新景礦洗煤廠車間除塵工程設計及應用

聶首維

（陽泉煤業集團新景礦洗煤廠 ，山西 陽泉 045000）

1 工程背景

陽泉煤業（集團）股份有限公司新景礦洗煤廠始建于1997年10月，屬礦井型選煤廠，由北京華宇工程有限公司平頂山選煤設計院設計，初期設計能力為3.6Mt/a，通過改建擴建，洗選能力已上升至8.50Mt/a；生產工藝為塊煤重介淺槽+末煤三產品重介旋流器分選+粗煤泥采用TBS或螺旋分選機組分選+煤泥壓濾回收工藝，主要產品有洗中塊、洗小塊、1#噴粉煤、2#噴粉煤、4#噴粉煤、洗中煤、末原煤、煤泥，副產品主要為矸石。

新景礦洗煤廠煤炭在輸送轉載、篩分及破碎環節產生大量粉塵，導致車間能見度降低，直接影響了工人的安全生產和操作，現場作業環境惡劣，導致工人發生塵肺病等職業病，嚴重的危害了車間崗位人員的身體健康，同時由于煤炭粉塵的可爆性，對環境安全也構成極大的威脅，車間的粉塵顆粒物在空氣中的含量大大超過環保標準。因洗煤廠原煤車間破碎、篩分及轉運設備運行時揚塵嚴重，需要對原煤車間破碎、篩分、轉載等起塵點進行消塵治理。使選煤廠的塊煤車間及棧橋的粉塵濃度符合環保標準（選煤車間粉塵量小于10mg/m3），改善工人作業環境，保障工人身體健康，將新景礦洗煤廠建設成清潔、高效、環保型廠區。因此，對洗煤廠塊煤車間粉塵治理很有必要。

2 新景礦洗煤廠塊煤車間粉塵治理技術方案

本方案設計主要是對塊煤車間及棧橋內產生的粉塵進行治理，內容包括：在塊煤車間采用干霧抑塵技術進行粉塵治理；對于遠離主車間的邊緣崗位煤塵較大的地點如原煤倉底、233#皮帶、3001等部位，采用高壓泵智能噴霧降塵措施；8105#皮帶機頭機尾設置布袋除塵器除塵。

2.1 干霧抑塵原理及特點

圖1 干霧抑塵示意圖

干霧抑塵機采用模塊化設計技術，由霧抑塵機、空壓機、儲氣罐、增壓泵、電控系統、分區控制器、流量控制系統、噴霧箱、噴霧組件、水氣連接管線、自動控制線路等組成。如圖1所示，干霧抑塵機是把水利用高頻震蕩或高壓空氣瞬時吹散，讓顆粒處在1μm＜干霧粒徑≤10μm的之間的過程，同時大部分可吸入粉塵顆粒也處于1μm＜粒徑≤10μm的粉塵因干霧顆粒密度增大，顆粒大小一致，比重相近，所受重力一樣，故在空氣中停留時間相等，這樣粉塵顆粒與干霧顆粒就能同時充分凝結，粉塵顆粒起到凝結核的作用，在瞬間降塵。

干霧抑塵機的特點：

1）突破了傳統的抑塵方法，減去了粉塵的收集、管道運輸和粉塵的后期處理過程，直接在粉塵的起塵位置進行抑制，從粉塵的源頭進行治理；

2）霧粒直徑小，只有3～10μm大小的水霧顆粒，在捕捉大小約5μm以下的可吸入浮塵方面具有極佳的效果；

3）噴出的水霧的方向準確性強，霧索速度快，能迅速捕捉、屏蔽、切斷粉塵擴散；

4）出霧量大，霧索長度大，而且出霧量、霧索長度均可調節；

5）除塵效率高、不產生二次污染、節約能源，噴出的干霧冬季不會結成小水滴，設備的使用不受季節限制。

抑塵主機及配套設備布置，在塊煤車間6層，1-3軸線、C-D跨布置1臺空壓機、2臺3m3風包、2臺抑塵主機和法蘭加熱器、1個2m3水霧水箱；在壓濾車間布置1臺多級泵和法蘭加熱器，主要設備見表1。

表1 主要設備選型表

原煤車間粉塵污染主要發生在煤的輸送轉載、篩分及破碎環節，原煤入選時實際含水量較高，有自燃發火傾向，車間內粉塵具有爆炸性且局部區域空氣中瓦斯含量高，粉塵均為揚塵，塵粒細。根據這些特點和生產工藝要求，在對車間主要設備206、207、206A、207A 破碎機和 202、202A、203 及 203A申克篩進行現場勘察的基礎上，結合這些塵源點的生產工藝特點，提出如下粉塵治理初步設計方案：

