黑岱沟选煤厂的粉尘综合治理

黑岱沟选煤厂的粉尘综合治理【摘要】结合黑岱沟选煤厂生产实际，分析了原煤破碎站、输送系统、筛分破碎车间、商品煤装车站以及列车表面等不同环节粉尘产生、扩散的原因，着重介绍该厂几个重要生产环节多年来粉尘治理的实践经验，并对选煤厂粉尘治理进行了综合性探讨和总结，对煤矿粉尘治理也具有一定借鉴意义。

【关键词】选煤厂；抑尘网；破碎站；干雾抑尘；铁路运输抑尘引言神华准能集团有限责任公司黑岱沟选煤厂，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内的准格尔煤田。

1996年建成，当时的设计能力12.0 Mt/a。

后经过改扩建，目前全厂总生产能力30.0 Mt/a，工艺为13～100 mm浅槽重介分选后，再破碎到50 mm，小于13 mm不洗选。

2014年装火车商品煤2 744万t。

选煤厂商品煤为各种不同热值的混煤，产品粒度为0～100 mm不分级。

通过装车环节配煤生产4000～4900 kcal/kg热值的4种产品，供应周边电厂及通过秦皇岛码头装船销售。

煤种为低硫（<0.6%）、特低磷（<0.05%）、高灰融点、较高挥发分、较高发热量的长焰煤，是电厂优质动力煤。

在选煤厂，粉尘的主要成分是煤尘微粒。

大量的粉尘不仅直接危及到职工的身体健康，而且恶化现场工作环境，同时会加快设备的磨损，使电气绝缘水平下降；同时，大量的积尘很容易引起自燃，而且粉尘颗粒在空气中的浓度达到一定时，还会引起爆炸。

不仅给安全生产带来极大危害，而且对原料本身也是一种损耗。

为此，黑岱沟选煤厂10余年来，采取多种措施对粉尘进行治理。

1 黑岱沟选煤厂的粉尘治理1.1 厂房内微负压除尘器抑尘黑岱沟选煤厂投产后，当初的粉尘治理主要是针对筛分破碎车间。

采用旁插扁布袋除尘器和防爆离心通风机相结合方式。

该除尘装置布置不合理，管网结堵严重，设计风量不能有效吸尘，庞大的管网系统和安装在地面的除尘器占据了巨大空间，而且给设备检修、物料运输等都带来了不便。

根据2004年现场实测，筛分破碎车间室内粉尘浓度在200～2 660mg/m3之间；原煤系统粉尘浓度在57.5～1860mg/m3。

原煤胶带输送机下地面积尘厚度一个生产班就达数厘米。

严重的粉尘污染不仅存在安全隐患，而且危害职工的身体健康，迫切需要治理。

根据粉尘分布特征，选择微负压除尘方式。

除尘方案于2005年开始实施。

无论技术上还是经济上，原有的管网式除尘系统都失去价值，彻底拆除。

对胶带输送机，采用双密封弓形导料槽结合复膜扁袋除尘器进行治理。

安装在胶带输送机上并由导料槽、挡尘帘所形成的密闭空间，可在皮带转运时对粉尘完全控制。

通过合理布置导料槽长度，使绝大部分大粒径粉尘自然沉降落回皮带。

安装在导料槽出口的除尘器，对整个密闭空间进行微负压抽风处理。

对于筛分机机体与筛子防尘罩的缝隙，采用专门设计的伸缩橡胶密封带进行密封，结合除尘器进行治理，确保整个防尘罩内的微负压状态。

除尘器出口风满足排放标准，就地排放在室内，不影响室内温度。

收集起来的粉尘通过间断机械振打的方式落回设备上。

1.2 微负压除尘治理方案（1）转载点粉尘治理：在落料点和机头转载点两处，采取局部密闭控制、消除正压与负压诱导的治理措施，并且局部密闭控制装置采用弓形导料槽。

负压诱导装置采用除尘器。

为进一步提高粉尘治理效果，在导料槽尾部出口处还加装自控式水喷雾装置。

（2）煤仓上粉尘治理：包括落料转载点粉尘治理和仓顶落煤处两种治理。

落料转载点粉尘治理方案，采用缓冲疏导—卸压降尘，并在原煤仓上行走皮带中段安设弓形导料槽和加装除尘器。

仓顶落煤处粉尘治理方案则采用封堵—卸压降尘，皮带头部安设弓形导料槽和除尘器，同时对落煤口安装仓间密封箱和除尘器，实现仓内泄压，并对每座煤仓的4个卸煤口中的2个进行封堵，留另外2个作为卸料口。

