新景礦洗煤廠車間除塵工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用

聶首維

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)新景礦洗煤廠 ，山西 陽泉 045000）

1 工程背景

陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司新景礦洗煤廠始建于1997年10月，屬礦井型選煤廠，由北京華宇工程有限公司平頂山選煤設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，初期設(shè)計(jì)能力為3.6Mt/a，通過改建擴(kuò)建，洗選能力已上升至8.50Mt/a；生產(chǎn)工藝為塊煤重介淺槽+末煤三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥采用TBS或螺旋分選機(jī)組分選+煤泥壓濾回收工藝，主要產(chǎn)品有洗中塊、洗小塊、1#噴粉煤、2#噴粉煤、4#噴粉煤、洗中煤、末原煤、煤泥，副產(chǎn)品主要為矸石。

新景礦洗煤廠煤炭在輸送轉(zhuǎn)載、篩分及破碎環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量粉塵，導(dǎo)致車間能見度降低，直接影響了工人的安全生產(chǎn)和操作，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致工人發(fā)生塵肺病等職業(yè)病，嚴(yán)重的危害了車間崗位人員的身體健康，同時(shí)由于煤炭粉塵的可爆性，對(duì)環(huán)境安全也構(gòu)成極大的威脅，車間的粉塵顆粒物在空氣中的含量大大超過環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。因洗煤廠原煤車間破碎、篩分及轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)揚(yáng)塵嚴(yán)重，需要對(duì)原煤車間破碎、篩分、轉(zhuǎn)載等起塵點(diǎn)進(jìn)行消塵治理。使選煤廠的塊煤車間及棧橋的粉塵濃度符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（選煤車間粉塵量小于10mg/m3），改善工人作業(yè)環(huán)境，保障工人身體健康，將新景礦洗煤廠建設(shè)成清潔、高效、環(huán)保型廠區(qū)。因此，對(duì)洗煤廠塊煤車間粉塵治理很有必要。

2 新景礦洗煤廠塊煤車間粉塵治理技術(shù)方案

本方案設(shè)計(jì)主要是對(duì)塊煤車間及棧橋內(nèi)產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行治理，內(nèi)容包括：在塊煤車間采用干霧抑塵技術(shù)進(jìn)行粉塵治理；對(duì)于遠(yuǎn)離主車間的邊緣崗位煤塵較大的地點(diǎn)如原煤倉底、233#皮帶、3001等部位，采用高壓泵智能噴霧降塵措施；8105#皮帶機(jī)頭機(jī)尾設(shè)置布袋除塵器除塵。

2.1 干霧抑塵原理及特點(diǎn)

圖1 干霧抑塵示意圖

干霧抑塵機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，由霧抑塵機(jī)、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、增壓泵、電控系統(tǒng)、分區(qū)控制器、流量控制系統(tǒng)、噴霧箱、噴霧組件、水氣連接管線、自動(dòng)控制線路等組成。如圖1所示，干霧抑塵機(jī)是把水利用高頻震蕩或高壓空氣瞬時(shí)吹散，讓顆粒處在1μm＜干霧粒徑≤10μm的之間的過程，同時(shí)大部分可吸入粉塵顆粒也處于1μm＜粒徑≤10μm的粉塵因干霧顆粒密度增大，顆粒大小一致，比重相近，所受重力一樣，故在空氣中停留時(shí)間相等，這樣粉塵顆粒與干霧顆粒就能同時(shí)充分凝結(jié)，粉塵顆粒起到凝結(jié)核的作用，在瞬間降塵。

干霧抑塵機(jī)的特點(diǎn)：

1）突破了傳統(tǒng)的抑塵方法，減去了粉塵的收集、管道運(yùn)輸和粉塵的后期處理過程，直接在粉塵的起塵位置進(jìn)行抑制，從粉塵的源頭進(jìn)行治理；

