選煤廠煤塵的分析與防塵方法的探究

摘 要：通過對選煤廠煤塵來源的分析和研究，敘述了選煤廠煤塵所產生的危害，分析了現有選煤廠防塵處理措施方面存在的問題，并結合選煤廠煤塵的防治原則，給出了煤塵污染防治措施和常用的降塵設備和技術。

關鍵詞：選煤廠;煤塵;防塵措施;防塵技術

作為影響選煤廠高效率、潔凈化、安全化生產主要因素之一的煤塵，它不僅會對環(huán)境造成嚴重污染，同時也損失了原料自身。特別是煤塵還會對工人的身體健康造成極大的危害，同時加快設備的磨損速度、腐蝕選煤廠鋼結構，增加選煤廠的維護成本。選煤廠的煤塵防治工作不僅僅是為了符合環(huán)保要求，更是對選煤廠員工健康安全的負責，是每個現代化選煤廠不得不重視的問題。

1 選煤廠煤塵分析

1.1 煤塵產生的原因分析

選煤廠產生的煤塵一般都要經過兩個環(huán)節(jié)：

1.1.1 煤塵產生環(huán)節(jié)

選煤廠煤塵的主要產生點存在于脫泥脫介振動篩、原煤精煤破碎機、倉下給煤機、帶式輸送機機頭機尾滾筒處、皮帶轉載點、離心機下料溜槽等部位。礦井原煤脆性大易碎，煤泥含量高，因此，在原煤水分較低的情況下，給煤機和原煤輸送皮帶在運轉過程中易產生大量的煤塵。

1.1.2 煤塵的二次揚起環(huán)節(jié)

煤塵的二次揚起環(huán)節(jié)是造成選煤廠煤塵濃度較高的主要原因之一，由于在日常生產過程中，設備的高速轉動、廠房內的局部通風、下料溜槽的落煤堆積等，會導致已經落地的煤塵再度飄浮到空氣中，造成煤塵的再次揚起。也就是說即使我們有效控制了煤塵的產生源頭，但由于選煤廠設備一直在運轉，煤塵濃度也隨之越來越高，煤塵的二次揚起也會更加明顯，同樣會使環(huán)境中的煤塵濃度超出限制值。

1.2 煤塵的危害

煤塵的主要危害有：

①煤塵易污染工作環(huán)境，使員工在工作時視野模糊，影響作業(yè)安全;

②危害員工的身體健康。長期在煤塵濃度過高的環(huán)境中工作，會對員工的身體造成損害。煤塵可以使呼吸道產生炎癥、慢性中毒和皮膚系統的疾病，較為嚴重的還可患上塵肺病;

③積聚的煤塵還會加速機械設備的磨損，造成電氣設備的損壞而引發(fā)事故，還會減少儀器、儀表的使用壽命，增加選煤廠的維修工作量和維護費用。

2 選煤廠除塵目前存在的主要問題

①選煤廠在設計建設時期，一般都包含著煤塵治理方面的設計和安裝，但是由于人們環(huán)保意識的缺乏和重大的生產任務，忽視了煤塵治理的必要性，只是在某些位置采用水霧噴灑、設置布袋除塵器的方式，無法解決環(huán)境中大范圍的煤塵濃度超標問題;

②選煤廠在生產過程中，往往會根據礦井原煤煤質的變化而不斷調整生產工藝流程，但這些改造中往往忽略了除塵環(huán)節(jié)，導致煤塵濃度大幅度增加;

③隨著原煤煤質的不斷變化和選煤廠生產產能的逐漸提高，原先的除塵設備難以將日漸增多的煤塵濃度降低到限制水平，且選煤廠領導和相關責任人對煤塵的關注程度不夠，經常導致原有的除塵設備在使用后期缺少維護，難以正常使用。

3 煤塵防治的原則

選煤廠煤塵的治理措施應采用綜合防治，以預防煤塵產生為主，預防和治理措施相結合。預防即盡可能的減少煤塵的產生量：一是增加原煤水分，二是改造主要產塵設備，減少煤塵的的產生。治理即將已產生的煤塵就近處理，減少煤塵在廠房內的擴散、飛揚，從而降低煤塵濃度。[1]

4 煤塵治理方案

根據選煤廠煤塵的主要產生源頭，主要采用封堵式降塵、噴霧降塵、器械除塵等方法進行治理。

4.1 在運輸機機頭、機尾及轉載點等處采取封堵式的方法降塵

附著在煤流中的煤塵在經過運輸機機頭、機尾、轉載點等部位時，由于高度差及運輸機運轉中產生的強大氣流，易造成大量煤塵從設備內部逸出到外部環(huán)境中。為防止煤塵外溢，可利用封堵的方法將運輸機密封，并在轉載點及溜槽接口處用軟膠皮、膠墊、密封膠等將縫隙進行堵塞。

