礦用皮帶滾筒摩擦試驗除塵裝置研究

趙峻漾

摘 要：在煤礦運輸設(shè)備阻燃輸送帶的安全性能檢測檢驗中，滾筒摩擦實驗結(jié)果是一項重要的判斷標準。在滾筒摩擦實驗過程中，由于滾筒和阻燃輸送帶間的持續(xù)摩擦，輸送帶因高溫會產(chǎn)生大量的一氧化碳、二氧化硫，燃燒不完全的氮氧化物，還有少量的多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)，并且會產(chǎn)生大量煙塵，對環(huán)境污染較大。為了避免這些有害物質(zhì)進入大氣環(huán)境中破壞生態(tài)平衡，也為了人們生活環(huán)境的健康發(fā)展，本文對螺旋環(huán)霧噴槽除塵裝置進行了研究，并提出了改進措施。

關(guān)鍵詞：滾筒摩擦試驗;螺旋環(huán)霧噴槽除塵裝置;改進措施

Abstract： In the inspection of the safety performance of the flame-retardant conveyor belt of the coal mine transportation equipment， the results of the drum friction test is an important criterion. In the process of cylinder friction experiment， due to the continuous friction between the cylinder and the flame-retardant conveyor belt， the conveyor belt will produce a large number of carbon monoxide， sulfur dioxide， incomplete combustion of nitrogen oxides， a small amount of polycyclic aromatic hydrocarbons and other carcinogens due to high temperature， and will produce a large number of smoke and dust， which will cause great environmental pollution. In order to prevent these harmful substances from entering the atmosphere and damaging the ecological balance， and for the healthy development of people's living environment， this paper studied the dust removal device of spiral ring fog spray tank， and put forward the improvement measures.

Keywords： roller friction test;dust removal device of spiral ring fog spray trough;improvement measures

《煤礦安全規(guī)程》2016版第三百七十四條第（一）條的規(guī)定：“采用非金屬聚合物制造的輸送帶、托輥和滾筒包膠材料等，其阻燃性能和抗靜電性能必須符合有關(guān)標準的規(guī)定?！盵1]其中，滾筒摩擦試驗是檢驗阻燃性能的一項重要指標，須符合《煤礦用織物整芯阻燃輸送帶標準》（MT 914—2008）標準。而在實際檢測檢驗過程中，滾筒摩擦試驗由于皮帶持續(xù)摩擦，高溫產(chǎn)生的煙塵對環(huán)境污染較大，而在環(huán)境對人類影響日益嚴峻的情況下，對工業(yè)及附屬企業(yè)產(chǎn)生煙塵的管控更加嚴格。因此，本文對礦用皮帶滾筒摩擦試驗螺旋環(huán)霧噴槽除塵裝置進行研究[2]。

1 螺旋環(huán)霧噴槽除塵裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

螺旋環(huán)霧噴槽除塵裝置主要由九部分組成，包括排氣風機、進水口、噴霧頭、煙道、螺旋管網(wǎng)、水箱、溢流孔、排污閥、排污管。具體如圖1所示。

1.2 工作原理

滾筒摩擦試驗過程中產(chǎn)生的煙塵由軸流排氣風機從滾筒摩擦試驗箱中送進煙道，螺旋管網(wǎng)一端堵死，另一端與供水裝置相連，在管路與水箱連接處有一水泵，通過管路向螺旋管網(wǎng)供水。水從各個噴霧頭噴出，在煙道里形成水噴霧，當煙塵從煙道通過時實現(xiàn)了一次凈化。煙道中的煙塵最后排入水箱，在水中凈化后排出干凈空氣。同時，噴霧凈化的煙塵水通過煙道流入水箱，可實現(xiàn)水的循環(huán)使用。水箱底部有排污管和排污閥，當水箱中有雜質(zhì)時可通過其排出，以免雜質(zhì)過多堵塞螺旋管路。水箱箱體設(shè)有溢流孔，水位過高時將自動排出，可以保證煙道進入水的深度，有效凈化煙塵及氣體。

2 除塵裝置的特點及改進措施

2.1 特點

該除塵裝置造價低廉，結(jié)構(gòu)簡單，管路鋪設(shè)比較靈活，可根據(jù)場地實際空間進行設(shè)計和改造，體積小，所占空間少，煙塵凈化效果好，材料消耗主要為電和自來水，并且水資源能實現(xiàn)循環(huán)利用，符合國家節(jié)能環(huán)保的要求。

2.2 改進措施

為了保障該除塵裝置穩(wěn)定工作，提高除塵效率，保證煙氣的有效凈化，提出以下四點改進措施，在實際應用中可以加以借鑒或者根據(jù)實際情況進行相應的技術(shù)改進。

2.2.1 裝置安裝設(shè)計。除塵裝置的煙道主要為鐵皮圍成的矩形或圓形管道，長度根據(jù)煙塵排放量的大小來設(shè)計安裝，一般為2～6 m。正常情況下，礦用皮帶滾筒摩擦試驗煙塵氣體排放量不大，可根據(jù)煙道截面積來增減煙道長度：如果根據(jù)現(xiàn)場空間大小所設(shè)計的煙道橫截面積較小，可以增加煙道長度;若煙道橫截面積較大，便可減少煙道長度。不論煙道長短，都要使煙道與水箱穩(wěn)定連接。

煙道的設(shè)計還需考慮一些物理因素。由于地球自西向東旋轉(zhuǎn)，在條件允許的情況下，盡量使?jié)L筒摩擦試驗機排煙口設(shè)置在東方，水箱在西方，煙塵徑直由東向西通過煙道，可以利用物體在地球自轉(zhuǎn)的慣性適度增快煙塵行進速度;另外可以使煙道由西向東傾斜一定角度，整體水箱處低，排風機處高的原則[3]。煙塵剛?cè)霟煹罆r溫度較高，集中在上部，可以高濃度通過螺旋管網(wǎng)噴霧降塵，又恰好利用重力水流順著煙道快速流入水箱，增加水霧凈化效率[4]。

