車集選煤廠煤塵綜合治理實(shí)踐

范建勛，陳 峰，傅紅梅

(河南龍宇能源股份有限公司 車集選煤廠，河南 永城 476600)

1 車集選煤廠概況

河南龍宇能源股份有限公司車集選煤廠屬礦井型動(dòng)力煤選煤廠，原設(shè)計(jì)處理能力1.8 Mt/a。為提高生產(chǎn)能力，2004—2008年，該廠先后進(jìn)行了洗煤系統(tǒng)、產(chǎn)品倉(cāng)、煤泥水系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)等擴(kuò)建改造工程，形成了跳汰—浮選，煤泥壓濾回收、洗水一級(jí)閉路循環(huán)的生產(chǎn)工藝，處理能力達(dá)到2.4 Mt/a。

2 煤塵防治現(xiàn)狀及問(wèn)題

煤塵是影響選煤廠高效安全潔凈生產(chǎn)的主要因素之一，不僅污染環(huán)境，而且損耗了原料，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)職工的健康不利，同時(shí)也會(huì)加快設(shè)備的磨損。當(dāng)煤塵顆粒達(dá)到一定濃度時(shí)還會(huì)引起爆炸[1，2]。

車集選煤廠在設(shè)計(jì)之初對(duì)煤塵防治的考慮有所欠缺，后期雖經(jīng)長(zhǎng)期整治，但效果不甚理想，加上2004年之后進(jìn)行了多次大型改造，導(dǎo)致車集選煤廠目前許多設(shè)備設(shè)施及溜槽布置等存在諸多不合理之處，都給煤塵防治改造增加了不小的難度。車集選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)煤塵較嚴(yán)重崗位的粉塵濃度長(zhǎng)期處于高位，最高的102號(hào)振動(dòng)篩下料口總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別達(dá)到22.65 mg/m3和10.73 mg/m3(見表1)，對(duì)職工健康的威脅和設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大壓力。因此，對(duì)車集選煤廠的煤塵狀況亟須進(jìn)行綜合治理。

表1 治理前選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度檢測(cè)情況

3 煤塵產(chǎn)生的原因分析

車集選煤廠煤塵污染嚴(yán)重的主要原因如下：

(1)來(lái)煤含水量低。當(dāng)煤的含水量低于7%時(shí)，煤塵飛揚(yáng)嚴(yán)重[3]，而車集礦井原煤水分長(zhǎng)期在6%左右，極易產(chǎn)生煤塵。

(2)產(chǎn)塵點(diǎn)沒(méi)有除塵設(shè)備或除塵效果差，煤塵得不到有效控制。車集選煤廠長(zhǎng)期以來(lái)使用的除塵設(shè)備有布袋式除塵器、軸流風(fēng)機(jī)、篷布等，除塵效率較低。

(3)膠帶運(yùn)輸機(jī)刮刀清掃器效果差，細(xì)顆粒物料在膠帶下產(chǎn)生堆積，人工清理出現(xiàn)煤塵飛揚(yáng)的情況。

4 煤塵治理方案

針對(duì)上述原因，車集選煤廠提出如下防治煤塵的主要思路：通過(guò)噴霧適當(dāng)提高來(lái)煤水分[4]；采用先進(jìn)設(shè)備提高除塵效率；采用清掃效率更高的膠帶運(yùn)輸機(jī)清掃器。

4.1 使用風(fēng)力清掃器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刮刀清掃器

風(fēng)力清掃器是利用小孔噴射出來(lái)的高壓氣體將附著在膠帶上的雜物清理干凈的一種環(huán)保、高效清掃器。風(fēng)力清掃器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 清掃器不與膠帶產(chǎn)生摩擦接觸，不會(huì)造成膠帶及清掃器的磨損；

(2)清掃效率大幅度提高；

(3)采用氣體作為清掃介質(zhì)，符合環(huán)保要求；

(4)使用壽命長(zhǎng)，安裝后一般不用調(diào)整，檢修強(qiáng)度較低；

(5)可利用車集礦高壓風(fēng)提供氣源，無(wú)須增添動(dòng)力源[5-7]。

風(fēng)力清掃器由一根清掃管組成，管上有一組直徑為1 mm、間距為40 mm的出氣小孔，密集的出氣孔組成了間距為40 mm的空氣柱，增大了空氣與積煤的沖擊力，可以達(dá)到更好的清除效果。清掃器出氣孔氣壓理論上不應(yīng)低于0.5 MPa。經(jīng)計(jì)算，寬度為1.2 m的膠帶，在正常情況下清掃器輸出壓力為0.7 MPa時(shí)，每小時(shí)消耗的壓縮氣體量約為4 m3，耗氣量在可接受的范圍內(nèi)。

