Gdzie naprawdę powstaje pył podczas przeładunku materiałów sypkich?

Emisja pyłu podczas przeładunku materiałów sypkich wynika z przyspieszania strugi, ruchu powietrza, uderzeń oraz wtórnego wzbijania osadów. Krytyczne są punkty przesypowe, otwarte zrzuty, drogi technologiczne oraz koła i podwozia maszyn. Skuteczna ochrona wymaga przed pyłem wymaga ograniczenia wysokości zrzutu, a także zapewniania właściwej mgły wodnej i mycia kół. W artykule przybliżamy kwestie powstawania pyłu przemysłowego oraz technologii Frutiger, które pozwalają go ograniczać.

Gdzie zaczyna się emisja pyłu?

W punkcie przesypowym materiał zmienia kierunek, prędkość, a wraz z nim przemieszcza się duża objętość powietrza. Wyróżnia się trzy strumienie, które występują podczas przeładunku materiałów sypkich:

• powietrze wypierane przez materiał;
• powietrze aerodynamicznie indukowane;
• ruch powietrza powstający w wyniku uderzenia.

Strumień materiału działa jak pompa strumieniowa – im większa wysokość spadku, tym większa ilość powietrza jest wprawiana w ruch.

Uderzenie powoduje naprężenia ściskające i ścinające, które rozrywają mostki wilgoci oraz wiązania adhezji i sił van der Waalsa. W kruchych materiałach, np. węglu, klinkierze, gipsie syntetycznym i koksie, dochodzi do kruszenia i ścierania, a frakcja respirabilna powstaje bezpośrednio przy przesypie.

Jak konstrukcja punktu przesypowego wpływa na emisję pyłu?

O wielkości emisji pyłu poza właściwościami materiału decyduje również konstrukcja punktu przesypowego. 

• Wysokość zrzutu – im większa wysokość, z której spada materiał, tym więcej powietrza zostaje porwane przez jego strugę, co zwiększa możliwość unoszenia drobnych cząstek.
• Sposób podawania materiału na taśmę przenośnika – jeżeli materiał nie trafia centralnie na taśmę, obciążenie rozkłada się nierównomiernie. Może to powodować ugięcie taśmy i powstawanie szczelin przy fartuchach uszczelniających, przez które zapylone powietrze wydostaje się na zewnątrz.
• Geometria zsypu – gwałtowne zmiany kierunku strugi, szczególnie pod kątem prostym, mogą zwiększać zaburzenia przepływu powietrza. Stosowanie odpowiednio zaprojektowanych zsypów, np. typu hood-and-spoon, pomaga ograniczyć ten problem.
• Szczelność strefy transferowej – powietrze wprawione w ruch podczas przesypu znajduje ujście przez nieszczelności obudowy i zużyte fartuchy. Dlatego ich stan techniczny bezpośrednio wpływa na skuteczność ograniczania emisji.

Jak ograniczać pylenie przy otwartym zrzucie?

Przeładunek do pryzm, wagonów czy ładowni statków ma inną charakterystykę niż przesyp zamknięty. Materiał może spadać z kilku, a nawet kilkunastu metrów. Drobna frakcja jest wtedy porywana przez wiatr, a uderzenie tworzy falę wypieranego powietrza i chmurę pyłu sięgającą dziesiątek metrów. Wiatr dodatkowo wywiewa najdrobniejsze ziarna.

Podstawą jest ograniczenie wysokości swobodnego spadku. Wykorzystuje się w tym celu m.in. teleskopowe i kaskadowe zsypy oraz automatycznie regulowane wysięgniki. Drugą barierą może być odpowiednio dobrana kurtyna mgłowa lub armatka do eliminacji pyłów.

Technologie Frutiger w redukcji zapylenia

W przypadku drobnego pyłu skuteczność zraszania zależy od odpowiedniego dopasowania kropli do wielkości cząstek. Duże krople mogą omijać drobny pył wskutek bezwładności, dlatego technologia MobyDick Dust Cannon wykorzystuje strumień mikrokropelek kierowany bezpośrednio w strefę emisji.

Cannon 3090 Multi zapewnia płynnie regulowany zasięg 30–90 m oraz do 5 programów natrysku, pozwalających dostosować sposób pracy do warunków procesu. System wykorzystuje nierdzewne dysze i pompę odśrodkową, a intensywność zraszania można regulować w zależności od wilgotności materiału i prędkości wiatru.

Do różnych zastosowań dostępne są również inne konfiguracje:

• Cannon 3060 – zasięg 30–60 m, przeznaczony m.in. do otwartych pryzm;
• Cannon Single 50/60/80/90 – zasięg od 50 do 90 m, do punktów wysypowych przenośników, zasobników kruszarek i załadunku kolejowego;
• Cannon Cart – zasięg 10–30 m, kompaktowa konstrukcja do hal i trudno dostępnych punktów przeładunkowych;
• Cannon Tailor – rozwiązanie projektowane indywidualnie, z możliwością integracji z SCADA, sterownikami PLC, czujnikami pyłu i stacjami pogodowymi.

Jak połączyć bariery techniczne w jeden system?

Źródła emisji różnią się mechanizmem powstawania pyłu, dlatego wymagają różnych punktów interwencji. W punkcie przesypowym krytycznie znaczenie ma ograniczenie energii strugi i kontrola zapylonego powietrza. Przy otwartym zrzucie trzeba ograniczyć wysokość spadku i przechwycić pył unoszony przez powietrze. Na pryzmach problemem jest przede wszystkim wiatr, natomiast na drogach i placach — wtórne wzbijanie materiału naniesionego przez pojazdy. W poniższej tabeli prezentujemy, jakie rozwiązanie odpowiada poszczególnym mechanizmom emisji.

Strefa	Mechanizm emisji	Podstawowa bariera
Punkt przesypowy	Uderzenie i ruch powietrza	Ograniczenie prędkości, obudowa, uszczelnienie
Otwarty zrzut	Spadek, fala powietrza, wiatr	Ograniczenie wysokości + mgła
Pryzma	Deflacja wiatrowa	Kontrola powierzchni + mgła
Drogi i place	Track-out i wtórne wzbijanie	Mycie kół i podwozia

Źródła:

1. https://nozzle-pro.com/pages/dust-suppression
2. https://leap.epa.ie/docs/090151b28095a09c.pdf
3. https://benetechglobal.com/conveyor-transfer-points/
4. https://frutiger.pl/offer/eliminacja-pylow/technologia-eliminacji-pylow/
5. https://frutiger.pl/offer/eliminacja-pylow/