煤礦多功能車尾氣治理

申 濤

(陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號煤礦，陜西 延安 727307)

0 引言

黃陵礦業(yè)一號煤礦自2012年7月實現無軌輔助運輸以來，多功能車、防爆無軌膠輪車、鏟車等廣泛應用于日常生產作業(yè)過程。實際使用期間，柴油防爆無軌膠輪車輛在促進高效生產作業(yè)的同時，排放尾氣現象也日趨嚴重，造成礦井空氣質量污染嚴重，對作業(yè)人員身體健康產生重大威脅。該礦通過采用添加柴油保護劑和安裝尾氣后處理裝置，有效降低了車輛尾氣排放量。

1 尾氣治理的必要性及治理途徑

1.1 尾氣治理的必要性

尾氣危害：隨著煤礦無軌化運輸的普及與推廣，防爆無軌膠輪車作為物料、設備運輸的主要工具，在煤礦日常的生產經營過程中發(fā)揮著重要的作用并且占有比重越來越大。車輛在正常運行過程中排放出大量的尾氣，而排放的尾氣中含有一氧化碳、氮氧化物以及對人體產生不良影響的其他一些固體懸浮顆粒，對人體的危害很大。同時，其與水體結合生成強酸，對生產系統(tǒng)設備造成銹蝕破壞。此外，尾氣與各種材料發(fā)生化學反應生成大量有毒物質，滲入地下水層后，直接污染水資源。

環(huán)保形勢：礦井防爆無軌膠輪車尾氣排放是大氣污染的重要來源，在陜西、山西、內蒙古、寧夏、甘肅、新疆等主要產煤省份的現代化礦井污染更為嚴重。依據《中共中央國務院關于加快推進生態(tài)文明建設的意見》的總體要求“全面促進資源節(jié)約利用，加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護力度，大力推廣綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，弘揚生態(tài)文化，倡導綠色生活”思路，明確了煤礦環(huán)保治理工作的力度，尾氣治理必然成為環(huán)保工作的重中之重。

1.2 尾氣治理途徑

隨著煤礦防爆無軌膠輪車的普及應用，礦井通風系統(tǒng)無法與不斷增大的尾氣排放相抗衡，因此，唯有從車輛本身尋找應對措施。經過近年來國家對環(huán)境保護的日趨重視，尾氣治理工作雖然取得了較大進展，但并不能徹底消除。在柴油防爆無軌膠輪車廣泛應用的礦井，通過改善動力裝置和燃油質量，采用廢氣凈化技術處理達到減少污染的目的。黃陵一號煤礦通過采用添加柴油保護劑和安裝尾氣后處理裝置的舉措，有力推進了防爆車輛尾氣治理工作的有序進行。

2 柴油保護劑應用介紹

一號煤礦現使用的柴油保護劑由西安倍佳化工科技有限公司生產加工，其主要包括UEK發(fā)動機油抗磨潤滑劑、EK柴油節(jié)能劑和EK310G齒輪油高效抗磨復合劑。其工作原理為：產品中含有使燃油充分燃燒的十六烷值，提高燃燒值，因為燃油燃燒不充分也會增加排放量；根據國家規(guī)定，目前使用的普通柴油為了降低排放量污染，都會進行脫硫，脫硫之后的油，排放量雖然降低，但是潤滑作用也大大降低，本保護劑中的邊界潤滑劑增加了潤滑效應，減少磨損，清洗噴油嘴，也能達到減少排放量的作用。

UEK發(fā)動機油抗磨潤滑劑容量有20 L/桶和1 L/瓶2種，使用時按照發(fā)動機油量3%～5%比例添加。EK柴油節(jié)能劑容量為80 mL/瓶，使用量為80 L柴油添加1瓶。EK310G齒輪油高效抗磨復合劑容量有1 L/瓶和20 L/桶2種，使用比例為油品的3%～5%。

2.1 UEK發(fā)動機油抗磨潤滑劑

產品優(yōu)勢：①減少磨損85%以上；②提升動力17%以上；③降低噪音15%以上；④減少尾氣排放8%～15%；⑤節(jié)省燃油消耗8%～20%；⑥延長出現異常磨損顆粒的時間1 000 h以上；⑦延長發(fā)動機使用壽命1倍以上。

使用說明：①按發(fā)動機油量3%～5%比例添加；②適用各種汽，柴油發(fā)動機和LPG發(fā)動機及其它機械設備。

2.2 EK柴油節(jié)能劑

產品功能：節(jié)能劑主要為降低柴油的凝點，提高柴油燃燒值，提高柴油清洗、潤滑功能。

產品優(yōu)勢：①節(jié)省燃油8%～20%以上；②增強機械動力8%以上；③降低凝點14℃；④減少尾氣和有害物體的排放8%～15%以上；⑤清洗燃油系統(tǒng)，清除積碳，延長油嘴、油泵壽命；⑥啟動容易、降低發(fā)動機噪音；⑦清洗柴油過濾器，提高燃油燃燒值。

