负压诱导除尘技术在中煤平朔矿区选煤厂的应用

 　　目前，连采机、综采面、掘锚机、皮带运输巷都在加设除尘设备，究其原因，均是因为新的采煤方法的应用，大采量、超长工作面回采技术及连采技术的应用和高效、大功率设备的应用，使煤炭产量大幅度提高，同时也造成了产尘量大幅度增加，进而导致与此相匹配的选煤厂洗选能力也相应大幅度提高，这就使选煤厂设备不断增多、胶带机提速及加宽、设备长时间高效运转成为必然。　　于是，选煤厂设备产尘点越来越多、产尘量越来越大，特别是选煤厂在原煤破碎、运输转载过程中产生的煤尘，不仅严重影响到职工身体健康，而且煤尘在破碎站浓度达到一定程度有煤尘爆炸的危险。而选煤厂传统的除尘方式，如旋风除尘、布袋除尘都已不能满足实际要求，选煤厂采用高效除尘系统降低煤尘浓度、保证安全生产、改善工作环境已成为企业发展的必由之路。　　1煤尘的产生　　露天开采出来的原煤在进入选煤厂主洗车间之前必须经过破碎来满足洗选原煤粒度要求，中煤平朔矿区选煤厂采用原煤两次破碎的生产工艺，一次破碎后粒度上限为300mm，二次破碎后粒度上限为150mm，两次破碎的过程中在高能量、大动力的机械能作用下，设备振动、冲击导致煤大量粉化，随机械诱发的风流大量喷入破碎车间及胶带运输机栈桥内，加之各设备之间的连接缝隙不可能完全封闭，使沉积的粉尘从高空下落，造成粉尘二次或三次飞扬。根据现场测试，在两次破碎车间内粉尘含量高达105mg／m3，大大超过了国家卫生标准规定的最高允许浓度，严重威胁着现场工作人员的身心健康和设备的使用寿命。　　2负压诱导除尘原理　　2．1概述　　众所周知，目前各地选煤厂除尘设备应用最广泛、使用最有效的方法就是湿式除尘。粉尘被水润湿后，不仅增加了尘粒的重力，而且能将细散的尘粒聚合为较大的尘粒，使悬浮的粉尘加速沉降，控制粉尘飞扬。　　但是传统的湿式除尘方法只是简单地将压力水通过喷头雾化后喷射到产尘点。此方法有一定的效果，但因没有充分考虑风场、温湿度变化对粉尘的影响因素，水压小，喷水雾化效果差，作用范围小。水压大，喷水量大，影响原煤的水分含量，且喷头在使用过程中易堵塞，增加了现场工作人员清理喷头的工作量。另外，喷头通常情况下安装位置较高，现场工作人员在清理喷头时存在安全隐患。　　负压诱导式除尘，与传统的湿式除尘相比，该方法扬长避短，充分考虑到了环境风场、温湿度变化对粉尘的影响因素，通过风场使粉尘按规定的方向流动，集中收集，除尘效率高、用水量少，对原煤的水分含量基本无影响，且改善环境，降低了选煤厂的粉尘污染。　　2．2负压诱导除尘的主要特点　　负压诱导综合除尘系统，采用气、水混合式喷雾，每个喷头连接水管和气管，当配套的空压机启动后，喷头产生的高速气、雾射流可以在其周围形成一个负压区，并产生很大的雾团，将负压区的粉尘诱导到雾团内，小雾粒将雾团内的粉尘润湿，然后随雾粒聚集而沉降(如下图所示)。悬浮在空中的含尘雾粒被除尘风机吸入到喷雾的风道内，再经过除尘风机系统过滤后，煤尘在风机内部离心分离以水煤泥的形式排出，而洁净后的空气通过环型风道均匀排至车间内部各点。　　负压诱导除尘技术的突出特点还在于当外部的环境相对湿度较低以及环境温度与内部温度温差大时，在整个通风系统中人为的向空气中补充水分，提高空气的相对湿度，这样做的目的有以下三点：　　(1)有效地实现通风附尘　　通过对通风系统中人为补水，使通风系统中空气湿度较高，在选煤厂产尘车间环境内所有的固态表面变得湿润。在粉尘随风飘动过程中，这些湿润的固态表面都有吸附粉尘的功能，且避免落在表面上的粉尘因运输、设备振动等情况下产生二次扬尘。　　(2)有效地实现风场捕尘　　在风场中用喷雾的方法补水，使得小水滴在遇到固态的粉尘时，根据粉尘的湿润性，小水滴会附着在煤尘上，从而增加煤尘的重量，也增加了粉尘的亲和性，随着粉尘与小水滴及粉尘与粉尘的不断碰撞，最终重量增大的粉尘会落下，减少了空气中的扬尘。　　(3)有效地消除煤尘参与爆炸的可能性　　煤尘爆炸简单说就是被氧化的煤尘在外界高温热源的作用下，大约300℃一400℃时，就可放出可燃性气体，其主要成分为甲烷以及乙烷、丙烷、丁烷、氢和l％左右的其他碳氢化合物。这些可燃性气体积聚达到一定浓度并吸收一定能量后，链式反应发生，煤尘的燃烧便在一定的临界条件下跳跃式的转变为爆炸。　　从煤尘爆炸条件中可以看出煤尘只有达到300℃一400℃时才有可能放出可燃性气体，当在空气中及落在车间地面或胶带运输机栈桥内的煤尘有一定的湿润性及空气中充满细小水滴的条件下，煤尘难以在瞬间达到300℃一400℃的温度，因此杜绝煤尘参与爆炸的可能性。　　3负压诱导除尘技术的具体应用及效果　　3．1应用具体区域　　中煤平朔矿区安家岭选煤厂在产尘较严重的原煤两次破碎车间应用了负压诱导除尘技术，分别在一次破碎车间，102、202胶带运输机栈桥，二次破碎车间一层103、203胶带运输机机尾，二层2101、220l破碎机车间布置了负压诱导除尘喷雾，这样将整个安家岭选煤厂原煤产尘最严重的部位得到了有效地治理。　　3．2应用效果　　(1)负压诱导除尘技术能够实现粉尘表面从气相到液相的转变，这种转变可以避免因破碎机的振动、输煤皮带的抖动等引起的设备二次产尘。　　(2)负压诱导式喷头的雾化效果显著，能够成功地使悬浮尘粒表面实现气相到液相的转变，大幅度地提高了除尘风机系统的除尘效率，因此，可以使净化后的空气实现室内循环，不影响室内环境温度。　　(4)能够提高作业场所的相对湿度，避免了外界环境温度的变化而增加室内环境产尘量。　　4小结　　负压诱导除尘技术在中煤平朔矿区的应用，对选煤厂原煤破碎车间及胶带运输机栈桥的粉尘得到治理，消除了粉尘对人员、设备的危害，确保了选煤厂的安全生产，提高了生产效率，员工的身心健康得到了保障，直接或间接地为选煤厂创造了经济效益，也为煤矿粉尘治理提供了新方法、新思路，具有一定的推广价值。