4.2 根據所使用除塵環(huán)境的不同，可以將噴霧降塵分為負壓噴霧降塵和開闊環(huán)境噴霧降塵

負壓噴霧降塵是一種新型高效的降塵技術，其原理是先利用壓縮機對空氣進行壓縮，再通過泵將壓縮后的空氣打到噴霧混合器的頂端，底端則打入清水;清水和壓縮后的空氣進行充分混合后形成顆粒直徑極其細小的水霧噴射到需要降塵的設備內部，形成一個負壓區(qū)域，設備內的煤塵與水霧會在負壓區(qū)域經過反復碰撞融合，從而使煤塵無法逸出到空氣中，只能和水霧一起附著在物料上。這種方法由于效率高，降塵效果明顯，因此可應用在破碎機、下料溜槽等粉塵濃度較大的地方。[2]

露天環(huán)境噴霧降塵是利用在大范圍地區(qū)的除塵、降塵方法。其原理是使用噴霧降塵產生的水霧微粒，其體積較小，幾乎不產生表面張力。噴灑后，它們能迅速與空氣中的各種煤塵顆粒混合，使懸浮的煤塵顆粒落到地面，形成有效的煤塵控制。[2]

4.3 利用各種先進設備對煤塵進行收集處理

現階段選煤廠主要使用的除塵設備有布袋除塵器、旋風除塵器、文丘里除塵器等。布袋除塵器是一種干式除塵裝置，它被廣泛應用于直徑較小、水分較低、不含纖維性粉塵的治理工作。除塵器的過濾作用主要由濾袋完成，當含塵氣體被吸入布袋除塵器后，煤塵中直徑較大、自重較沉的部分，在自身重力的作用下向機器底部運動，落入集灰斗;混合有細小粉塵的氣體通過濾袋排出時，濾袋中的纖維成分會將氣體中的粉塵截留并吸附，從而對氣體進行凈化。[3]

旋風除塵器的原理與選煤廠的旋流器相似，由于煤塵與氣體的密度不同，它們在高速旋轉過程中產生的離心力也將不同，利用這個原理就可以將其分離。混合有粉塵的氣流用泵以切向打入旋風除塵器的外側，氣流貼著機器內表面從頂端向底端產生向下旋轉的含塵氣流;由于在高速旋轉過程中粉塵的離心力大于氣體的離心力，因此密度較大的粉塵顆粒將會從含塵氣流的混合狀態(tài)被分離出來。粉塵顆粒在與機器內壁表面接觸后將不再擁有慣性力，在自身重力的作用下沿壁面滑入集灰斗。輕密度旋轉氣流到達錐體底部后，將沿除塵器軸線轉而向頂部旋轉運動，通過排氣管排出。此類除塵設備的由于其有著高效的除塵效率，且結構簡單，易于維護修理，廣泛應用于選煤廠的降塵除塵。[4]

文丘里濕式除塵器利用了文丘里管的特性，文丘里管的組成部分有漸縮管、喉管和漸擴管。當含塵氣體進入漸縮管后，由于管道直徑逐漸降低，氣流慢慢變細，它的速度也在慢慢提高，到達喉管處時增加到最大值，并與噴出的水滴相撞，進一步縮小霧化液滴的顆粒大小，同時又增大了霧化液滴與粉塵顆粒之間的速度差，保證含塵氣體與霧化液滴可以充分混合形成更大的顆粒。已經凝聚后的大顆粒隨氣流進入旋風筒后，通過常見的分離裝置便可以將大顆粒分離進入沉淀池;含有較小顆粒的液滴經過旋風筒的脫水后跟隨氣體排出。[5]

5 結語

選煤廠降塵、除塵的效果不僅僅關系到職業(yè)衛(wèi)生安全、員工身體健康和環(huán)境保護，也是評判一個選煤廠是否滿足生產現代化和質量標準化的一個重要參數。選煤廠的煤塵來源復雜，煤塵治理時應根據產塵原因結合實際，深入調查研究，制定合理方案，認真測算，做到從產塵環(huán)節(jié)本源處治理、運用多種方式多種設備對煤塵進行綜合式治理、實現治理全過程系統化，才能達到理想的效果。

參考文獻：

[1]李浩.選煤廠煤塵及其防治技術[C]//2010年全國選煤學術交流會論文集，2010.

[2]孫亞東.錦界選煤廠煤塵綜合治理[J].潔凈煤技術，2018， 24（S2）：170-172.

[3]董彩虹，王海濤，王冠.不同類型除塵器改造為脈沖除塵器技術[J].環(huán)境工程，2011，29（005）：60-63.

[4]竇紅慶，高曉茜，白龍.除塵設備與除塵措施在石圪臺選煤廠的應用[J].陜西煤炭，2019（A02）：149-151.

[5]佟珂，沈定耀.有機硅裝置中的除塵分離設備[J].化工設計，2005，015（002）：21-23.

作者簡介：

劉健（1992- ），男，山西省大同市人，大學本科，2016年6月畢業(yè)于華北科技學院，礦物加工工程，助理工程師。