張沿超

（大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司水暖科，山西 大同 037000）

同煤集團(tuán)同發(fā)東周窯礦的燃煤鍋爐承擔(dān)全煤礦的熱能供應(yīng)。燃煤來自于本礦區(qū)，經(jīng)破碎進(jìn)入產(chǎn)品倉，通過膠帶輸送機(jī)進(jìn)入燃燒區(qū)域。因?yàn)槊浩窞楹置?，水分含量低、易碎和運(yùn)輸落差大等原因，在整個(gè)鍋爐房區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大量粉塵，污染周邊環(huán)境，損害作業(yè)人員健康。經(jīng)檢測(cè)，治理前鍋爐房區(qū)域內(nèi)粉塵濃度為10mg/m3，其中小于10μm的可吸入性粉塵占到粉塵總量的0.11%～0.3%。傳統(tǒng)的除塵技術(shù)不適于現(xiàn)場(chǎng)且治理效果不明顯，因此對(duì)其采用干霧抑塵技術(shù)進(jìn)行改造治理。

1 鍋爐房皮帶機(jī)運(yùn)煤區(qū)域除塵現(xiàn)狀

東周窯礦燃煤鍋爐皮帶機(jī)輸煤區(qū)域主要采用負(fù)壓式除塵器進(jìn)行粉塵的治理，引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，含塵氣體受大氣壓的作用沿管道進(jìn)入除塵器內(nèi)部，塵粒經(jīng)聚合后進(jìn)入水箱，污泥由除渣機(jī)排出或由其他裝置清出。長(zhǎng)期以來，因多方面原因除塵效果不佳，皮帶機(jī)在工作過程中粉塵飛揚(yáng)，造成了很大的污染，急需進(jìn)行綜合治理。

目前國內(nèi)除塵技術(shù)主要分為干式除塵和濕式除塵兩種。干式除塵對(duì)無組織粉塵排放治理效果較差，因?yàn)闊o法將所有含塵氣體吸入除塵室。濕式除塵由于水霧顆粒大，對(duì)5μm以下的粉塵治理效果很差，而且耗水量大，造成煤的水分增加和冬季結(jié)冰無法使用。公司經(jīng)過調(diào)研選用秦皇島思泰意達(dá)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的“態(tài)達(dá)”牌SLT-3C型干霧抑塵裝置用于鍋爐房皮帶機(jī)輸煤區(qū)域的抑塵。

2 干霧抑塵技術(shù)剖析

2.1 干霧抑塵技術(shù)及特點(diǎn)

干霧抑塵技術(shù)是在壓力的作用下，將水從特殊的噴頭噴出，形成微米級(jí)霧滴，在形成的霧池里捕集灰塵，實(shí)現(xiàn)抑塵的效果。該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)是能產(chǎn)生微米級(jí)的細(xì)霧，霧滴直徑在0～10μm，與粉塵大小相當(dāng)。干霧抑塵技術(shù)的特點(diǎn)：（1）抑塵效果好，除塵效率在96%以上。在污染源頭，即起塵點(diǎn)進(jìn)行粉塵噴霧治理，無二次污染。（2）耗水量少，物料濕度僅增加0.02%～0.05%，物料（煤）無熱值損失。適用于密閉或半密閉的空間，占地面積小，全自動(dòng)控制，操作方便。

2.2 干霧抑塵原理

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，含塵氣流繞過霧滴時(shí)，塵粒由于慣性會(huì)從繞流的氣流中偏離面與霧滴相撞被捕捉，即通過粉塵粒子與液滴的慣性相撞、攔截以及凝聚、擴(kuò)散等作用實(shí)現(xiàn)捕捉，如圖1所示。

圖1 干霧抑塵原理示意圖

干霧抑塵粉塵被捕捉的概率與霧滴直徑、粉塵受力情況有關(guān)。水霧顆粒的粒徑越小，粒子之間的粘力就會(huì)越大。當(dāng)水霧粒徑達(dá)到干霧級(jí)時(shí)就會(huì)結(jié)合變大，并逐漸沉降下來。

