鍋爐房輸煤皮帶機區域粉塵治理技術研究

張沿超

（大同煤礦集團同發東周窯煤業有限公司水暖科，山西 大同 037000）

同煤集團同發東周窯礦的燃煤鍋爐承擔全煤礦的熱能供應。燃煤來自于本礦區，經破碎進入產品倉，通過膠帶輸送機進入燃燒區域。因為煤品為褐煤，水分含量低、易碎和運輸落差大等原因，在整個鍋爐房區域內產生大量粉塵，污染周邊環境，損害作業人員健康。經檢測，治理前鍋爐房區域內粉塵濃度為10mg/m3，其中小于10μm的可吸入性粉塵占到粉塵總量的0.11%～0.3%。傳統的除塵技術不適于現場且治理效果不明顯，因此對其采用干霧抑塵技術進行改造治理。

1 鍋爐房皮帶機運煤區域除塵現狀

東周窯礦燃煤鍋爐皮帶機輸煤區域主要采用負壓式除塵器進行粉塵的治理，引風機產生負壓，含塵氣體受大氣壓的作用沿管道進入除塵器內部，塵粒經聚合后進入水箱，污泥由除渣機排出或由其他裝置清出。長期以來，因多方面原因除塵效果不佳，皮帶機在工作過程中粉塵飛揚，造成了很大的污染，急需進行綜合治理。

目前國內除塵技術主要分為干式除塵和濕式除塵兩種。干式除塵對無組織粉塵排放治理效果較差，因為無法將所有含塵氣體吸入除塵室。濕式除塵由于水霧顆粒大，對5μm以下的粉塵治理效果很差，而且耗水量大，造成煤的水分增加和冬季結冰無法使用。公司經過調研選用秦皇島思泰意達科技發展有限公司生產的“態達”牌SLT-3C型干霧抑塵裝置用于鍋爐房皮帶機輸煤區域的抑塵。

2 干霧抑塵技術剖析

2.1 干霧抑塵技術及特點

干霧抑塵技術是在壓力的作用下，將水從特殊的噴頭噴出，形成微米級霧滴，在形成的霧池里捕集灰塵，實現抑塵的效果。該技術的核心優勢是能產生微米級的細霧，霧滴直徑在0～10μm，與粉塵大小相當。干霧抑塵技術的特點：（1）抑塵效果好，除塵效率在96%以上。在污染源頭，即起塵點進行粉塵噴霧治理，無二次污染。（2）耗水量少，物料濕度僅增加0.02%～0.05%，物料（煤）無熱值損失。適用于密閉或半密閉的空間，占地面積小，全自動控制，操作方便。

2.2 干霧抑塵原理

根據空氣動力學原理，含塵氣流繞過霧滴時，塵粒由于慣性會從繞流的氣流中偏離面與霧滴相撞被捕捉，即通過粉塵粒子與液滴的慣性相撞、攔截以及凝聚、擴散等作用實現捕捉，如圖1所示。

圖1 干霧抑塵原理示意圖

干霧抑塵粉塵被捕捉的概率與霧滴直徑、粉塵受力情況有關。水霧顆粒的粒徑越小，粒子之間的粘力就會越大。當水霧粒徑達到干霧級時就會結合變大，并逐漸沉降下來。

2.3 “態達”干霧抑塵裝置構成

“態達”SLT-3C型干霧抑塵裝置采用模塊化設計技術，由干霧機、螺桿式空氣壓縮機、儲氣罐、配電箱、水氣分配器/噴霧箱控制器、萬向節/噴霧箱噴霧器總成、水氣連接管線、電伴熱帶和控制信號線等主要部分組成。干霧機設有集成化編程的電控模塊實現自動化控制。螺桿式空氣壓縮機為干霧抑塵系統提供標準氣源，其采用微電腦智能監控系統，全自動化運行，親切的中英文人機界面，輕觸式按鍵，操作人員無須特殊培訓就可通過界面的文字提示輕松地對壓縮機運行狀態參數進行查詢，并可實現壓縮機手動、自動運行狀態的轉換。儲氣罐的作用是當螺桿式空氣壓縮機的排氣量不能滿足干霧機噴霧時的排量要求時，將壓縮機排出的壓縮空氣儲存起來備用。通過水氣分配器/噴霧箱控制器實現水、氣、電主管線與萬向節/噴霧箱噴霧器總成的連接，通過PLC控制實現各萬向節/噴霧箱噴霧器總成分別噴霧。該裝置能夠產生1～10μm的水霧顆粒，即利用壓縮空氣驅動聲波振蕩器通過高頻聲波將水高度霧化，再利用特殊噴頭結構二次將水霧霧化。將干霧箱布置在皮帶機輸煤系統的外四周，當皮帶機工作時通過壓縮空氣將干霧噴至落料點，使水霧顆粒與粉塵顆粒相互凝結包裹，利用自身重力下落到地面。

3 干霧抑塵裝置流程及實踐應用效果

3.1 干霧抑塵裝置流程圖

干霧抑塵裝置系統設計水壓為0.4～0.6MPa，氣壓為0.6～0.8MPa（可根據現場實際情況調節），連接噴霧、裝車站總耗氣量為8N?m/rain，耗水量為1.41t/h。其系統整體布置簡圖如圖2所示。

圖2 干霧抑塵裝置流程圖

3.2 干霧抑塵裝置在裝車站應用效果

當裝車溜煤槽置于車皮前段開始裝煤時，控制系統程序會自動根據設定的時間，對從皮帶運輸機上產生的煤塵進行噴霧處理。其現場噴霧過程效果圖如圖3所示。

圖3 現場噴霧過程效果圖

4 應用的效益分析及存在的不足

4.1 效益分析

東周窯礦的燃煤鍋爐皮帶機輸煤區域進行干霧抑塵技術工藝后，試運行情況比較穩定，環保檢測參數表明抑塵效果良好，其主要效益如下：（1）抑塵率高。通過現場檢測結果表明，鍋爐房區域內的粉塵治理成效比較好，除塵效率達到96%，治理后的粉塵濃度低于5mg/m3，治理效果達到了國家衛生標準，改善了鍋爐房區域周圍的空氣和作業環境，減少了職工職業病的發生，創造了較好的社會效益和經濟效益。（2）同傳統的水噴淋治理措施相對比，干霧抑塵裝置消耗的水量明顯減少了，物料濕度增重比小于0.02%，同時也就相應地降低了煤炭熱值量的損失。干霧抑塵裝置的使用將會減少鍋爐房燃煤的供應數量，產生相當的經濟效益。（3）干霧抑塵采用全自動控制操作，使用過程當中故障率非常低，工作穩定，節約了大量的人工，同時也節約了設備維修和管理費用。

4.2 需要改進之處

由于干霧抑塵裝置的噴霧箱安裝在皮帶運輸機廠房的四周，處于室外，干霧抑塵效果受氣流的影響較大并且容易干擾到周邊其他作業人員，還需要進行下一步的調整。

5 結語

粉塵是影響煤炭運輸安全和潔凈生產的主要因素，皮帶機輸煤系統的粉塵產生有其特殊性，干霧抑塵技術在皮帶機輸煤系統區域的粉塵治理方面表現優良。本文對同煤集團同發東周窯礦的燃煤鍋爐皮帶機輸煤區域進行了干霧抑塵技術的實踐應用研究，生產現場實踐效果表明干霧抑塵技術能有效地抑制鍋爐房區域內粉塵的排放擴散。本次抑塵技術改造是成功的，可以在煤礦其他粉塵的治理過程中加以推廣。