無動力除塵設(shè)備在西銘礦選煤廠的應(yīng)用

孫佰成

(西山煤電股份有限公司 西銘礦選煤廠，山西 太原 030053)

在破碎、篩分、干燥物料運輸和干法分選過程中，都有粉塵伴隨發(fā)生。微細塵粒受到氣流的作用分散在空中并呈懸浮狀態(tài)，極易在車間內(nèi)飛揚和向廠房外擴散。若不采取有效的防塵、除塵措施，就會嚴重污染作業(yè)場所和大氣環(huán)境，給員工的身體健康和環(huán)境帶來極大的危害。

西銘礦選煤廠隸屬于山西焦煤集團西山煤電股份有限公司，位于太原市萬柏林區(qū)，是一座設(shè)計能力為2.1 Mt/a的礦井型動力煤選煤廠。主要入洗西銘礦生產(chǎn)的8號、9號煤和少量2號煤種。采用的工藝為：毛煤重介質(zhì)淺槽分級預(yù)排矸，原煤兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，粗煤泥螺旋分選，細煤泥壓濾回收。

西銘礦選煤廠的主要職責(zé)是對礦井生產(chǎn)的所有煤炭進行分級分類洗選與運銷。全廠共設(shè)毛煤緩沖倉1座、原煤入洗倉2座、矸石緩沖倉2座、原煤外銷倉3座、精煤產(chǎn)品倉2座、原煤跨線倉4座。

所有煤倉灌倉均由帶式輸送機和刮板輸送機進行轉(zhuǎn)運，所有的倉下給煤均由振動給煤機和液壓閘板給煤機完成。在整體轉(zhuǎn)運、給煤過程中均會產(chǎn)生粉塵。西銘礦選煤廠多年來致力于粉塵的環(huán)境治理工作，先后引進袋式除塵器、多管旋風(fēng)除塵系統(tǒng)和無動力除塵設(shè)備等。本文主要介紹西銘礦選煤廠多年來對粉塵的研究與無動力除塵設(shè)備的應(yīng)用情況。

1 粉塵的形成

選煤廠在正常的生產(chǎn)條件下，運動著的粉塵顆粒所受的作用力有機械力、重力、布朗運動以及空氣流動的作用力。其中對粉塵的擴散影響最大的是空氣流動力。由空氣流動而引起的粉塵飛揚，基本上可以分為以下兩種情況。

(1)誘導(dǎo)空氣流揚塵。在散狀物料轉(zhuǎn)運的過程中，由于誘導(dǎo)空氣流的作用，粉塵從物料中被帶出，對局部區(qū)域形成污染。例如，當(dāng)膠帶輸送機機頭處的煤流進入溜槽時，由于周圍空氣同物料之間的摩擦從而產(chǎn)生了誘導(dǎo)空氣流隨著物料流動，使粉塵在下一個設(shè)備或落料點向周圍逸散，造成粉塵污染。

(2)二次空氣流揚塵。在生產(chǎn)過程中，由于室內(nèi)的空氣流動和設(shè)備振動等因素，造成了本來已經(jīng)沉落在設(shè)備、地面及建筑物上的粉塵再次被吹起，稱為二次揚塵。造成這種二次揚塵的氣流稱為二次空氣流。二次氣流揚塵主要是室內(nèi)無序、無規(guī)則的氣流或由空間內(nèi)部的通風(fēng)設(shè)備產(chǎn)生的通風(fēng)氣流造成的揚塵，此外車間內(nèi)設(shè)備振動、膠帶運轉(zhuǎn)和人員走動等也會產(chǎn)生粉塵彌漫。圖1為物料降落所產(chǎn)生粉塵的示意圖。

圖1 顆粒降落時的粉塵形成過程

2 無動力除塵技術(shù)

2.1 技術(shù)含義

無動力除塵技術(shù)利用重力除塵、空氣動力學(xué)和壓力平衡原理，打破傳統(tǒng)的除塵方式，對各揚塵點進行分散除塵，無需任何外加的動力設(shè)備。該技術(shù)屬于環(huán)保干法除塵技術(shù)領(lǐng)域，適用于物料輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)運站等揚塵點的除塵。

2.2 工作原理

如圖2和圖3所示，無動力除塵運用空氣動力學(xué)原理，采用壓力平衡和閉環(huán)流通方式，最大限度降低物流導(dǎo)管內(nèi)粉塵空氣的壓力，使之與外部空間壓力趨于平衡。

1—導(dǎo)料槽總成；2—棧橋循環(huán)室；3—霧化裝置；4—塵氣分離室；5—多功能消塵室；6—緩塵回流室；7—潮解裝置；8—密封進料室；9—物料干濕傳感裝置；10—尾緩解室；11—尾密封室；12—清掃投料口；13—檢驗孔圖2 無動力除塵技術(shù)原理示意

