选煤厂煤炭除尘系统设计

【摘 要】煤炭在运输和原煤筛分破碎过程中，由于冲击、下落、振动、破碎等原因，产生大量的粉尘。目前，由于没有安装有效的除尘装置以及现有除尘系统在设计方面存在很多不足。我国大部分选煤厂粉尘排放严重超标。因此，如何加强选煤厂粉尘治理工作越来越受到火电厂、选煤厂等厂家的重视，本文对此展开探讨。

【关键词】选煤厂；除尘；煤炭

一、前言

选煤厂是煤炭生产企业和火电厂的重要生产环节，其作用是将原煤通过筛分设备、破碎设备处理后，利用皮带转运设备将其输送到所需工艺位置。干燥的煤炭在转移运输过程中，由于冲击、下落、振动等原因，产生大量的粉尘。目前，由于没有安装有效的除尘装置以及现有除尘系统在设计方面存在很多不足，我国大部分选煤厂粉尘排放严重超标。严重的粉尘污染不仅给工厂的生产带来安全隐患，而且危害现场工人的身体健康，还使电气设备绝缘水平下降，设备磨损加剧，甚至可能发生粉尘爆炸的重大事故，影响到工厂的安全文明生产。

二、选煤厂粉尘治理现状

1、选煤厂粉尘污染危害

粉尘污染是选煤厂各类污染中最为突出的污染，由于粉尘污染而带来的问题极为严重，主要表现在以下几个方面：l）最为严重的是对处于粉尘作业环境的作业人员造成的生理危害，长期接触煤尘对于职业健康是极大的隐患，尤其是尘肺病，目前尘肺病仍占中国九大职业病中首位，它不仅严重地威胁着广大职工的身体健康。2）煤尘积落在工作岗位，影响环境卫生和文明生产，不利于管理者的检查和操作者对设备的巡视与监控，大量的粉尘由于在重力的作用下自然沉降，加大机器磨损，降低机器设备的使用寿命；大量的细小颗粒长期漂浮于空气中，影响职工的视力范围，使职工不能正常操作机器，给企业带来一定的经济损失；煤尘沉积在选煤设备上，易发生电路中断、皮带打滑、阻碍照明和影响设备正常运转等机电事故。3）当产生的大量粉尘颗粒沉积在地面时，得进行冲洗，这样不仅浪费了大量的水资源，而且冲洗后的冲洗水还带来了二次污染，污染了周围水体也给企业带来一定的经济负担。

2、选煤厂粉尘

近年来，国内外在防止煤矿粉尘污染的控制措施和研究方法上都有较快发展。下面就普遍采用的几种防尘技术的现状简要介绍如下：

（1）煤层注水

表面水份过低是原煤在输送、转运和筛分过程中造成粉尘飞扬并污染环境的根本原因。运行实践表明，当原煤表面水份控制在8%～10%时基本无扬尘现象发生。因此，通过对原煤进行喷水加湿来抑制粉尘的方法被应用于用煤行业中。煤层注水就是利用水的压力通过钻孔把水注入即将回采的煤层中，使煤体得到预先湿润，以便减少采煤时浮游煤尘的产生量。这种措施降尘效果较好，一般可降低粉尘浓度60%～90%左右。长钻孔注水方式具有煤体湿润均匀、湿润范围大等优点，国内外都作为主要的注水方式优先选用。国外采用注水降尘的工作面数量占总工作面数量的百分比很高，而我国采用煤层注水的工作面数量则较低。这一差距不是由于注水技术或设备所致，而是由于对治理粉尘的管理不严，对有效的注水技术措施推广不力造成的。

（2）喷雾降尘

喷雾降尘是向浮游于空气中的粉尘喷射水雾，通过增加尘粒的重量，达到降尘的目的。这一技术的关键是喷嘴要能形成具有良好降尘效果的雾流。有些国家研制出系列喷嘴，美国和德国等国家还在确定雾流参数方面进行了大量研究，并建立了喷嘴检验中心，保证喷嘴的生产质量和使用效果。

（3）利用除尘器除尘

采用除尘器将空气中的粉尘分离出来，从而达到净化空气含量的目的。目前，国外一些主要产煤国家都在煤矿井下广泛用除尘器进行除尘。美国采用了除尘风机、湿式纤维除尘器、小旋风除尘器等设备。英国在掘进巷道及掘进机上采用了湿式洗涤除尘器和湿式过滤除尘器。德国在破碎机处、转载点、掘进机上采用了干式布袋除尘器。国外的除尘设备一般体积大、较笨重，但除尘效率高，消音效果好，处理污染风量大。

