对PM2.5可入肺颗粒物的工业粉尘治理技术

摘要：文章对输煤工艺中PM2.5可入肺颗粒物产生原因的说明。通过阐述可入肺颗粒物对人体的危害，得出输煤工艺中PM2.5可入肺颗粒物已成为治理的重点。微米级干雾抑尘技术能有效地抑制PM2.5可入肺颗粒物对人体的危害，极大地改善作业人员的工作环境，是抑尘领域的一次革命。

关键词：输煤工艺；PM2.5可入肺颗粒物；微米级干雾抑尘技术

Abstract: The a description of of the article right the of PM2.5 in in the coal handling craft can be the into the lungs particulate matter causes of. By describing the lungs particles on the human body, derived PM2.5 could into the lungs of particulate matter in the coal handling process has become the focus of governance. Micron dry fog dust suppression techniques can effectively inhibit the PM2.5 into the lungs of particulate matter on the human body can greatly improve the working environment of the operating personnel, is a revolution in the field of dust suppression.

Keywords: coal handling process; PM2.5 into the lungs of particulate matter; micron dry fog dust suppression technology.

中图分类号：[F287.2]文献标识码：A 文章编号：

1 前言

输煤工艺过程中经过卸煤，给煤机械，皮带多段转运、破碎机、筛分机、犁煤器等一系列容易产尘的工艺设备[1]。在整个输送工艺过程中，始终伴随尘化的产生，随之而产生的一系列环境问题也着实令人担忧。如何实现对输煤工艺过程中PM2.5可入肺颗粒物的有效治理是目前迫在眉睫需要解决的问题。

2 可入肺颗粒物PM2.5的定义及危害

2.1 可入肺颗粒物PM2.5的定义

可吸入颗粒物是对人体健康危害最大的颗粒物质。PM2.5是空气动力学中直径小于2.5微米的颗粒物质,又称为细颗粒物。大部分有害元素和化合物都富集在细颗粒物上,而随着其粒径的减小,细颗粒物在大气中的存留时间和在呼吸系统的吸收率也随之增加,因此对人体健康的影响也越大[2]。

2.2 可入肺颗粒物PM2.5的危害

气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。

每个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐步暴露出其恐怖的一面。

3 微米级干雾抑尘技术在输煤工艺中的应用

3.1 微米级干雾抑尘技术原理

干雾抑尘技术起源于1976年4月美国《煤炭时代杂志》发表的题为“科罗拉多煤矿学院解决可吸入尘埃的控制”的文章。文中提到：“当水雾颗粒与粉尘颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大”。

干雾抑尘技术原理是：水雾颗粒与粉尘颗粒大小相近时，粉尘颗粒随气流运动而与水雾颗粒发生碰撞、吸附、凝结，形成的尘埃团在重力作用下降落，从而达到过滤尘埃的目的。其碰撞、吸附、凝结、沉降的过程如下图所示：

微米级干雾抑尘设备经北京航空航天大学热动力工程研究所检测，产生的水雾颗粒大小主要集中在1—10微米左右，对7.07微米以下可吸入性粉尘具有极强的除尘效果。

微米级干雾抑尘装置雾珠颗粒高速照片（小方格是2微米）

3.2微米级干雾抑尘特点

（1）与传统除尘装置对比，微米级干雾抑尘是针对起尘点（产尘源头）进行治理，有效地解决了粉尘排放，即便是无组织排放污染也得到了根本解决。

（2）抑尘效果好：抑尘率达到96%以上；

（3）节能减排效果显著：

a、由于很少的水就可以形成大量的微米级干雾抑制粉尘，所以节约用水量；

b、耗水量少仅0.02%~0.05%，极大的减少热量损耗；

（4）无二次污染：在抑尘过程中不产生任何废气及废水，更无需频繁清理车间地面[3]；

（5）冬季可以正常使用，目前实际已应用至-40℃；

（6）安装简单，占空间小，全部均为自动化控制系统，操作便捷；

（7）主要部件皆用不锈钢或铝合金材料，耐腐蚀。主机一体化设计，无易损转动部件，最大程度减少维护费用。

3.3微米级干雾抑尘技术在输煤系统典型应用

干雾抑尘在翻车机房的应用

在翻车机坑平台四周布置水、气管道和足够数量的喷雾箱。喷雾箱的性能和布置，使产生的干雾能够覆盖整个受料斗上口，并有效抑制翻车机卸煤全过程中产生的煤尘。

喷雾箱接收由干雾机输送来的气、水后将其转化成水滴直径为1～10µm的干雾，按干雾机的控制指令喷向抑尘点。干雾与粉尘颗粒相互接触、碰撞，使粉尘颗粒相互粘结、凝聚变大，并在自身的重力作用下沉降，从而达到抑尘的作用。

干雾抑尘系统操作可实现手动和自动两种控制模式。在自动操作模式时，喷雾操作由干雾抑尘系统的可编程逻辑控制器（PLC）根据翻车机翻转情况自动控制，中控室仅为翻车机干雾抑尘设备提供外部联锁控制信号。手动操作模式时，可由翻车机现场的干雾抑尘系统手动按钮控制。

翻车机房作业时间和非作业时间TSP

监测分析报告

膜号1228、1229、1230所测数据为“微米级干雾抑尘系统”装置作业时间的监测采样数据，分别为0.417 mg∕m3、0.583 mg∕m3、0.500 mg∕m3。采样平均值为0.500 mg∕m3。

膜号1231、1232、1235所测数据为水喷淋时的监测采样数据，分别为1.000 mg∕m3、4.083 mg∕m3、5.417 mg∕m3。其中1231膜号粉尘量较少，原因为翻车机中途因故停卸期间的采样。采样平均值为3.500 mg∕m3，有效平均值为4.750 mg∕m3。

4 结语

实践证明，微米级干雾抑尘装置可解决输煤系统的抑尘问题。尤其对无组织排放场所固定污染源的密闭或半密闭的超细可入肺粉尘治理起到了很好的抑制作用，填补了我国在抑制直径2.5微米以下可入肺颗粒物技术应用的空白。

参考文献

[1]胡传斌.张文仲.刘东。超声雾化除尘装置在鲍店煤矿选煤厂的研制与应用[ J ] .选煤技术，2007,4,48-50

[2]佚名。危险的PM2.5颗粒[ J ] . 《安全与健康》 2012，07，

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。