皮帶機落料（煤）粉塵綜合治理方法探析

劉 生

（沈陽市化工學校，遼寧沈陽 110122）

0 引言

備煤系統設備包括給煤機、輸送機、環錘式碎煤機、篩分設備、提升機、除渣機、除鐵器、倉壁振動器、電液動（可變槽角）犁式卸料器、輔機、三通擋板、除塵系統、噴淋系統等。西北地區多產褐煤，褐煤易破碎、初始煤塵量大、黏性大，附著力強，結塵速度快，生產過程中揚塵十分嚴重。現有除塵方式基本上為動力除塵（布袋除塵）、無動力除塵、濕法除塵（蒸汽除塵、水除塵）。

1 現有除塵方式

1.1 布袋除塵

布袋除塵是最傳統、最有效的一種除塵方法。布袋除塵器是過濾式除塵的一種應用方式，是一種干式高效除塵器，廣泛應用于鋼廠、電廠、煤礦和煤化工工廠等。布袋除塵器的結構包括布袋系統、風機系統和附屬系統。布袋系統主要包括收集器筒體、布袋、布袋支撐架、灰斗、卸灰閥、布袋反吹系統等。

布袋收集器筒體是布袋的存放和容納空間，一般由碳鋼制造，根據工藝需要可以制造成2～15 m3的圓形儲罐。布袋通過支撐架固定在收集器筒體內，一般由耐火耐磨材料制成，如不銹鋼絲網、燒結網、耐火纖維網等，具有較高的孔隙率。布袋是粉塵氣體的流經通道，高速粉塵的沖刷作用十分明顯，因此要求布袋材料必須具有高的耐磨性。經由摩擦沖擊造成快速磨損，因此要求布袋除塵器設計上要考慮更換布袋的時效性。灰斗是儲存灰粉的場所，經過布袋過濾下來的灰粉沉積在灰斗內部，存滿后經卸灰閥卸到外界，或裝車拉走，或供其他工藝需要。布袋反吹系統是根據布袋運行時掛灰多少來進行工作的，一般反吹靠布袋前后壓差控制，或設置成時間控制。風機系統提供粉塵流體運行的動力，通過管道把各部分連接在一起。

布袋除塵效果較好，但投入較大，綜合核算一個落料點投資在3～5 萬元，并且運行維護費用超高。一條20～30個落料點的輸煤系統，設備造價達到200～300 萬元。布袋運行主要維護點在于布袋磨損較快，磨損后基本不具備維修價值，更換所需的時間和資金成本較高。以1 個10 m3的布袋除塵器為例，更換布袋需要的合格人工數可達到20～30 人工，更換一次布袋費用可達到8～10 萬元。一個生產周期3～6 個月，布袋磨損后更換費用以上例來說一年需要30～40 萬，費用相當高，一般的企業應用時都會謹慎考慮。

1.2 無動力除塵

無動力除塵是空氣動力學原理的一種應用，通過煙囪效應達到粉塵的自動循環。利用導料槽、上升管和皮帶形成的封閉空間，讓粉塵往復循環，并且在皮帶軸向上設置多個阻尼緩沖箱，逐步降塵、抑塵。該理論是在完全理想的條件下才可能實現，由于受現場空間、設備制造的精度和密封嚴密性等條件限制，單一的無動力除塵無法滿足現場的實際要求。實際上，無動力除塵除下來的粉塵，還是停留在皮帶運輸系統當中，每經歷過一次倒運和轉運，這些粉塵又參與循環之中。因此，實際生產運行中，單獨依靠無動力除塵就把粉塵治理好，是不容易實現的課題。

1.3 濕法除塵

水、蒸汽、水霧等除塵方法都是將水加到物料上，這樣有兩個作用，一是抑制上部揚起的塵，二是增加煤料的水分。雖然除塵效果明顯，但是導致物料含水量升高，直接影響皮帶機、篩分機等設備運行，還嚴重影響后續工藝指標的水分含量。這種方法水加少了沒有效果，加多了有效果卻影響后續一系列工作。

2 備煤系統除塵解決方案

綜上所述，布袋除塵投資運行維護費用較高；無動力除塵單獨使用，除塵效果不大；濕法除塵效果好，但蒸汽和水進入系統過多，一方面容易引起皮帶機跑偏打滑，另一方面又不符合下游工藝處理的工藝指標，因此備煤車間濕法除塵不能將閥門全部打開，所以現場除塵效果不好。通過對生產現場除塵的學習和調研，認為干法除塵中的無動力除塵和濕法除塵配合，再以阻尼箱除塵為輔助，既投資少，又可以有效解決現有的問題。

