微霧除塵技術(shù)的研發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張華峰

摘 要：本文主要介紹了微霧除塵用于煤礦在破碎過程中，產(chǎn)生的大量煤塵，對(duì)人和空氣造成危害的難題，為了解決煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)中在破碎、篩分、配煤過程中粉塵、揚(yáng)塵的抑制問題，我們通過多方考察、調(diào)研，并根據(jù)工程需要研制開發(fā)了煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)微霧除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能夠有效抑制破碎、篩分、配煤過程中產(chǎn)生的粉塵、揚(yáng)塵。

關(guān)鍵詞：微霧；聲波震蕩器；PLC程序控制

中圖分類號(hào)：X964 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 國內(nèi)外相關(guān)科學(xué)研究發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢(shì)

在選煤過程中由于將煤塊破碎而產(chǎn)生的大量煤塵，這些即時(shí)工人帶有防護(hù)（灰塵）口罩，由于煤塵粒度較小，極易造成人員吸入身體內(nèi)，嚴(yán)重危害工人的身體健康，對(duì)周圍環(huán)境造成污染，另一方面，粉塵濃度過高潛伏著爆炸的危險(xiǎn)，懸浮的煤塵也是造成煤礦煤塵爆炸的主要原因之一。為了解決煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)中在破碎、篩分、配煤過程中粉塵、揚(yáng)塵的抑制問題，我們通過多方考察、調(diào)研，并根據(jù)工程需要研制開發(fā)了煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)微霧除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，能夠有效抑制破碎、篩分、配煤過程中產(chǎn)生的粉塵、揚(yáng)塵。微霧除塵

2 微霧除塵技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)及原理

以中聯(lián)潤世新疆煤業(yè)有限公司地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)為例，根據(jù)我們實(shí)地的考察、網(wǎng)上資料、和調(diào)研結(jié)果，結(jié)合該礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)際情況，我們針對(duì)性做出以下設(shè)計(jì)：

（1）系統(tǒng)采用PLC程序控制，通過檢測(cè)汽車卸車信號(hào)和物流傳感器信號(hào)自動(dòng)投入運(yùn)行。

（2）具有RS-485通信協(xié)議，可反饋噴霧、停止噴霧、過濾器堵塞、電伴熱帶工作、氣壓低、水壓低、系統(tǒng)自動(dòng)/手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)。

（3）集中控制系統(tǒng)將微霧抑塵機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)地面生產(chǎn)設(shè)備的控制信號(hào)聯(lián)動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn)集中控制。

（4）微霧抑塵控制可實(shí)現(xiàn)就地、自動(dòng)、遠(yuǎn)程3種控制模式。通過PLC設(shè)置接口修改噴霧周期及管道吹掃時(shí)間等。就地控制模式時(shí)，通過就地按鈕進(jìn)行啟停控制，每個(gè)水氣分配器對(duì)應(yīng)一個(gè)就地按鈕。系統(tǒng)應(yīng)配有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)以及遠(yuǎn)程/就地選擇開關(guān)，并分別提供開關(guān)位置信號(hào)給集中控系統(tǒng)。

（5）物流傳感器選用為進(jìn)口傳感器，傳感器必須防塵、防水，防護(hù)等級(jí)IP65。

（6）微霧抑塵裝置具備向遠(yuǎn)方反饋系統(tǒng)內(nèi)部各種報(bào)警及運(yùn)行信號(hào)的功能（包括開機(jī)、關(guān)機(jī)、電伴熱帶工作、過濾器堵塞、氣壓低、水壓低、微霧抑塵裝置自動(dòng)/手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)指示等信號(hào)）。

（7）微霧抑塵裝置需要具備防止物料撞擊噴嘴、噴嘴自凈、自動(dòng)反沖洗過濾、自動(dòng)吹掃排水，供水、供氣管道及其他附屬設(shè)施均配置電伴熱帶加熱及保溫防凍等功能。

（8）反沖洗過濾器殼體材質(zhì)為碳鋼，其過濾濾芯、濾框、濾網(wǎng)等均為不銹鋼材質(zhì)，過濾器連接形式為法蘭連接，密封件材質(zhì)為耐油石棉、丁腈橡膠、聚四氟乙烯。最大流量：大于10m?/h，耐壓等級(jí)1.6MPa，精度為100um，且具有自動(dòng)清洗排污功能。