2）霧粒直徑小，只有3～10μm大小的水霧顆粒，在捕捉大小約5μm以下的可吸入浮塵方面具有極佳的效果；

3）噴出的水霧的方向準(zhǔn)確性強(qiáng)，霧索速度快，能迅速捕捉、屏蔽、切斷粉塵擴(kuò)散；

4）出霧量大，霧索長度大，而且出霧量、霧索長度均可調(diào)節(jié)；

5）除塵效率高、不產(chǎn)生二次污染、節(jié)約能源，噴出的干霧冬季不會(huì)結(jié)成小水滴，設(shè)備的使用不受季節(jié)限制。

抑塵主機(jī)及配套設(shè)備布置，在塊煤車間6層，1-3軸線、C-D跨布置1臺(tái)空壓機(jī)、2臺(tái)3m3風(fēng)包、2臺(tái)抑塵主機(jī)和法蘭加熱器、1個(gè)2m3水霧水箱；在壓濾車間布置1臺(tái)多級(jí)泵和法蘭加熱器，主要設(shè)備見表1。

表1 主要設(shè)備選型表

原煤車間粉塵污染主要發(fā)生在煤的輸送轉(zhuǎn)載、篩分及破碎環(huán)節(jié)，原煤入選時(shí)實(shí)際含水量較高，有自燃發(fā)火傾向，車間內(nèi)粉塵具有爆炸性且局部區(qū)域空氣中瓦斯含量高，粉塵均為揚(yáng)塵，塵粒細(xì)。根據(jù)這些特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝要求，在對(duì)車間主要設(shè)備206、207、206A、207A 破碎機(jī)和 202、202A、203 及 203A申克篩進(jìn)行現(xiàn)場勘察的基礎(chǔ)上，結(jié)合這些塵源點(diǎn)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，提出如下粉塵治理初步設(shè)計(jì)方案：

206、207、206A、207A 破碎機(jī)及 202、202A、203、203A申克篩轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵治理方案

原煤經(jīng) 202、202A、203、203A申克篩分級(jí)后，通過 204、205、204A、205A 皮帶機(jī)轉(zhuǎn)載進(jìn)入 206、207、206A、207A破碎機(jī)。申克篩是原煤車間主要篩分設(shè)備之一，原煤處理量大，設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的粉塵較多，是原煤車間一個(gè)重要產(chǎn)塵點(diǎn)。206、207、206A、207A破碎機(jī)是對(duì)塊原煤進(jìn)行破碎的設(shè)備，入料粒度為0～500mm，處理能力40～100t/h，出料粒度為≤150mm，其運(yùn)行時(shí)由于破碎作用，產(chǎn)生粉塵較多，也是原煤車間主要產(chǎn)塵點(diǎn)之一。

根據(jù)申克篩和破碎機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)方案采取以下降塵措施：

1）在申克篩上部入料點(diǎn)、中部、出料端等位置均勻布置噴霧降塵裝置，對(duì)落入申克篩的煤炭進(jìn)行預(yù)濕潤，提高煤炭含水率，降低煤炭篩分過程中的產(chǎn)塵量；

2）在破碎機(jī)入料口和出料口安裝噴霧降塵裝置，對(duì)落入和排出破碎機(jī)的的煤炭進(jìn)行預(yù)濕潤，提高煤炭含水率，降低煤炭破碎過程中的產(chǎn)塵量；

3）將破碎機(jī)入料口和出料口進(jìn)行密封處理，使霧化水流能夠全部覆蓋進(jìn)入和排出破碎機(jī)的煤炭，阻止破碎機(jī)揚(yáng)塵外流。

2.2 噴霧灑水安裝位置及噴頭布置

1）對(duì)塊煤車間七層3007皮帶、3008皮帶、3011刮板機(jī)的七個(gè)落料口順皮帶方向進(jìn)行前后加裝長度為1-2m的封閉罩，在密封罩上側(cè)安裝萬向節(jié)及干霧噴頭（前后共四套），可調(diào)節(jié)任意角度對(duì)準(zhǔn)起塵處，在密封罩內(nèi)達(dá)到除塵效果。

2）對(duì)塊煤車間八層3003、3004、3005三臺(tái)篩子上部落料口安裝六套干霧噴頭，對(duì)落下來泛起的煤塵進(jìn)行抑制除塵，在篩子中間部位安裝八個(gè)干霧噴頭（對(duì)向安裝）對(duì)震動(dòng)運(yùn)行時(shí)泛起的煤塵壓制降塵，篩子下部落料口安裝六套干霧噴頭順落料口對(duì)煤塵進(jìn)行抑制，使煤塵大幅減少。