（4）泡沫除尘

泡沫除尘的效果好，一般可达90%以上，尤其对呼吸性粉尘，除尘率可达80%以上。泡沫除尘同喷雾洒水除尘相比，其耗水量减少1/2以上。这种除尘技术自20世纪50年代问世以来，一些主要产煤国家如美国、俄罗斯、波兰等在生产中得到了广泛应用，并己研究出定型的符合安全卫生和使用要求的廉价发泡剂。还根据不同的尘源要求，研究出不同型号的泡沫除尘配套系列设备。虽然国内外的煤尘控制技术不断地在推陈出新，各种粉尘治理设备也应有尽有，但是目前我国大部分选煤厂的煤尘综合治理情况并不令人满意，普遍存在设计期间粉尘治理投资费用低，输煤系统设计理念低下、重视程度不够的问题，给新机组移交生产后粉尘污染留下隐患和治理难度。

三、选煤机工作机理与除尘方案设计

1、选煤机工作机理分析

选煤厂的选煤过程是指从受煤开始，原煤经洗选加工，直到产品煤输送至产品煤仓配仓储存的整个工艺过程。按照选煤厂工艺设备原则流程图分析，其框架式的工艺逻辑流程如图所示。按照生产特点对工艺流程进行分析，可以发现下图中，双虚线框内部的工艺环节及设备点为粉尘产生区域。

正如上面分析的结果，选煤厂粉尘污染产生的尘源点以及严重程度与其工艺路线和特点密切相关。只有通过认真分析选煤厂的工艺路线及其各个工艺环节的位置和物料流动顺序才能够正确把握粉尘产生的机理，从而有针对性地找到问题的关键所在，最终从源头上彻底解决选煤厂粉尘污染。

2、选煤机除尘设计

参照上述对选煤厂粉尘发生机理及其发散规律，本设计主要针对选煤厂原煤运输过程中各皮带转运点、各运输转运点采取局部密封的办法，对粉尘进行治理。

（1）在所有尘源点处，加装特殊设计的弓形导料槽。通过由导料槽，特殊设计的挡尘帘所形成的密闭空间将在皮带转运时激起的煤尘和由于快速落煤而形成的正压吸附风所造成的逸尘完全控制。使正压含尘空气得到有效的收集。通过合理布置导料槽的长度，使得绝大部分大粒径粉尘通过自然沉降而落回到物料表面。而导料槽的安装不妨碍生产操作和设备的检修，结构力求坚固和严密，通过物料的孔口装设由弹性材料制成的挡尘帘。

（2）通过对导料槽尾部出口处一定距离安装，科学合理计算而得到的一定抽风量的复膜扁袋除尘器。根据皮带落差不同以及落煤溜槽布置方式的不同，分别采取不同的布置方案。复膜扁布袋除尘器上安装通过计算确定的，一定处理风量的风机将整个密闭空间进行负压抽风处理。煤尘在通过复膜扁布袋时被以大于99.6%的效率进行除尘处理。通过机械振动的方式将集中收集起来的煤尘在达到额定数量时被排放在皮带上。截留在滤料上的粉尘通过定期振动，经过喷雾加湿后回落到运输物料系统。由于煤尘在收集到一定数量时才排放，在滤袋吸附过程中，由于本身重力作用下煤尘相互粘合，形成了不同与自由粉尘的物理性质；另外在排放煤尘的同时利用安装在导料槽出风口的自动喷雾装置在排放的煤尘外表面均匀的包络了一层水雾，从根本上防止了粉尘二次污染。所有除尘器的出口风满足室内排放标准才会就地排放在室内，从热动角度不会影响室内温度。

（3）通过对导料槽尾部出口处加装自动喷雾装置使得小粒径粉尘得到有效的水雾包络作用，增加了沉降在物料表面的粉尘的表面吸引力，使其与运输物料紧密结合而不会造成二次飞扬。而其喷水量对物料表面的水份影响几乎为0。为防止粘在空载皮带上的煤粉逸散，安装皮带空段清扫器。按照以上设计原则，对各转运点进行除尘器风量计算、袋式除尘器滤料的选择、滤料过滤面积、振动电机振动间隔时间。

四、结语

总之，选煤厂的粉尘给煤矿的安全生产和职业健康都带来很大困扰，合理和有效的降尘除尘措施，大大提高作业环境内的空气质量，保护作业者的职业健康和作业安全，确保选煤厂得以安全高效的生产。

参考文献：

[1] 张殿印，张学义.除尘技术手册.北京：冶金工业出版社，2003.

[2] 宋颐.袋式除尘器的选型，山西.山西冶金，2002（6）.

[3] 陈若晰，发电厂输煤控制系统概述，机械工程与自动化，2007（1）.