另外在皮帶滾筒摩擦試驗工作量大、煙塵排放量高時，可在滾筒摩擦試驗機煙塵排放連接處并聯(lián)一組煙道，形成雙風機、水泵、螺旋管網(wǎng)凈化系統(tǒng)，更加高效地排除煙塵，如圖2所示。

2.2.2 增加氣體過濾材料。在除塵裝置實際工作中，螺旋管網(wǎng)水霧凈化煙塵較好，大量煙塵被水霧吸附，污水順延煙道壁流入水箱。但是，皮帶滾筒摩擦和燃燒試驗中還會產(chǎn)生一些不溶于水或者難溶于水的氣體，如CO、NO、芳烴物等，這些氣體隨著煙道進入水箱中，通過水箱排出進入大氣，對環(huán)境也會造成一定的污染，對人類健康造成危害。CO可以直接燃燒生成水和二氧化碳，但NO和其他有害氣體在正常條件下較難燃燒，不宜采用燃燒的方法去除有害氣體。因此，在此裝置中加入一些氣體過濾材料以過濾有害氣體[5-6]。

對于氣體過濾材料，生活中常用的吸附甲醛的有活性炭包、PP棉等，還有一些吸附性強的吸附材料，雖然過濾效果好，可達到99%以上，但價格昂貴、過濾速率慢、成本較高，不適用于本試驗。本試驗采用市場上性價比較高的PP棉和活性炭棉，其對吸附除塵裝置殘余的有毒有害氣體效果較好，且物價低廉[7]。氣體吸附材料不宜鋪設(shè)在煙道內(nèi)，否則將吸附大量煙塵造成材料浪費，可以將其鋪設(shè)在水箱水面上。在水面上用鐵絲搭一層篦網(wǎng)，距離水面1 cm左右，將PP棉鋪設(shè)在篦網(wǎng)上方，厚度為5 cm左右，然后在其上鋪設(shè)5 cm左右的活性炭棉，溢流孔在活性炭棉上方，若距離溢流孔還有距離，可以增加活性炭棉厚度至溢流孔處。

除塵裝置連接大氣末端增添氣體過濾材料，配合螺旋管網(wǎng)除塵裝置可實現(xiàn)煙塵氣體的高效凈化，達到除塵除氣、保護環(huán)境的目的。

2.2.3 氣體循環(huán)過濾方案。在螺旋管網(wǎng)水霧除塵裝置工作過程中，為了防止過濾不完全的有毒有害氣體進入大氣，可將其回收，重新導入皮帶滾筒摩擦試驗箱中，形成閉環(huán)系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3中箭頭方向為煙塵和氣體流動方向，滾筒摩擦試驗機產(chǎn)生的煙塵氣體經(jīng)過煙道螺旋管網(wǎng)過濾后進入水箱中，水箱是密閉的，水面浮出的氣體經(jīng)過管道重新進入滾筒摩擦試驗機。其中，不完全凈化的有毒有害氣體隨著新產(chǎn)出的煙塵氣體經(jīng)過抽風機抽入螺旋管網(wǎng)循環(huán)凈化，避免流入大氣，同時也消除了對滾筒摩擦試驗機箱內(nèi)部的負壓影響，保障皮帶滾筒摩擦試驗的正常進行。

2.2.4 污水處理方案。在螺旋管網(wǎng)除塵裝置實際工作運行中，無論是閉環(huán)式除塵還是開放式除塵，最終水箱中均會有很多煙塵沉淀的雜質(zhì)隨著水流排出水箱。這些含有雜質(zhì)的污水不宜直接排入生活廢水管道，有些氣體如二氧化硫、二氧化氮等易溶于水中，從而形成酸性污水，更不能直接反復使用（如灌溉植物、潑灑道路地面等）。因此，對污水進行處理后再排放也是比較重要的一項內(nèi)容。

對于污水處理，可以使用家用凈水器或者工業(yè)用凈水處理系統(tǒng)對污水進行初級處理[8]。選取造價低廉的活性炭或者吸附材料對接水箱排污管，污水從排污管道流出經(jīng)過吸附材料凈化過濾?；钚蕴繉儆趬A性過濾材料，可以將雜質(zhì)過濾，也可與酸性液體發(fā)生中和反應生成無機鹽和水。過濾后的水便可以進行工業(yè)污物清洗或者連接下水管路排放。由于該污水處理方案只是初級過濾，污水中大部分有害物質(zhì)未被過濾出，因此，不能作為生活用水。若需要達到飲用級別，還需要進行多重過濾，增設(shè)高級凈水處理系統(tǒng)，但成本較高，系統(tǒng)復雜，因此，不宜采用[9]。

3 結(jié)語

為保障工業(yè)生產(chǎn)符合國家節(jié)能環(huán)保的要求，本文對礦用阻燃輸送帶檢測檢驗項目中滾筒摩擦試驗的螺旋管網(wǎng)除塵裝置的原理進行了分析與研究，并對該裝置提出了改進措施，完善了該裝置的凈化氣體和煙塵系統(tǒng)，有效達到了節(jié)能減排的目的，遵循了保護環(huán)境的基本原則，符合國家倡導的建設(shè)資源節(jié)約和保護環(huán)境的方針政策，具有很高的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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[9]劉歡，趙曉麗.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)應用現(xiàn)狀及處理效果[J].化工管理，2020（3）：88-89.