干霧抑塵在煤化工煤塵治理中的應用

賈笑笑

【摘 要】介紹了峰煤焦化煤塵產生的原因，簡述干霧抑塵原理、裝置組成和實際應用效果，對煤化工粉塵治理有借鑒和推廣意義。

【關鍵詞】運煤系統；干霧抑塵；粉塵

一、煤塵的危害

煤塵的危害極大，不僅污染作業環境，縮短精密儀器使用壽命，還影響職工的身體健康。細微顆粒的煤炭粉塵。是礦山五大自然災害之一。（瓦斯、煤塵、水、火、頂板）長期吸入煤塵后引起身體器官的病變，輕者能引起呼吸道炎癥、慢性中毒和皮膚病，重者可導致塵肺病。煤塵還具有燃燒爆炸性，當煤塵濃度和氧氣濃度達到一定界限并有明火時可發生煤塵爆炸，造成重大人身傷亡事故。

二、峰煤焦化有限公司備煤車間簡介

河北峰煤焦化有限公司備煤車間的任務是將外來煉焦煤進行卸車、貯存并加工成符合焦爐生產要求的裝爐煤。本車間是為4×42孔JNx70-2型7m頂裝焦爐配套設計的，日處理煉焦煤料約8584t/d（含水分10%）。車間原有的阻火型脈沖袋式除塵器在一定程度上緩解了運煤過程中產生的粉塵量。但是起不到很好的除塵效果，現場粉塵濃度大，人員不能正確監視設備運行狀況，存在安全隱患。

三、備煤車間煤塵形成的原因

原料煤在經過卸煤、取煤、破碎、運輸、轉運以及運煤系統衛生清掃過程中都會造成大量煤塵，這些過程也是運煤系統煤塵主要來源。

備煤車間皮帶運輸系統煤塵產生主要由以下幾個方面：

1、煤離開皮帶頭部產生相對運動氣流，形成了誘導氣流，煤進入落料管占據原有空氣的空間，帶動密封罩內的空氣擾動，產生大量粉塵；煤在落料過程中，通過對落料筒和皮帶的碰撞，加上重力勢能，積聚了較大的動能，使煤流在沉落在皮帶的瞬間，使體積較小的煤粒或煤粉產生強烈的動力，在這個過程中煤粉便飛起溶入空氣中。

2、煤在落煤筒落到皮帶的過程中會帶入大量的誘導風，誘導風量的大小主要取決于落煤量、落差、及落煤筒的角度等方面。誘導風進入導料槽內部后勢必會產生一個局部的正壓區，含塵氣體從導料槽投完兩側噴出，其中尤其在導料槽出口處所噴出的粉塵飛揚最為嚴重，這也是造成現場環境污染的主要原因。

3、導料槽中未設計分流裝置，粉塵氣流在誘導風量及皮帶煤流帶動下，以高速從導料槽出口噴出，在吸塵點處只有少量的細顆粒粉塵被收集，使大量粉塵從導料槽前端或兩側外益。

4、煤經過破碎的過程中形成大量粉塵，在破碎機出料口形成高速氣流帶著粉塵向四周飛揚。

5、皮帶運行時皮帶、托輥、滾筒及轉動部位帶動的空氣氣流和振動產生的氣流帶動煤塵，使得整條皮帶揚塵嚴重，造成各處積煤。

四、干霧抑塵裝置原理及組成

1、抑塵原理

抑塵系統是用超聲波將水珠顆粒“破碎”成10μm以下的霧，對懸浮在空氣中的粉塵——特別是直徑在10微米以下的可吸入顆粒和2.5微米以下的可入肺顆粒進行有效的吸附，使粉塵受重力作用而沉降。其除塵的原理是在粉塵產生的源頭對粉塵進行有效吸附而沉降，不會產生二次污染無須進行再處理。

實踐證明，粉塵可以通過水或化學劑被粘結而聚結增大，但那些最細小的粉塵只有當水滴很小（如水霧）或加入化學劑（如表面活性劑）以減小水的表面張力時才會聚結成團。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸從而達不到抑塵作用。如果水霧顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結在一起。水霧顆粒越小，聚結的可能性越大，隨著聚結的粉塵團變大加重，從而很容易降落。水霧對粉塵的“過濾”作用就這樣形成了。因此，只要保證水霧顆粒粒徑與所需治理粉塵粒徑相近即可。而其對粉塵治理的根本原理在于水霧顆粒與粉塵顆粒相互吸附、凝結而沉降，只要所提供的水霧總量大于粉塵顆粒量，就能對粉塵進行有效抑制。