（9）每套系統(tǒng)配置的接線箱、控制箱和控制柜等，應(yīng)采用碳鋼噴塑材質(zhì)箱（柜）體。低壓電控箱和電動(dòng)機(jī)進(jìn)線口應(yīng)采用防爆電纜密封頭，不銹鋼材質(zhì)。

（10）管道的連接，除與設(shè)備及附件連接采用法蘭或絲扣連接外，其余均采用焊接連接。

（11）防腐：對(duì)所有結(jié)構(gòu)件進(jìn)行噴砂除銹防腐處理，兩遍底漆，兩遍面漆。

2.1 微霧除塵技術(shù)的原理

國內(nèi)煤礦的每塊或散煤從井下運(yùn)輸?shù)降孛婧螅M(jìn)行選分處理，將煤塊按規(guī)格大小進(jìn)行分類，對(duì)較大的煤塊（煤炭）進(jìn)行破碎、篩分作業(yè)是將大塊煤炭破碎后，再進(jìn)行洗選處理，煤塊在破碎的過程中，易產(chǎn)生大量的煤塵，懸浮在空中，在此工位點(diǎn)加裝微霧除塵裝置有效解決煤塵問題。

當(dāng)物料轉(zhuǎn)運(yùn)、卸料作業(yè)時(shí)，作業(yè)之前開啟噴霧系統(tǒng)。電控系統(tǒng)自動(dòng)打開電磁閥、控制器，將空氣、水輸送到各塵點(diǎn)的上方，由特制的超聲波霧化噴嘴霧化除塵噴嘴噴出成千上萬的1μm～10μm的水霧，水霧均勻噴射在起塵處，使附近充滿水霧，持續(xù)噴霧30s。霧珠能附著在粉塵之上，粉塵顆粒聚成團(tuán)后沉降，直至將粉塵完全抑制在其中。

微霧除塵系統(tǒng)是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的聲波震蕩器，通過高頻聲波將水高度霧化，從而形成上千上萬個(gè)1μm～10μm大小的水霧顆粒。壓縮氣流通過噴頭共振室將水霧顆粒以柔軟低速的霧狀方式噴射到粉塵發(fā)生點(diǎn)，粉塵聚結(jié)而墜落，達(dá)到除塵目的。噴霧除塵相比傳統(tǒng)的粉塵治理方式（布袋式等）噴霧霧除塵是理想的粉塵治理方式，其優(yōu)勢(shì)不僅在于低廉的造價(jià)、控制簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，而且除塵效果顯著、低能耗、穩(wěn)定性更是其他除塵方式所不能比擬的，特別是無須收集和輸送含塵氣體，省去了收塵罩、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管等裝置設(shè)備，更不會(huì)造成二次污染。

2.2 微霧除塵裝置基本參數(shù)（表1）

3 技術(shù)推廣應(yīng)用

我公司在前期針對(duì)煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)物料在裝卸、運(yùn)轉(zhuǎn)、破碎、篩分、混合和清掃等過程中粉塵的產(chǎn)生和擴(kuò)散進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研和方案討論基礎(chǔ)上，于2016年底，系統(tǒng)投入運(yùn)行至今。經(jīng)過一年多的生產(chǎn)運(yùn)行，圓滿地完成了各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容。取得如下成果：

（1）微霧除塵系統(tǒng)在起塵點(diǎn)，粉塵點(diǎn)噴霧，源頭除塵，效率高除塵效果顯著、低能耗、穩(wěn)定性好，特別是無須收集和輸送含塵氣體，省去了收塵罩、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管等裝置設(shè)備，更不會(huì)造成二次污染。

（2）微霧除塵系統(tǒng)在煤礦地面成品煤生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地抑制了破碎、篩分、配煤過程中產(chǎn)生的粉塵、揚(yáng)塵，降低了粉塵對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的危害，確保了從業(yè)人員的生命健康和預(yù)防事故的發(fā)生，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)安全效益。

參考文獻(xiàn)

[1]龔順鎰.工業(yè)控自自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]胡傳鼎.通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.