206、207、206A、207A 破碎機及 202、202A、203、203A申克篩轉載點粉塵治理方案

原煤經 202、202A、203、203A申克篩分級后，通過 204、205、204A、205A 皮帶機轉載進入 206、207、206A、207A破碎機。申克篩是原煤車間主要篩分設備之一，原煤處理量大，設備運行時產生的粉塵較多，是原煤車間一個重要產塵點。206、207、206A、207A破碎機是對塊原煤進行破碎的設備，入料粒度為0～500mm，處理能力40～100t/h，出料粒度為≤150mm，其運行時由于破碎作用，產生粉塵較多，也是原煤車間主要產塵點之一。

根據申克篩和破碎機運行特點，提出設計方案采取以下降塵措施：

1）在申克篩上部入料點、中部、出料端等位置均勻布置噴霧降塵裝置，對落入申克篩的煤炭進行預濕潤，提高煤炭含水率，降低煤炭篩分過程中的產塵量；

2）在破碎機入料口和出料口安裝噴霧降塵裝置，對落入和排出破碎機的的煤炭進行預濕潤，提高煤炭含水率，降低煤炭破碎過程中的產塵量；

3）將破碎機入料口和出料口進行密封處理，使霧化水流能夠全部覆蓋進入和排出破碎機的煤炭，阻止破碎機揚塵外流。

2.2 噴霧灑水安裝位置及噴頭布置

1）對塊煤車間七層3007皮帶、3008皮帶、3011刮板機的七個落料口順皮帶方向進行前后加裝長度為1-2m的封閉罩，在密封罩上側安裝萬向節及干霧噴頭（前后共四套），可調節任意角度對準起塵處，在密封罩內達到除塵效果。

2）對塊煤車間八層3003、3004、3005三臺篩子上部落料口安裝六套干霧噴頭，對落下來泛起的煤塵進行抑制除塵，在篩子中間部位安裝八個干霧噴頭（對向安裝）對震動運行時泛起的煤塵壓制降塵，篩子下部落料口安裝六套干霧噴頭順落料口對煤塵進行抑制，使煤塵大幅減少。

3）對708皮帶落料口采用封閉除塵，安裝四套噴頭；對3027皮帶機頭、機尾各用四套噴霧總成，在封閉空間內進行除塵；對3027皮帶兩個近距離落料口順皮帶前后兩側加裝密封罩，密封罩上部安裝噴霧總成；對3027皮帶剩余3個落料口中間部位密封罩加高，安裝噴霧總成，提高除塵效果；231、232、233、233A皮帶棧橋，起塵點遠離主機位置，采用高壓水霧抑塵的方式，在壓濾車間二層安裝水箱和多級泵，清水經多級泵加壓后通過管路向231、232和233、233 A兩方敷設，在落煤點加裝封閉罩，安裝水霧噴頭，對起塵部位進行抑制降塵；8105#皮帶機頭機尾設置扁布袋除塵器除塵。

4）共18處安裝干霧噴頭120個，萬向節80個，10套控制系統，水霧噴頭30個。當工作環境溫度低于5℃時，必須使用法蘭加熱器，以防凍壞水氣管路。噴霧灑水安裝位置及噴頭數量明細表見表2。

表2 噴霧灑水安裝位置及噴頭數量明細表

3 效果分析

我廠對原煤車間破碎機、申克篩兩處生產環節中起塵嚴重的地點進行了粉塵治理，于2016年2月工程竣工投入使用至今，已達預期效果。此次治理工程主要采用微米級干霧抑塵裝置，全系統采用自動無人值守控制方式，提高洗煤廠自動化程度，減輕洗煤廠勞動負擔。其自動水氣過濾，自動排污，自動反吹功能，可解決系統因為水中雜質造成的噴頭堵塞，降低了設備故障率。改造后，破碎機、申克篩兩處粉塵污染大大降低。原煤車間東、西兩側粉塵污染程度成明顯對比，仍然采用微米干霧除塵設備對原煤車間東側博后篩及裝載點兩處起塵點進行治理改造。

經總體規劃，前提投入的壓風設備、儲風罐設計風量可帶動車間東側兩處起塵點設備，可降低除塵工程中風能供應環節的投資，降低工程成本。前期改造中所使用的自動控制系統符合原煤車間運行系統要求，后期改造扔需要采用與之對應的，與本車間系統相吻合的控制模式，并且與前期設備連鎖使用，使整個原煤車間粉塵治理系統成為統一的控制系統。

4 結論

通過在塊煤車間采用干霧抑塵技術進行粉塵治理；對于遠離主車間的邊緣崗位煤塵較大的地點如原煤倉底、233#皮帶、3001等部位，采用高壓泵智能噴霧降塵措施；8105#皮帶機頭機尾設置布袋除塵器除塵等措施后，原煤車間破碎機、申克篩兩處粉塵濃度大大降低，其余部位粉塵濃度也得到了有效控制，取得了預期效果。