2、主要設備組成

干霧抑塵系統裝置采用系統化設計技術。由微霧抑塵機、霧化控制器、末端霧化器、空氣壓縮機、儲氣罐、電控系統、電伴熱系統、自動控制線路、水氣連接管線等組成。

（1）、干霧抑塵機

干霧抑塵機是微霧抑塵系統的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關的元器件。將水、氣兩種能源介質過濾、加壓后，以設定的水壓、氣壓、水流量、氣流量按開關程序打開或關閉，經管道輸送到末端霧化系統中去，實現微霧抑塵。

（2）、霧化控制器

霧化控制器是將輸送來的水、氣兩種能源介質再次調整氣壓、水壓、氣流量、水流量后，按開關程序打開或關閉，經管道輸送到末端霧化系統中去，實現微霧抑塵。單元控制系統的箱體可滿足IP55防護要求。

（3）、末端霧化器

末端霧化系統是接收由單元控制系統輸送來的氣、水并將其轉化成顆粒直徑為1～10?m的水珠顆粒噴射出去，按電氣總控系統的控制指令噴向起塵點。當微霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時，使粉塵顆粒相互粘結、凝聚變大，并在自身的重力作用下沉降，從而達到抑塵的作用。

（4）、空氣壓縮機

空氣壓縮機的作用是為微霧抑塵系統提供標準氣源。

（5）、儲氣罐

儲氣罐的作用是當空壓機的排氣量不能滿足微霧抑塵系統瞬時排量要求時，先將空壓機排出的壓縮空氣儲存起來，以便滿足微霧抑塵系統的瞬時用氣量。

（6）、電控系統

電控系統是干霧抑塵機的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關的元器件。在自動操作模式時，可自動接收遠程觸發信號啟動或停止噴霧總成噴霧。在手動模式，操作人員可以按壓操作按鈕啟動或停止噴霧總成噴霧。

（7）、電伴熱系統

分布在干霧抑塵機、霧化控制器、末端霧化器及水、氣管路上，當環境溫度低于+5℃時自動開啟使用。

（8）、自動控制線路

將微霧抑塵機與現場設備控制信號連接起來，以便實現自動控制。

（9）、水氣連接管線

水氣連接管線是將微霧抑塵機、空氣壓縮機、儲氣罐、水源、氣源等用不同管徑的硬管按要求連接起來。

五、干霧抑塵在實際中的應用

1、降低工作崗位環境中的粉塵濃度。峰煤焦化備煤系統在卸車槽、堆取料機、皮帶運輸機和皮帶通廊、破碎機、配料秤、除塵站共計安裝干霧抑塵裝置14套，末端霧化噴頭1000余個，鋪設管線4500余米。實現了煤塵區域全覆蓋，安裝調試運行后抑塵效果顯著，達到環保要求。

2、基本不影響入爐煤的輸送和水分指標。煤通過堆取料機取煤，經皮帶機輸送進入配煤倉，經過電子稱按照配比給煤，經破碎機粉碎后通過皮帶輸送至煤塔。按照皮帶輸送量800t/h，干霧抑塵裝置耗水量40.83L/min計算，噸煤增加水分0.3%，可見干霧抑塵裝置對入爐煤的輸送和水分指標基本不影響。

3、降低了火災、爆炸隱患。使用干霧抑塵裝置粉塵基本無外溢，減少了皮帶機頭、機尾、皮帶通廊、機電設備、配電箱、電纜槽等處的積煤。煤塵積聚也可能發生自然著火事故，干霧抑塵裝置的投入使用大大降低了崗位粉塵濃度有效避免了煤塵自然和燃燒爆炸的隱患。

4、降低職業粉塵的危害。長期大量吸入煤炭粉塵，尤其是5μm左右可吸入粉塵，會使粘膜及纖毛上皮細胞受損，傷害呼吸道防御功能會造成塵肺、中毒、致癌、致敏、非特異性炎癥。塵肺病目前尚無根治的辦法，因此加強粉塵治理，預防塵肺病的發生尤為重要。干霧抑塵裝置的投入使用大幅降低了職業粉塵危害，為職工日常生產作業創造了良好的工作環境。

六、結語

干霧抑塵裝置具有抑塵高效、節能環保、性能優越、自動化程度高、耗水量低、運行成本低等優點，此項技術在煤化工生產系統的應用，徹底解決了由粉塵帶來的多重負面影響。通過使用干霧抑塵裝置，大幅降低了崗位粉塵濃度，消除火災隱患，有利于職工身心健康，為公司創造了良好的經濟、社會、環保效益。

參考文獻：

[1]謝震.發電廠輸煤系統的粉塵污染分析與治理[J].循環經濟研究，2008（11）：65.

[2]趙益芳.礦井防塵理論與技術[M].北京：煤炭工業出版社，1995.

（作者單位：河北峰煤焦化有限公司）