圖3 氣塵分離裝置室和集塵循環(huán)罩原理示意

對于帶式運輸機，物料在跌落時產(chǎn)生大量負壓氣流，將空間密閉，使粉塵不能外溢；除塵器設(shè)置有一個回流口，將氣流引致物料的入口，形成正、負壓的平衡空間；粉塵在負壓氣流的引導(dǎo)下，在密閉空間內(nèi)循環(huán)運動，撞擊應(yīng)力板，改變運動方向，由直線運動變?yōu)榍€運動，從而降低粉塵自身的勢能，在重力作用下沉降下來，達到消除粉塵的目的。

2.3 工藝流程

如圖4所示，粉塵經(jīng)過多功能消塵室→塵氣分離室→棧橋微環(huán)室，或經(jīng)過緩塵匯流室→導(dǎo)流槽，或經(jīng)過尾緩解室→尾密封室。最終都匯聚到轉(zhuǎn)運站隨物料排走。

圖4 無動力除塵技術(shù)流程示意

3 無動力除塵設(shè)備的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用背景

西銘礦選煤廠主洗車間原煤入洗倉下共8臺振動式給煤機和2臺帶式輸送機，負責(zé)主廠房原煤的入洗配煤工作，振動給煤機將調(diào)整合適大小的煤量由2臺給煤帶式輸送機轉(zhuǎn)運至256配煤帶式輸送機上。在下落至256帶式輸送機的過程中由于誘導(dǎo)空氣流的原因產(chǎn)生大量粉塵顆粒。表1為無除塵設(shè)備狀態(tài)下對256機尾空間粉塵的測定結(jié)果。

表1 無除塵設(shè)備時256機尾粉塵檢測結(jié)果

由表1可以看出，256機尾處粉塵粒度主要在1～50 μm，平均濃度在100～200 mg/m3，有時可達到500 mg/m3以上，嚴重影響了崗位職工的正常工作，損害了職工的心肺健康，同時也帶來了大量的衛(wèi)生清潔工作，增加了崗位職工的勞動強度。為了營造一個適宜的工作環(huán)境，決定對輸煤膠帶256段的粉塵進行治理。

3.2 無動力除塵設(shè)備的引進

西銘礦選煤廠組織專業(yè)技術(shù)人員先后對袋式除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和無動力除塵設(shè)備進行考察與對比后，認為袋式除塵器和多管旋風(fēng)除塵器的安裝空間較大，能耗比較高，需要專業(yè)的技術(shù)人員維護和調(diào)試，并且易損件的更換比較頻繁，而且需要專門的排料裝置排除粉塵。而256帶式輸送機機尾處于地下，再無下層空間，上層高度也不夠，空間狹小，無法安置大型設(shè)備和排料裝置。

若采用無動力除塵設(shè)備，僅需要在膠帶的正上方進行改造，占用空間較小，無運動部件，維護量較低，安裝時不影響正常生產(chǎn)，無需專業(yè)人員操作，比較適合現(xiàn)場的實際情況。

經(jīng)過以上對比，針對現(xiàn)場空間狹小、場所封閉和維護力量不足的情況，最終選定鞍山首創(chuàng)無動力除塵環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的無動力除塵設(shè)備。

鞍山首創(chuàng)無動力除塵環(huán)保設(shè)備有限公司先后對256機尾進行多次現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，在總結(jié)所有數(shù)據(jù)之后進行了針對性的設(shè)計計算工作，最終確定具體設(shè)備參數(shù)，并在現(xiàn)場實施安裝。

由于256帶式輸送機屬于單系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，一旦停機會影響生產(chǎn)。而無動力除塵設(shè)備安裝簡單，安裝時無需刻意停機配合，僅占用正常檢修時間即可順利安裝。所以整體安裝過程中并未影響正常生產(chǎn)。

3.3 實施效果

安裝無動力除塵設(shè)備后，256機尾空間的粉塵濃度大大降低，專業(yè)檢測表明，空間粉塵濃度為8 mg/m3以下，符合國家標準(見表2)。后來又在主洗車間301帶式輸送機機尾加裝無動力除塵設(shè)備，長時間使用結(jié)果表明，除塵效果顯著。

3.4 無動力除塵設(shè)備的優(yōu)缺點

優(yōu)點：安全節(jié)能，無運動部件；免維護，全部操作無需人工參與；不占空間；成本較低，一次性投入小，運行及管理成本幾乎為零；除塵效果好，可達到國家標準8 mg/m3以內(nèi)；無二次污染，消除的粉塵回落到物料上，回收了資源；設(shè)備有良好的導(dǎo)向作用，可有效防止膠帶跑偏；安裝簡單，不影響正常生產(chǎn)。

缺點：由于整體全部封閉，因此，在清理膠帶底部回煤時不方便；由于設(shè)備長度的限制導(dǎo)致?lián)趺浩み^長，造成更換不便，因此，需在后續(xù)的設(shè)計使用中進行改進。

表2 安裝除塵設(shè)備后256機尾粉塵檢測結(jié)果

4 結(jié) 語

該設(shè)備自投入使用以來，除塵效果明顯，極具推廣價值。但使用該設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵在于對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和整體設(shè)備的參數(shù)設(shè)計及計算要準確可靠，否則，如稍有偏差，除塵效果會大打折扣。