車集選煤廠在跳汰機(jī)之后的產(chǎn)品膠帶上全部加裝了風(fēng)力清掃器，清掃效果顯著。膠帶下的粉煤量大大減少。以前每天須清理一次，且清理時(shí)現(xiàn)場(chǎng)空氣中煤塵量極大，改造后每月清理一次即可，而且對(duì)膠帶、滾筒的磨損也大大降低，極大的減輕了維護(hù)強(qiáng)度。

4.2 在主要產(chǎn)塵點(diǎn)使用濕式除塵器

濕式除塵器是一種基于空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、氣液傳動(dòng)等理論，分別利用慣性作用和水霧顆粒將空氣中的大小煤塵顆粒進(jìn)行針對(duì)性的一次脫除和二次脫除的設(shè)備，具有除塵凈化功率大、效率高、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)[8，9]。濕式除塵器還具有吸塵、除塵、凈化空氣的功能，同時(shí)也有排氣、排風(fēng)、通風(fēng)的功能，集凈化和通風(fēng)換氣于一體，凈化效率達(dá)90%以上，廣泛用于物料破碎、篩分、輸送、裝卸等場(chǎng)所的污染治理。相較袋式除塵器，濕式除塵器結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，安裝時(shí)可免去基礎(chǔ)工程，便于安裝、調(diào)試、維護(hù)，且除塵效率更高。此設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，要注意保持供水水管有水輸入。該設(shè)備用于凈化介質(zhì)的洗滌液可以循環(huán)使用，煤沉淀物等有價(jià)值的物質(zhì)可以回收再利用。

318號(hào)帶式輸送機(jī)機(jī)尾處的離心機(jī)出風(fēng)口由于內(nèi)部負(fù)壓造成附近空氣流動(dòng)速度快，煤塵量大，在此處安裝濕式除塵器后，能很好地吸收出風(fēng)口的煤塵，以前生產(chǎn)時(shí)空氣中彌漫的煤塵量大幅降低；121號(hào)帶式輸送機(jī)機(jī)尾處由于溜槽落差達(dá)到5 m以上，導(dǎo)致煤塵量較大，安裝濕式除塵器后，溜槽出口的煤塵濃度降至之前的20%以下。

4.3 采用噴霧降塵

噴霧降塵是一種新型的降塵技術(shù)，其原理是利用噴霧產(chǎn)生的微粒，由于其極其細(xì)小，表面張力基本為零，噴灑到空氣中能迅速吸附空氣中的各種大小灰塵顆粒，達(dá)到有效控塵的目的。該方法對(duì)大型開闊范圍的控塵降塵效果較好。由于是一種完全霧化效果，不會(huì)產(chǎn)生水滴和潮濕的情況[10]。

001號(hào)主井給煤機(jī)下料口、102號(hào)原煤振動(dòng)篩出料口等位置由于物料水分較低以及大塊矸石高頻率的碰撞，產(chǎn)生大量的煤塵，工人長(zhǎng)期在此崗位工作，對(duì)身體健康會(huì)產(chǎn)生很大的危害。車集選煤廠在這些位置安裝了噴霧除塵裝置，由礦井水塔(高25 m左右)提供水源，具有較高壓力的水源經(jīng)過(guò)噴嘴成霧狀噴出，與物料中騰起的灰塵結(jié)合，大大降低了煤塵濃度。

5 治理效果

車集選煤廠通過(guò)使用風(fēng)力清掃器代替?zhèn)鹘y(tǒng)清掃器，減少了膠帶下的粉煤量，從而避免了清掃時(shí)引起的煤塵二次污染；通過(guò)使用濕式除塵器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣流速大、煤塵治理難等場(chǎng)所煤塵的高效處理；通過(guò)噴霧除塵實(shí)現(xiàn)了物料水分低時(shí)的煤塵治理。詳見表2。

由表2可以看出，車集選煤廠采用風(fēng)力清掃器、濕式除塵器以及噴霧設(shè)備等措施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤塵的綜合治理，取得了顯著效果。001號(hào)給煤機(jī)下料口的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別由

之前的19.28 mg/m3、11.56 mg/m3降低到5.72 mg/m3、2.48 mg/m3；102號(hào)振動(dòng)篩下料口降低到了5.98 mg/m3、2.42 mg/m3；318號(hào)膠帶和121號(hào)帶式輸送機(jī)機(jī)尾的煤塵也得到了有效的控制。

表2 治理后生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度檢測(cè)結(jié)果