При перегрузке сыпучих материалов всегда образуется пыль. При этом создается облако пыли, невидимые частицы которого могут попасть в легкие человека. Ошибочно утверждать, что если мы не наблюдаем видимого облака пыли, то и нет вреда для здоровья человека. Частицы пыли при работе с кварцем, известняком, цементом, углем имеют размер от 0,1 до 70 микрон и являются крайне опасными для рабочих на подобных производствах. Помимо вреда здоровью человека пылеобразование на конвейерах, роликах, ремнях, двигателях является значительным негативным фактором снижения производительности и повышения издержек.
Пункты пересыпа/перевалки сыпучих материалов являются основным источником образования пыли. В этих местах используются системы пылеподавления и пылеулавливания, при проектировке которых учитывается природа пылящего материала, высота выгрузки на ленту, ее скорость, а также углы пересыпки. Конечно, обеспечить 100% пылеподавление невозможно, но с помощью систем водяного пылеподавления и форсунок можно значительно сократить образование пыли и создать комфортную атмосферу для работы персонала.
Пылеподавление – это нанесение воды или химикатов в массу сыпучего материала либо их распыление над материалом для подавления улетучивания пыльных частиц. Существует множество систем пылеподавления от технологии полива «садовым шлангом» сыпучего материала водой, водой с ПАВом (поверхностно-активным веществом), до пылеподавления пеной и систем туманообразования.
Сферы применения систем пылеподавления и форсунок для подавления пыли в местах пересыпа
— пылеподавление в местах перегруза/пересыпа и транспортировки сыпучих материалов (пылеподавление на угольных шахтах и в морских портах на угольных терминалах);
— пылеподавление на дробильно-сортировочных комплексах;
— контроль пыли при процессах просеивания;
— подавление пыли в месте хранения насыпных грузов;
— пылеулавливание в закрытых помещениях (увлажнение грунта).
Распыление воды форсунками для пылеподавления
Пожалуй, старейшим методом контроля пылеобразования является увлажнение сыпучего материала водой (здесь используются форсунки для пылеподавления). При взаимодействии слоя или частиц материала с водой вес частиц пыли увеличивается, а летучесть уменьшается. Увлажнение сыпучих материалов при пылеподавлении увеличивает силу сцепления между частицами, создавая большие, тяжелые группы частиц, которые трудно поднять потоком воздуха. Увлажнение происходит в пунктах пересыпа/перегрузки сыпучих материалов с помощью форсунок, специально расположенных в местах, где образуется пыльное облако. При пылеподавлении также используют так называемые «водяные завесы», водяные капли которых взаимодействуют с частицами пыли, и способствуют ее оседанию.
Наиболее эффективным является распыление воды при небольших давлениях, когда мелкодисперсная капля форсунки имеет небольшую скорость полета. Высокая скорость потока может добавлять энергии воздушному потоку и частицам пыли, что может привести к обратному эффекту при решении задачи сохранения пыльных частиц в слое материала. Эффективность систем пылеподавления зависит от скорости потока воды, от размера сопла форсунки и от правильного расположения форсунок. Технологии пылеподавления с помощью форсунок постоянно совершенствуются за счет уменьшения размера капли, увеличения количества капель и их скорости, уменьшения поверхностного натяжения капли, чтобы она легче обволакивала частицы пыли.
Системы водяного пылеподавление через форсунки являются относительно недорогими, несложными по конструкции и просты в эксплуатации. Вода как средство пылеподавления является недорогим, легкодоступным, экологичным и безопасным ресурсом.
Пылеподавление гидрофобной пыли
Однако стоит учитывать тот факт, что некоторые сыпучие вещества гидрофобны, то есть плохо впитывают воду. У них достаточно высокое поверхностное натяжение и они плохо смачиваются. Для достижения эффективного пылеподавления может потребоваться значительное количество воды. Из-за плохой впитываемости некоторые частицы материала могут оставаться сухими, а некоторые могут стать излишне влажными, что приведет к образованию комков на стенках транспортера, сеток и конвейерных лент. Излишнее увлажнение материала может вызвать слипание частиц, усложнение сыпучести материала для транспортировки.
На таких предприятиях как угольные электростанции, цементные заводы, вода для пылеподавления, в силу дальнейшего применения материала, должна быть каким-то образом удалена (выпарена) для получения качественного сжигания угля с нужной теплоотдачей или качественного сухого цемента. Это может привести к очень существенному изменению картины затрат и эффективности технологического процесса.
Таким образом, в силу того, что пылеподавление водой подразумевает большую влагоемкость, этот метод, впоследствии, для отдельных применений, может приводить к высоким затратам энергии для удаления влаги из материала.
Для предотвращения этой проблемы содержание влаги в материале нужно минимизировать. Такими методами пылеподавления, работающими с ограниченным количеством воды, являются «сухой туман», распыляемый туманообразующими форсунками или добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ) в воду, которые распыляются в виде раствора или пены через форсунки.
