干霧抑塵在煤化工煤塵治理中的應(yīng)用

賈笑笑

【摘 要】介紹了峰煤焦化煤塵產(chǎn)生的原因，簡述干霧抑塵原理、裝置組成和實際應(yīng)用效果，對煤化工粉塵治理有借鑒和推廣意義。

【關(guān)鍵詞】運煤系統(tǒng)；干霧抑塵；粉塵

一、煤塵的危害

煤塵的危害極大，不僅污染作業(yè)環(huán)境，縮短精密儀器使用壽命，還影響職工的身體健康。細微顆粒的煤炭粉塵。是礦山五大自然災(zāi)害之一。（瓦斯、煤塵、水、火、頂板）長期吸入煤塵后引起身體器官的病變，輕者能引起呼吸道炎癥、慢性中毒和皮膚病，重者可導(dǎo)致塵肺病。煤塵還具有燃燒爆炸性，當煤塵濃度和氧氣濃度達到一定界限并有明火時可發(fā)生煤塵爆炸，造成重大人身傷亡事故。

二、峰煤焦化有限公司備煤車間簡介

河北峰煤焦化有限公司備煤車間的任務(wù)是將外來煉焦煤進行卸車、貯存并加工成符合焦爐生產(chǎn)要求的裝爐煤。本車間是為4×42孔JNx70-2型7m頂裝焦爐配套設(shè)計的，日處理煉焦煤料約8584t/d（含水分10%）。車間原有的阻火型脈沖袋式除塵器在一定程度上緩解了運煤過程中產(chǎn)生的粉塵量。但是起不到很好的除塵效果，現(xiàn)場粉塵濃度大，人員不能正確監(jiān)視設(shè)備運行狀況，存在安全隱患。

三、備煤車間煤塵形成的原因

原料煤在經(jīng)過卸煤、取煤、破碎、運輸、轉(zhuǎn)運以及運煤系統(tǒng)衛(wèi)生清掃過程中都會造成大量煤塵，這些過程也是運煤系統(tǒng)煤塵主要來源。

備煤車間皮帶運輸系統(tǒng)煤塵產(chǎn)生主要由以下幾個方面：

1、煤離開皮帶頭部產(chǎn)生相對運動氣流，形成了誘導(dǎo)氣流，煤進入落料管占據(jù)原有空氣的空間，帶動密封罩內(nèi)的空氣擾動，產(chǎn)生大量粉塵；煤在落料過程中，通過對落料筒和皮帶的碰撞，加上重力勢能，積聚了較大的動能，使煤流在沉落在皮帶的瞬間，使體積較小的煤粒或煤粉產(chǎn)生強烈的動力，在這個過程中煤粉便飛起溶入空氣中。

2、煤在落煤筒落到皮帶的過程中會帶入大量的誘導(dǎo)風，誘導(dǎo)風量的大小主要取決于落煤量、落差、及落煤筒的角度等方面。誘導(dǎo)風進入導(dǎo)料槽內(nèi)部后勢必會產(chǎn)生一個局部的正壓區(qū)，含塵氣體從導(dǎo)料槽投完兩側(cè)噴出，其中尤其在導(dǎo)料槽出口處所噴出的粉塵飛揚最為嚴重，這也是造成現(xiàn)場環(huán)境污染的主要原因。

3、導(dǎo)料槽中未設(shè)計分流裝置，粉塵氣流在誘導(dǎo)風量及皮帶煤流帶動下，以高速從導(dǎo)料槽出口噴出，在吸塵點處只有少量的細顆粒粉塵被收集，使大量粉塵從導(dǎo)料槽前端或兩側(cè)外益。

4、煤經(jīng)過破碎的過程中形成大量粉塵，在破碎機出料口形成高速氣流帶著粉塵向四周飛揚。

5、皮帶運行時皮帶、托輥、滾筒及轉(zhuǎn)動部位帶動的空氣氣流和振動產(chǎn)生的氣流帶動煤塵，使得整條皮帶揚塵嚴重，造成各處積煤。

四、干霧抑塵裝置原理及組成

1、抑塵原理

抑塵系統(tǒng)是用超聲波將水珠顆粒“破碎”成10μm以下的霧，對懸浮在空氣中的粉塵——特別是直徑在10微米以下的可吸入顆粒和2.5微米以下的可入肺顆粒進行有效的吸附，使粉塵受重力作用而沉降。其除塵的原理是在粉塵產(chǎn)生的源頭對粉塵進行有效吸附而沉降，不會產(chǎn)生二次污染無須進行再處理。

實踐證明，粉塵可以通過水或化學(xué)劑被粘結(jié)而聚結(jié)增大，但那些最細小的粉塵只有當水滴很小（如水霧）或加入化學(xué)劑（如表面活性劑）以減小水的表面張力時才會聚結(jié)成團。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸從而達不到抑塵作用。如果水霧顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結(jié)在一起。水霧顆粒越小，聚結(jié)的可能性越大，隨著聚結(jié)的粉塵團變大加重，從而很容易降落。水霧對粉塵的“過濾”作用就這樣形成了。因此，只要保證水霧顆粒粒徑與所需治理粉塵粒徑相近即可。而其對粉塵治理的根本原理在于水霧顆粒與粉塵顆粒相互吸附、凝結(jié)而沉降，只要所提供的水霧總量大于粉塵顆粒量，就能對粉塵進行有效抑制。

