微霧除塵技術的研發設計與應用

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，產生的大量煤塵，對人和空氣造成危害的難題，為了解決煤礦地面成品煤生產系統中在破碎、篩分、配煤過程中粉塵、揚塵的抑制問題，我們通過多方考察、調研，并根據工程需要研制開發了煤礦地面成品煤生產系統微霧除塵系統，該系統結構簡單，自動化程度高，能夠有效抑制破碎、篩分、配煤過程中產生的粉塵、揚塵。

關鍵詞：微霧；聲波震蕩器；PLC程序控制

中圖分類號：X964 文獻標志碼：A

1 國內外相關科學研究發展現狀、存在問題及發展趨勢

在選煤過程中由于將煤塊破碎而產生的大量煤塵，這些即時工人帶有防護（灰塵）口罩，由于煤塵粒度較小，極易造成人員吸入身體內，嚴重危害工人的身體健康，對周圍環境造成污染，另一方面，粉塵濃度過高潛伏著爆炸的危險，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系統中在破碎、篩分、配煤過程中粉塵、揚塵的抑制問題，我們通過多方考察、調研，并根據工程需要研制開發了煤礦地面成品煤生產系統微霧除塵系統，該系統結構簡單，自動化程度高，能夠有效抑制破碎、篩分、配煤過程中產生的粉塵、揚塵。微霧除塵

2 微霧除塵技術的主要結構及原理

以中聯潤世新疆煤業有限公司地面成品煤生產系統為例，根據我們實地的考察、網上資料、和調研結果，結合該礦地面生產系統實際情況，我們針對性做出以下設計：

（1）系統采用PLC程序控制，通過檢測汽車卸車信號和物流傳感器信號自動投入運行。

（2）具有RS-485通信協議，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、系統自動/手動運行狀態等信號。

（3）集中控制系統將微霧抑塵機與現場地面生產設備的控制信號聯動，以便實現集中控制。

（4）微霧抑塵控制可實現就地、自動、遠程3種控制模式。通過PLC設置接口修改噴霧周期及管道吹掃時間等。就地控制模式時，通過就地按鈕進行啟停控制，每個水氣分配器對應一個就地按鈕。系統應配有手動/自動轉換開關以及遠程/就地選擇開關，并分別提供開關位置信號給集中控系統。

（5）物流傳感器選用為進口傳感器，傳感器必須防塵、防水，防護等級IP65。

（6）微霧抑塵裝置具備向遠方反饋系統內部各種報警及運行信號的功能（包括開機、關機、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/手動運行狀態指示等信號）。

（7）微霧抑塵裝置需要具備防止物料撞擊噴嘴、噴嘴自凈、自動反沖洗過濾、自動吹掃排水，供水、供氣管道及其他附屬設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為碳鋼，其過濾濾芯、濾框、濾網等均為不銹鋼材質，過濾器連接形式為法蘭連接，密封件材質為耐油石棉、丁腈橡膠、聚四氟乙烯。最大流量：大于10m?/h，耐壓等級1.6MPa，精度為100um，且具有自動清洗排污功能。

（9）每套系統配置的接線箱、控制箱和控制柜等，應采用碳鋼噴塑材質箱（柜）體。低壓電控箱和電動機進線口應采用防爆電纜密封頭，不銹鋼材質。

（10）管道的連接，除與設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：對所有結構件進行噴砂除銹防腐處理，兩遍底漆，兩遍面漆。

2.1 微霧除塵技術的原理

國內煤礦的每塊或散煤從井下運輸到地面后，要進行選分處理，將煤塊按規格大小進行分類，對較大的煤塊（煤炭）進行破碎、篩分作業是將大塊煤炭破碎后，再進行洗選處理，煤塊在破碎的過程中，易產生大量的煤塵，懸浮在空中，在此工位點加裝微霧除塵裝置有效解決煤塵問題。

當物料轉運、卸料作業時，作業之前開啟噴霧系統。電控系統自動打開電磁閥、控制器，將空氣、水輸送到各塵點的上方，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，持續噴霧30s。霧珠能附著在粉塵之上，粉塵顆粒聚成團后沉降，直至將粉塵完全抑制在其中。

微霧除塵系統是由壓縮空氣驅動的聲波震蕩器，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生點，粉塵聚結而墜落，達到除塵目的。噴霧除塵相比傳統的粉塵治理方式（布袋式等）噴霧霧除塵是理想的粉塵治理方式，其優勢不僅在于低廉的造價、控制簡單、維護方便，而且除塵效果顯著、低能耗、穩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、風機、風管等裝置設備，更不會造成二次污染。

2.2 微霧除塵裝置基本參數（表1）

3 技術推廣應用

我公司在前期針對煤礦地面成品煤生產系統物料在裝卸、運轉、破碎、篩分、混合和清掃等過程中粉塵的產生和擴散進行了實地調研和方案討論基礎上，于2016年底，系統投入運行至今。經過一年多的生產運行，圓滿地完成了各項研究內容。取得如下成果：

（1）微霧除塵系統在起塵點，粉塵點噴霧，源頭除塵，效率高除塵效果顯著、低能耗、穩定性好，特別是無須收集和輸送含塵氣體，省去了收塵罩、風機、風管等裝置設備，更不會造成二次污染。

（2）微霧除塵系統在煤礦地面成品煤生產系統的應用，有效地抑制了破碎、篩分、配煤過程中產生的粉塵、揚塵，降低了粉塵對現場工作人員的危害，確保了從業人員的生命健康和預防事故的發生，取得了顯著的經濟效益和社會安全效益。

參考文獻

[1]龔順鎰.工業控自自動化實用技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]胡傳鼎.通風除塵設備設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2004.