3）對(duì)708皮帶落料口采用封閉除塵，安裝四套噴頭；對(duì)3027皮帶機(jī)頭、機(jī)尾各用四套噴霧總成，在封閉空間內(nèi)進(jìn)行除塵；對(duì)3027皮帶兩個(gè)近距離落料口順皮帶前后兩側(cè)加裝密封罩，密封罩上部安裝噴霧總成；對(duì)3027皮帶剩余3個(gè)落料口中間部位密封罩加高，安裝噴霧總成，提高除塵效果；231、232、233、233A皮帶棧橋，起塵點(diǎn)遠(yuǎn)離主機(jī)位置，采用高壓水霧抑塵的方式，在壓濾車間二層安裝水箱和多級(jí)泵，清水經(jīng)多級(jí)泵加壓后通過管路向231、232和233、233 A兩方敷設(shè)，在落煤點(diǎn)加裝封閉罩，安裝水霧噴頭，對(duì)起塵部位進(jìn)行抑制降塵；8105#皮帶機(jī)頭機(jī)尾設(shè)置扁布袋除塵器除塵。

4）共18處安裝干霧噴頭120個(gè)，萬向節(jié)80個(gè)，10套控制系統(tǒng)，水霧噴頭30個(gè)。當(dāng)工作環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，必須使用法蘭加熱器，以防凍壞水氣管路。噴霧灑水安裝位置及噴頭數(shù)量明細(xì)表見表2。

表2 噴霧灑水安裝位置及噴頭數(shù)量明細(xì)表

3 效果分析

我廠對(duì)原煤車間破碎機(jī)、申克篩兩處生產(chǎn)環(huán)節(jié)中起塵嚴(yán)重的地點(diǎn)進(jìn)行了粉塵治理，于2016年2月工程竣工投入使用至今，已達(dá)預(yù)期效果。此次治理工程主要采用微米級(jí)干霧抑塵裝置，全系統(tǒng)采用自動(dòng)無人值守控制方式，提高洗煤廠自動(dòng)化程度，減輕洗煤廠勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。其自動(dòng)水氣過濾，自動(dòng)排污，自動(dòng)反吹功能，可解決系統(tǒng)因?yàn)樗须s質(zhì)造成的噴頭堵塞，降低了設(shè)備故障率。改造后，破碎機(jī)、申克篩兩處粉塵污染大大降低。原煤車間東、西兩側(cè)粉塵污染程度成明顯對(duì)比，仍然采用微米干霧除塵設(shè)備對(duì)原煤車間東側(cè)博后篩及裝載點(diǎn)兩處起塵點(diǎn)進(jìn)行治理改造。

經(jīng)總體規(guī)劃，前提投入的壓風(fēng)設(shè)備、儲(chǔ)風(fēng)罐設(shè)計(jì)風(fēng)量可帶動(dòng)車間東側(cè)兩處起塵點(diǎn)設(shè)備，可降低除塵工程中風(fēng)能供應(yīng)環(huán)節(jié)的投資，降低工程成本。前期改造中所使用的自動(dòng)控制系統(tǒng)符合原煤車間運(yùn)行系統(tǒng)要求，后期改造扔需要采用與之對(duì)應(yīng)的，與本車間系統(tǒng)相吻合的控制模式，并且與前期設(shè)備連鎖使用，使整個(gè)原煤車間粉塵治理系統(tǒng)成為統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。

4 結(jié)論

通過在塊煤車間采用干霧抑塵技術(shù)進(jìn)行粉塵治理；對(duì)于遠(yuǎn)離主車間的邊緣崗位煤塵較大的地點(diǎn)如原煤倉底、233#皮帶、3001等部位，采用高壓泵智能噴霧降塵措施；8105#皮帶機(jī)頭機(jī)尾設(shè)置布袋除塵器除塵等措施后，原煤車間破碎機(jī)、申克篩兩處粉塵濃度大大降低，其余部位粉塵濃度也得到了有效控制，取得了預(yù)期效果。