2.3 EK310G齒輪油高效抗磨復合劑

工作原理：高效抗磨復合劑適用于中重負荷工業(yè)齒輪油的調配。其主要是在金屬表面形成高強度保護膜，該層微膜可承載3.572 T/cm2的壓力，在兩個金屬接觸時油膜之間相互摩擦，代替金屬與金屬間直接摩擦，解決金屬部件間在高極壓狀態(tài)下相互運動易產生嚴重磨損的難題，明顯降低溫度和噪音，減少齒輪銹蝕。

產品優(yōu)勢：①滿足各類氣候條件下工作要求；②超強的承載能力，可承受3.572 T/cm2的壓力(減少85%的磨損)；③明顯降低工作溫度和噪音；④優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和氧化安定性，有效減少齒輪銹蝕；⑤減少能耗，提高動力17%以上；⑥有效抑制微點蝕，延長齒輪傳動系統(tǒng)壽命；⑦提高設備使用率。

3 尾氣后處理裝置應用介紹

3.1 技術方案

通過采用重慶凱瑞偉柯斯環(huán)?？萍加邢薰狙邪l(fā)的尾氣后處理裝置，主要是將多功能車發(fā)動機排氣支管與廢氣處理箱之間的波紋管直接改為尾氣后處理裝置，并預先在8#WJ-7FB鏟運車上安裝試用。其采用DOC+POC/DPF被動單降方案對尾氣中的固體顆粒、一氧化碳等進行搜集過濾的尾氣后處理裝置。

DOC的作用：將CO、HC和SOC氧化為CO2和H2O，部分NO氧化為N2。

POC/DPF的作用：顆粒鋪搜器(DPF)為壁流式結構，POC/DPF為內部涂敷有保護劑的DPF。DPF通過收集碳煙顆粒，降低排放，并在一定條件下將收集的顆粒物氧化或燃燒成CO2。

預計改裝后排放效果：CO≥80%；THC≥80%；PM≥95%；PN≥95%；煙度≤0.5。

3.2 改裝優(yōu)勢

與原機防爆系統(tǒng)串聯，不改變原機的防爆結構，更加安全；采用波紋管連接，安裝維護方便；不改變被壓，不影響原車動力；性能穩(wěn)定，使用壽命長；兼容性強，適用于大部門礦用車型；在線實時監(jiān)控，自動預警功能(選配)。

4 實際使用

4.1 未安裝發(fā)動機尾氣后處理裝置

2019年12月5日，由陜西環(huán)境監(jiān)測技術服務咨詢中心在未安裝尾氣后處理裝置前，采用“自由加速不透光煙度法”對8#鏟運機尾氣進行了3次檢測，其結果為0.38，具體檢測結果見表1。

表1 未安裝發(fā)動機尾氣后處理裝置檢測結果

4.2 安裝發(fā)動機尾氣后處理裝置

2019年12月7日，經作業(yè)人員在8#多功能車安裝尾氣后處理裝置后，由陜西環(huán)境監(jiān)測技術服務咨詢中心通過“自由加速不透光煙度法”再次進行了尾氣檢測，結果見表2。

表2 安裝發(fā)動機尾氣后處理裝置后檢測結果

為了確認和保證尾氣后處理裝置的使用效果，由一號煤礦和凱瑞偉柯斯公司共同決定在車輛使用200 h后再次檢測尾氣排放量。該次檢測時間為2019年12月17日，檢測方法同樣采用“自由加速不透光煙度法”。檢測結果見表3。

表3 安裝發(fā)動機尾氣后處理裝置200 h后檢測結果

通過對比3次檢測結果發(fā)現尾氣測量值呈下降趨勢。經過8#鏟運機在井下現場長時間的試用，尾氣排放大大減少，作業(yè)現場空氣質量確實大為改善。

5 結語

黃陵礦業(yè)一號煤礦致力于礦井宏觀環(huán)境改善，通過在多功能車使用的柴油中添加發(fā)動機油抗磨潤滑劑、柴油節(jié)能劑和齒輪油高效抗磨復合劑以及將多功能車發(fā)動機排氣支管與廢氣處理箱之間的波紋管改為尾氣后處理裝置的方法，大大降低尾氣排放量，有效促進礦井空氣質量的改善，保護作業(yè)人員身體健康，為礦井油脂類無軌膠輪車尾氣治理提供了實踐依據。