2、主要設(shè)備組成

干霧抑塵系統(tǒng)裝置采用系統(tǒng)化設(shè)計技術(shù)。由微霧抑塵機、霧化控制器、末端霧化器、空氣壓縮機、儲氣罐、電控系統(tǒng)、電伴熱系統(tǒng)、自動控制線路、水氣連接管線等組成。

（1）、干霧抑塵機

干霧抑塵機是微霧抑塵系統(tǒng)的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關(guān)的元器件。將水、氣兩種能源介質(zhì)過濾、加壓后，以設(shè)定的水壓、氣壓、水流量、氣流量按開關(guān)程序打開或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到末端霧化系統(tǒng)中去，實現(xiàn)微霧抑塵。

（2）、霧化控制器

霧化控制器是將輸送來的水、氣兩種能源介質(zhì)再次調(diào)整氣壓、水壓、氣流量、水流量后，按開關(guān)程序打開或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到末端霧化系統(tǒng)中去，實現(xiàn)微霧抑塵。單元控制系統(tǒng)的箱體可滿足IP55防護要求。

（3）、末端霧化器

末端霧化系統(tǒng)是接收由單元控制系統(tǒng)輸送來的氣、水并將其轉(zhuǎn)化成顆粒直徑為1～10?m的水珠顆粒噴射出去，按電氣總控系統(tǒng)的控制指令噴向起塵點。當微霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、凝聚變大，并在自身的重力作用下沉降，從而達到抑塵的作用。

（4）、空氣壓縮機

空氣壓縮機的作用是為微霧抑塵系統(tǒng)提供標準氣源。

（5）、儲氣罐

儲氣罐的作用是當空壓機的排氣量不能滿足微霧抑塵系統(tǒng)瞬時排量要求時，先將空壓機排出的壓縮空氣儲存起來，以便滿足微霧抑塵系統(tǒng)的瞬時用氣量。

（6）、電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)是干霧抑塵機的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關(guān)的元器件。在自動操作模式時，可自動接收遠程觸發(fā)信號啟動或停止噴霧總成噴霧。在手動模式，操作人員可以按壓操作按鈕啟動或停止噴霧總成噴霧。

（7）、電伴熱系統(tǒng)

分布在干霧抑塵機、霧化控制器、末端霧化器及水、氣管路上，當環(huán)境溫度低于+5℃時自動開啟使用。

（8）、自動控制線路

將微霧抑塵機與現(xiàn)場設(shè)備控制信號連接起來，以便實現(xiàn)自動控制。

（9）、水氣連接管線

水氣連接管線是將微霧抑塵機、空氣壓縮機、儲氣罐、水源、氣源等用不同管徑的硬管按要求連接起來。

五、干霧抑塵在實際中的應(yīng)用

1、降低工作崗位環(huán)境中的粉塵濃度。峰煤焦化備煤系統(tǒng)在卸車槽、堆取料機、皮帶運輸機和皮帶通廊、破碎機、配料秤、除塵站共計安裝干霧抑塵裝置14套，末端霧化噴頭1000余個，鋪設(shè)管線4500余米。實現(xiàn)了煤塵區(qū)域全覆蓋，安裝調(diào)試運行后抑塵效果顯著，達到環(huán)保要求。

2、基本不影響入爐煤的輸送和水分指標。煤通過堆取料機取煤，經(jīng)皮帶機輸送進入配煤倉，經(jīng)過電子稱按照配比給煤，經(jīng)破碎機粉碎后通過皮帶輸送至煤塔。按照皮帶輸送量800t/h，干霧抑塵裝置耗水量40.83L/min計算，噸煤增加水分0.3%，可見干霧抑塵裝置對入爐煤的輸送和水分指標基本不影響。

3、降低了火災(zāi)、爆炸隱患。使用干霧抑塵裝置粉塵基本無外溢，減少了皮帶機頭、機尾、皮帶通廊、機電設(shè)備、配電箱、電纜槽等處的積煤。煤塵積聚也可能發(fā)生自然著火事故，干霧抑塵裝置的投入使用大大降低了崗位粉塵濃度有效避免了煤塵自然和燃燒爆炸的隱患。

4、降低職業(yè)粉塵的危害。長期大量吸入煤炭粉塵，尤其是5μm左右可吸入粉塵，會使粘膜及纖毛上皮細胞受損，傷害呼吸道防御功能會造成塵肺、中毒、致癌、致敏、非特異性炎癥。塵肺病目前尚無根治的辦法，因此加強粉塵治理，預(yù)防塵肺病的發(fā)生尤為重要。干霧抑塵裝置的投入使用大幅降低了職業(yè)粉塵危害，為職工日常生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。

六、結(jié)語

干霧抑塵裝置具有抑塵高效、節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)越、自動化程度高、耗水量低、運行成本低等優(yōu)點，此項技術(shù)在煤化工生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，徹底解決了由粉塵帶來的多重負面影響。通過使用干霧抑塵裝置，大幅降低了崗位粉塵濃度，消除火災(zāi)隱患，有利于職工身心健康，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟、社會、環(huán)保效益。

參考文獻：

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[2]趙益芳.礦井防塵理論與技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1995.

（作者單位：河北峰煤焦化有限公司）