2.1 工藝原流程

（1）機尾落料溜槽：機尾落料溜槽是上一道工序所來的原煤流經的通道，可以是皮帶機機頭落料，也可以是篩分機的下料口等，溜槽將物料導流到下面皮帶上，溜槽的角度一般控制在45°～60°。角度大了物料對皮帶沖擊力加大，容易造成皮帶機運行跑偏等故障；角度小了，物料下滑受到影響。

（2）除塵罩：在皮帶上用鐵板圍成的封閉空間，煤粉氣流被限制在此處。

（3）集塵罩：在除塵罩上加設的一個下截面大、上截面小的變徑管，起到煙囪效應，引導煤粉氣流進入回流管。

（4）回流管：煤粉氣流回流通道。

（5）檢修口：在回流管上開設多個檢修口，用于回流管橫截面堵塞時清理使用。

（6）阻尼箱防塵簾：用橡膠皮等材料制作，每個阻尼箱配置3～4 道簾子，高度由高到低排列，逐級熄滅掉進入阻尼箱里面的粉塵氣流，粉塵氣流里面的固體粉塵被截住，落到下面皮帶上。

（7）水管道：噴水點路由，管道起始端加閥門控制。水管道上在密封罩內部分斜向下45°方向開孔，用于噴水使用。

（8）蒸汽管道：噴蒸汽點路由，管道起始端加閥門控制。蒸汽管道上在密封罩內部分斜向下45°方向開孔，用于噴蒸汽使用。

原料煤順著溜槽落下，在下落的過程中由于碰撞和沖擊，產生大量的煤粉與粉塵，大約占總量的1%，這部分粉塵若不治理，則四處外溢，影響安全和后續生產。產生的粉塵第一步經過無動力除塵處理；第二步經過濕法除塵處理；第三步經過阻尼箱除塵處理；粉塵處理量達到90%以上，滿足使用要求（圖1）。

圖1 無動力綜合除塵煤塵流向

2.2 無動力除塵應用

運用空氣動力學原理，采用壓力平衡和閉環流通方式，物料在跌落時會產生大量的負壓氣流，粉塵在負壓氣流的引導下，在密閉空間內循環運動，撞擊溜槽壁板，直線運動變為曲線運動，降低自身的勢能，在重力的作用下沉降，無須附加任何動力設施。

物料從頭部漏斗落入下段皮帶產生的粉塵，在落料點處釋放，落料點是由除塵罩、機尾擋塵簾、防溢裙板和皮帶封閉住的空間。一部分含塵氣流（50%～60%）在氣流負壓作用下進入，經集塵罩收集，順著回流管流至溜槽內，這部分粉塵一方面與下行的煤料撞擊沉降，另一方面又參與往復循環。

2.3 濕法除塵應用

含塵氣流沿著除塵罩軸向方向前進，蒸汽除塵與水除塵適量開啟，粉塵受加濕作用重力沉降。水除塵與蒸汽除塵要根據現場實際情況反復調整，達到最好的工況，既節省資源，除塵效果又好。密封罩內的水除塵管道可以開孔Φ1～2 mm，直接淋水；也可以采用成品的水霧噴頭，特別是近幾年發展的螺線式水霧噴頭，噴淋效果更好。水霧噴頭對水的霧化效果好，既可以節省水資源，又能有效捕捉煤粉顆粒；但是由于孔徑較細小，容易堵塞。該噴頭一般安裝在除塵罩上部，接口采用螺紋式連接，堵塞后清理比較方便。現場在實際安裝時，一般在噴頭附近的除塵罩上開設檢修孔，或這部分集氣罩做成可以拆卸的法蘭連接，以方便檢修水霧噴頭。含塵氣流同時撞擊阻尼箱的擋塵簾依次沉降。經過多次蒸汽噴淋的重力作用和阻尼箱的阻擋作用，煤料的含塵氣流降為5%～10%（估算值）。

阻尼箱門簾可以采用廢舊皮帶、帆布等易得材料制作，減少投資費用，經濟節約。阻尼門簾的高度做好級差，每級級差為100～150 mm 為宜，門簾個數以3～4 個為宜。阻尼箱在皮帶軸向上盡可能多地設置，只要空間上滿足即可，這樣除塵的效果會更好。

2.4 除塵費用

機尾無動力除塵加上阻尼除塵和濕法除塵費用估算：每個單點所需費用為布袋除塵的1/10 左右，與布袋除塵相比，效費比更高。

3 結論

總體上看，無動力除塵和濕法除塵配合，以阻尼箱除塵為輔助，是一套行之有效的解決輸煤線粉塵問題的方案：①布袋除塵投資多，維護費用較高，效費比較低；②無動力除塵配合使用，能收到較好的效果；③濕法除塵配合使用，能控制蒸汽與水分的加入量，保證設備的平穩運行與工藝指標的穩定。這種方法既投資較少，又經濟實用，是備煤輸煤線上除塵的優選方案。