洗煤廠原煤車間粉塵污染治理技術(shù)研究

安燕燕

（霍州煤電集團白龍洗煤廠安全科，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團白龍洗煤廠是一座設(shè)計原煤入洗能力600萬t/年，系統(tǒng)配置能夠滿足1000萬t/年生產(chǎn)需要的特大型煉焦煤洗煤廠。洗煤廠原煤車間主要負責將主井生產(chǎn)的原煤進行篩分和破碎，煤炭經(jīng)過多次分配、分級、破碎和轉(zhuǎn)移，各環(huán)節(jié)均有大量粉塵產(chǎn)生，給現(xiàn)場作業(yè)的工人安全生產(chǎn)及身體健康造成了極大的威脅。經(jīng)現(xiàn)場測量，洗煤廠原煤車間皮帶運輸及轉(zhuǎn)載主要產(chǎn)塵點粉塵濃度高達90mg/m3。因此，研究皮帶運輸及轉(zhuǎn)載過程中粉塵的運動規(guī)律、擴散機理和濃度分布，探索防塵、控塵、除塵的新工藝、新設(shè)備、新方法，降低粉塵濃度，改善現(xiàn)場工人的作業(yè)環(huán)境，具有十分重大的現(xiàn)實意義。

1 白龍洗煤廠原煤車間概況

白龍洗煤廠原煤車間長35m，寬度25m，高度37.03m，共分7層，按工藝要求，各條皮帶及設(shè)備分布其中。白龍洗煤廠原煤進入后要經(jīng)過一次分流、一次篩分、一次破碎、6次轉(zhuǎn)運，其間產(chǎn)生塵源點有20余個，最大落差7.5m，平均落差4m。洗煤廠的工藝設(shè)計使得原煤車間的粉塵濃度過高成為必然，經(jīng)現(xiàn)場測量19個產(chǎn)塵點煤塵平均濃度56.2mg/m3，最高達90mg/m3。煤塵會對生產(chǎn)安全造成危害，因此急需對其進行治理。

2 工藝設(shè)計優(yōu)化

2.1 除塵方案選擇

從白龍洗煤廠的生產(chǎn)實況和經(jīng)濟角度衡量，考慮采用改進型的自激式濕式除塵器作為該原煤車間實際使用的除塵設(shè)備，以期獲得較好的除塵效果。

考慮到廠房內(nèi)煤塵較為潮濕，不宜采用袋式除塵器；同時由于靜電除塵器對粉塵性質(zhì)要求較高，也不宜采用；旋風除塵效率較低，通常除塵效率只有75%，無法有效改善廠房的作業(yè)環(huán)境；文丘里除塵器由于除塵效率較高，一般能達到90%以上，基本滿足排放要求，且其投資低、維護簡單，但其除塵效果受供水壓力影響大；沖擊式除塵器既有文丘里除塵器的優(yōu)點同時又不受供水條件影響，綜合考慮，決定采用沖擊式除塵器作為通風除塵系統(tǒng)的除塵器進行施工。

表1 洗煤廠除塵方案比較表

2.2 篩分機、破碎機除塵方案設(shè)計

原煤車間將中篩上確定為密閉收塵控制點，除塵系統(tǒng)采用即密閉收塵-除塵器凈化-引風機對空排放。破碎機是洗煤廠破碎大塊煤的主要設(shè)備，共有破碎機4臺。破碎機工作時產(chǎn)生大量粉塵，是洗煤廠重點治理對象，采取對破碎機進行全封閉措施控制塵源，同時在其上分別安裝一套除塵系統(tǒng)，利用集風罩和風管將粉塵引至除塵器，經(jīng)除塵器處理后的清潔空氣通過風機排至室外。

2.3 皮帶機除塵方案設(shè)計

原煤車間共有皮帶機10條，總長度220余米，其中最長的皮帶機26m，最短的皮帶機5.4m，帶速最低0.8m/s，最高3.15m/s。因上述皮帶設(shè)備全部都是在車間內(nèi)進行布置生產(chǎn)，因此導(dǎo)致輸煤膠帶系統(tǒng)的粉塵濃度非常高，污染嚴重，是重點治理對象。針對皮帶機輸煤膠帶系統(tǒng)的治理主要是采取塵源點密閉、消除正壓、負壓引導(dǎo)的設(shè)計方案。通過2008皮帶機進行實施操作說明，2008皮帶機全長18.65m，上方有下料溜槽3處。治理方法：在皮帶機上設(shè)計45#碳素鋼矩形導(dǎo)料槽約15m，在矩形導(dǎo)料槽的頭、尾兩端裝設(shè)噴霧裝置。導(dǎo)料槽長度的合理設(shè)計，讓大粒徑粉塵通過自然沉降回落到輸送膠帶上，細微粒徑的粉塵通過除塵器過濾，減輕除塵器的工作壓力。同時增加3處集塵罩，通過風管利用自激式除塵器對粉塵進行處理，利用風機做動力將處理合格的空氣排出室外。

2.4 除塵設(shè)備選型

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計計算要求，共需19套除塵風機，除塵機組選型如下：5000m3/h自激式濕式除塵器11臺，除塵器的處理風量為5000m3/h，除塵器的阻力為1000Pa。8000m3/h自激式濕式除塵器5臺，除塵器的處理風量為8000m3/h，除塵器的阻力為1200Pa。15000m3/h自激式濕式除塵器3臺，除塵器的處理風量為15000m3/h，除塵器的阻力為1500Pa。

根據(jù)除塵系統(tǒng)總風量及總阻力損失的要求，選用4-72№4A型離心風機，處理風量為4012～7419m3/h，風壓為1320～2014Pa，配套電機為Y132S-2 N=7.5kW、380V；選用4-73№4.5C型離心風機，處理風量為5800～10500m3/h，風壓為1421～2450Pa，配套電機為160M-4 N=11kW、380V；選用4-72№6C型離心風機，處理風量為10314～20628m3/h，風壓為1733～2734Pa，配套電機為Y160L-4 N=15kW、380V；每套系統(tǒng)配1臺風機配套電氣控制柜。

3 除塵系統(tǒng)運行效果

改造前后對各條皮帶機、刮板機、分級篩及破碎機工作空間的粉塵濃度進行了對比測定，測定數(shù)據(jù)見表2所示。通過工程實施后的跟蹤測試結(jié)果可知，白龍洗煤廠原煤車間各生產(chǎn)環(huán)節(jié)作業(yè)空間的粉塵濃度較治理之前平均下降了93.9%，均達到了粉塵治理標準的要求。

表2 改造前后部分轉(zhuǎn)載點粉塵濃度測試數(shù)據(jù)

4 推廣應(yīng)用及效益情況

白龍洗煤廠原煤車間粉塵污染具有相當?shù)膹V泛性和普遍性，項目的成功實施，不僅解決了原煤車間粉塵大的問題，改善了廠房內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境，保護了工人健康，而且有效減少了通過擴散進入礦區(qū)大氣中的粉塵含量，降低了對周圍環(huán)境的污染，同時為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，也給同類型洗煤廠原煤車間粉塵污染治理提供了參考。