2.3 “態(tài)達(dá)”干霧抑塵裝置構(gòu)成

“態(tài)達(dá)”SLT-3C型干霧抑塵裝置采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，由干霧機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、配電箱、水氣分配器/噴霧箱控制器、萬向節(jié)/噴霧箱噴霧器總成、水氣連接管線、電伴熱帶和控制信號(hào)線等主要部分組成。干霧機(jī)設(shè)有集成化編程的電控模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。螺桿式空氣壓縮機(jī)為干霧抑塵系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)氣源，其采用微電腦智能監(jiān)控系統(tǒng)，全自動(dòng)化運(yùn)行，親切的中英文人機(jī)界面，輕觸式按鍵，操作人員無須特殊培訓(xùn)就可通過界面的文字提示輕松地對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行查詢，并可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。儲(chǔ)氣罐的作用是當(dāng)螺桿式空氣壓縮機(jī)的排氣量不能滿足干霧機(jī)噴霧時(shí)的排量要求時(shí)，將壓縮機(jī)排出的壓縮空氣儲(chǔ)存起來備用。通過水氣分配器/噴霧箱控制器實(shí)現(xiàn)水、氣、電主管線與萬向節(jié)/噴霧箱噴霧器總成的連接，通過PLC控制實(shí)現(xiàn)各萬向節(jié)/噴霧箱噴霧器總成分別噴霧。該裝置能夠產(chǎn)生1～10μm的水霧顆粒，即利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)聲波振蕩器通過高頻聲波將水高度霧化，再利用特殊噴頭結(jié)構(gòu)二次將水霧霧化。將干霧箱布置在皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)的外四周，當(dāng)皮帶機(jī)工作時(shí)通過壓縮空氣將干霧噴至落料點(diǎn)，使水霧顆粒與粉塵顆粒相互凝結(jié)包裹，利用自身重力下落到地面。

3 干霧抑塵裝置流程及實(shí)踐應(yīng)用效果

3.1 干霧抑塵裝置流程圖

干霧抑塵裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)水壓為0.4～0.6MPa，氣壓為0.6～0.8MPa（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)節(jié)），連接噴霧、裝車站總耗氣量為8N?m/rain，耗水量為1.41t/h。其系統(tǒng)整體布置簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 干霧抑塵裝置流程圖

3.2 干霧抑塵裝置在裝車站應(yīng)用效果

當(dāng)裝車溜煤槽置于車皮前段開始裝煤時(shí)，控制系統(tǒng)程序會(huì)自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間，對(duì)從皮帶運(yùn)輸機(jī)上產(chǎn)生的煤塵進(jìn)行噴霧處理。其現(xiàn)場(chǎng)噴霧過程效果圖如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)噴霧過程效果圖

4 應(yīng)用的效益分析及存在的不足

4.1 效益分析

東周窯礦的燃煤鍋爐皮帶機(jī)輸煤區(qū)域進(jìn)行干霧抑塵技術(shù)工藝后，試運(yùn)行情況比較穩(wěn)定，環(huán)保檢測(cè)參數(shù)表明抑塵效果良好，其主要效益如下：（1）抑塵率高。通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明，鍋爐房區(qū)域內(nèi)的粉塵治理成效比較好，除塵效率達(dá)到96%，治理后的粉塵濃度低于5mg/m3，治理效果達(dá)到了國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，改善了鍋爐房區(qū)域周圍的空氣和作業(yè)環(huán)境，減少了職工職業(yè)病的發(fā)生，創(chuàng)造了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。（2）同傳統(tǒng)的水噴淋治理措施相對(duì)比，干霧抑塵裝置消耗的水量明顯減少了，物料濕度增重比小于0.02%，同時(shí)也就相應(yīng)地降低了煤炭熱值量的損失。干霧抑塵裝置的使用將會(huì)減少鍋爐房燃煤的供應(yīng)數(shù)量，產(chǎn)生相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。（3）干霧抑塵采用全自動(dòng)控制操作，使用過程當(dāng)中故障率非常低，工作穩(wěn)定，節(jié)約了大量的人工，同時(shí)也節(jié)約了設(shè)備維修和管理費(fèi)用。

4.2 需要改進(jìn)之處

由于干霧抑塵裝置的噴霧箱安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)廠房的四周，處于室外，干霧抑塵效果受氣流的影響較大并且容易干擾到周邊其他作業(yè)人員，還需要進(jìn)行下一步的調(diào)整。

5 結(jié)語

粉塵是影響煤炭運(yùn)輸安全和潔凈生產(chǎn)的主要因素，皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)的粉塵產(chǎn)生有其特殊性，干霧抑塵技術(shù)在皮帶機(jī)輸煤系統(tǒng)區(qū)域的粉塵治理方面表現(xiàn)優(yōu)良。本文對(duì)同煤集團(tuán)同發(fā)東周窯礦的燃煤鍋爐皮帶機(jī)輸煤區(qū)域進(jìn)行了干霧抑塵技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用研究，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐效果表明干霧抑塵技術(shù)能有效地抑制鍋爐房區(qū)域內(nèi)粉塵的排放擴(kuò)散。本次抑塵技術(shù)改造是成功的，可以在煤礦其他粉塵的治理過程中加以推廣。