是为生产线提供原材料的场所，车间的主要设备有列车、翻车机、料仓、给料机和胶带输送机。原料通过铁路运输至现场，卸料是由翻车机来完成的。其工艺过程是：原料经过列车运至翻车机房，翻车机将车厢中的料粉卸至料仓，料仓中的物料经给料机送达皮带输送机，再运至生产线。翻车机卸料时，由于物料是自由落体，速度较大，势能转化为动能，形成反弹上升的尘暴，扬尘动力较大很难控制。因此，在翻车机区域粉尘污染相当严重，粉尘浓度可达上千毫克每立方米，严重危害着现场职工的身体健康。

翻车机房内尘化的原因主要有以下4个：

1)翻车机在倾卸物料时，粉尘与粉尘、粉尘与固体壁面之间产生碰撞和挤压，当翻车角度超过物料堆料安息角时，物料产生滑动，半封闭空间中的空气受到扰动，产生运动，粉尘剪切压缩造成尘化。

2)物料在空气中以一定的速度运动时，能带动周围空气随其一起流动，这部分空气称为诱导空气。诱导空气又会卷吸一部分粉尘，随空气一起流动，产生诱导尘化原因。

3)长方体的列车车厢，在翻车过程中，会绕某一轴随翻车机一起转动，车厢的两个侧面和地面好像三面扇子，绕轴做旋转运动，因而会在车厢周围产生一股旋转流，这股气流会携带下落过程中的粉尘一起运动，产生尘化。

4)随着翻车机的翻转，物料从车厢内滑出落入卸料池。物料势能转化为动能，并在下落过程中挤压周围空气，产生诱导气流；物料在下落到池底篦子平面时发生反弹，在扬起粉尘，诱导气流的作用下，加剧粉尘扬起，向卸料池周围飞散，是翻车机房内最主要的产尘源。

装车楼干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

装车楼的尘源，主要是落料管卸料时，物料落到车厢里产生的粉尘。产生粉尘飞扬的原因之一是当落料管落料时，物料以一定的初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，空气与下落物料之间的摩擦，使粉尘向外飞扬，造成一次尘化；其次是物料继续下落，落入车厢底部时发生碰撞，底部空间受到挤压，在空气和粉尘的剪切作用下，底部空间的气体向外高速运动形成强气流，使粉尘一起逸出，产生一次尘化作用。这两种情况下的粉尘在横向风的作用下，扬起大量的粉尘，扩散到空气中，并有大量的灰尘从车厢进口溢出，污染了周围的环境。汽车卸料口干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

在汽车卸料时，受气流、物料之间碰撞及物料与篦子碰撞等原因，而扬起大量粉尘。因为汽车卸料的空间都比较空旷，因此无法采用布袋及静电等方式除尘，而干雾抑尘可以根据现场情况设计喷嘴布置方案，抑尘效果良好，而成为优选的抑尘方式。在进行方案设计时，根据汽车高度、侧卸、后卸及受料槽贯通程度，进行设备选型等详细的方案设计。

斗轮取料机干雾抑尘装备

斗轮堆取料机在堆、取料和转接过程中，由于物料滑动和落料溜槽内、受料皮带机的导料槽内等落差产生诱导气流，诱导物料产生的粉尘沿溜槽、导料槽内的空隙四处溢出飞散。

起尘点一：

料场带式输送机头部溜槽，物料离开运输皮带物料以3m/s—5m/s的初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，当物料接触到斜溜槽发生碰撞，物料四溢产生粉尘，物料碰撞斜溜槽过程中产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。气流的作用下扬起产生粉尘，当物料接触到落料管发生碰撞物料四溢产生粉尘，物料碰撞落料管过程中产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点二：

尾车上部堆料带式运输皮带头部溜槽，物料离开运输皮带物料以3m/s—5m/s的初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，当物料接触到落料管发生碰撞物料四溢产生粉尘，物料碰撞落料管过程中产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点三：

悬臂带式输送机受料点，物料经斜溜槽落在悬臂皮带上，物料在运动过程中产生气流，在斜溜槽内形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，粉尘在物料的运动气流下扩散到悬臂皮带受料点内。物料落到悬臂皮带上时与皮带发生碰撞产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点四：

堆料口，物料从落料管流出进入自由落体状态，在自由落体的过程中物料产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起粉尘，在自然风的作用下粉尘的量大大增加。

起尘点五：

当取料机开始取料时，斗轮周围由于物料滑动会产生大量的粉尘，在自然风的作用下粉尘的量大大增加。

起尘点六：

物料从斗轮落入斜溜槽到悬臂带式输送机过程中，物料在运动过程中产生气流，在斜溜槽内形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，粉尘在物料的运动气流下扩散到悬臂皮带受料点内。物料落到悬臂皮带上时与皮带发生碰撞产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点七：

悬臂带式输送机头部溜槽，物料离开运输皮带物料以3m/s—5m/s的初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，当物料接触到落料管发生碰撞物料四溢产生粉尘，物料碰撞落料管过程中产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点八：

输料皮带尾部受料点，物料经溜槽落在悬臂带式输送机头部溜槽下方的输料皮带上，物料在运动过程中产生气流，在溜槽内形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，粉尘在物料的运动气流下扩散到输料皮带受料点内。物料落到输料皮带上时与皮带发生碰撞产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

筛分塔干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

起尘点1：

皮带头部溜槽，物料离开运输皮带物料以一定的初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，当物料接触到落料管发生碰撞物料四溢产生粉尘，物料碰撞落料管过程中产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

起尘点2：

振动筛筛面，由于筛面是敞开的，物料经振动筛不断振动，在振动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，物料与筛面之间、物料与物料之间发生频繁的碰撞，粉尘不断溢出，严重污染现场工作环境。振动筛筛面是筛分车间内产尘量最大最集中的地方，是车间的主要污染源头。

起尘点3：

振动筛粗料落料口，经振动筛筛分的粗料由筛分机尾部出口落入溜槽，物料离开筛分机，以一定初速度向下运动，在运动过程中产生气流形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。

 

卸船机干雾抑尘装备

起尘原因及起尘点分析

1)料斗处

当物料落至料仓内时，物料势能转化为动能，并在下落过程中挤压周围空气，产生诱导气流；物料在下落到篦子及池底平面时发生反弹，扬起粉尘，在诱导气流的作用下，加剧粉尘扬起，向卸料池周围飞散。当物料从落料口落向车内时，物料势能转化为动能，并在下落过程中挤压周围空气，产生诱导气流。

2)皮带受料处

物料经溜槽落在皮带上，物料在运动过程中产生气流，在溜槽内形成负压区，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘，粉尘在物料的运动气流下扩散到皮带受料点内。物料落到皮带上时与发生碰撞产生强气流，小颗粒物料在气流的作用下扬起产生粉尘。