（3）煤仓下粉尘治理：对煤仓下给料机与溜槽的结合部，采用特种橡胶密封带进行密封，并在皮带机上安设弓形导料槽和装除尘器。

（4）筛分破碎车间粉尘治理：为防止筛分机粉尘逸出，采用绝对封闭结合负压控制方案，上部加装除尘器进行负压除尘处理；破碎机采用特制的密封橡胶系统修复、替换破碎机的密封失效部位。

改造取得了显著效果。

经环保部门抽测，改造后厂房内原煤系统粉尘浓度<18.3 mg/m?，产品煤系统粉尘浓度<9.75mg/m?，达到原煤系统粉尘浓度<20 mg/m?、产品煤系统岗位粉尘浓度<10mg/m3的治理目标。

采用的微负压除尘方法使厂房内粉尘污染得到了有效控制。

该项目获得内蒙古科技进步一等奖，并取得3项专利。

2.2 破碎站和储煤场防风抑尘墙抑尘据了解，韩国从1986年对原料堆积场的飞散问题进行专项研究，提出利用防风抑尘墙防止堆积原料飞散的方案，后来被各国借鉴；日本的一家煤炭进口商，也长期采用类似的降尘措施，效果很好。

随着环保和节约意识的提高，近年防风抑尘墙开始在中国引起关注。

（1）防风抑尘墙抑尘原理：风导致地面上的固体颗粒物运动的首要决定因素是风速。

防风抑尘墙是利用空气动力学原理，依据现场环境的风洞试验结果加工成一定几何形状的防风板，并将防风板组成“防风抑尘墙”，使通过它的空气（强风）在墙体内侧形成上下干扰的气流，以达到外侧强风、内侧弱风；外侧小风、内侧无风的效果。

最大限度降低来流风的动能，避免来流风的明显涡流，从而达到减少起尘的目的。

合理设置的防风抑尘墙，其综合防尘效果能达到85% 以上。

（2）黑岱沟选煤厂防风抑尘墙抑尘：储煤场堆容量100万t，场地南边和东南面是高24 m的土崖，形成自然屏障，储煤场主体形状接近矩形。

储煤场内布置2台堆取料机进行煤炭堆取作业。

由于设备运行与自然风的共同作用，煤料中较小颗粒的煤被带入大气中形成煤尘。

储煤场粉尘治理，采取主体设置防风抑尘墙与局部利用自然地形屏障相结合的方式。

根据场地实际情况，充分利用土崖作为自然屏障，仅在北边和东西两边的局部设计抑尘墙，与土崖构成一个完整的防风抑尘体系。

防风抑尘网高度为17m。

墙体材料选用开孔率为40%的高密度聚乙烯螺旋编织网。

破碎站为坑式建筑，破碎机和配套胶带输送机都设置在坑内。

破碎站的粉尘主要由重型自卸卡车卸煤、破碎机工作转动等所引起。

破碎站粉尘治理采取防风抑尘墙和洒水相结合的方法。

防风抑尘墙为全包围结构，墙高17 m，施工技术措施与储煤场相同。

挡风抑尘墙可有效抑制粉尘散发，抑尘效率达到75%～90%。

使用寿命长，建成后不需任何维护，适合露天矿场，可以较好解决粉尘污染的扩散问题。

但仅能消除和减弱外界风的影响，将粉尘抑制在抑尘墙包围的区域之内，但无法根除设备工作时产生的粉尘。

风大时，扬尘还可以越过抑尘网向周围扩散。

2.3 室外破碎站化学抑尘剂抑尘2009年，公司将厂房内粉尘治理经验推广到原煤输送系统的胶带机转载点，并在各个转载点安装扁袋式除尘器和弓形导料槽结合的微负压除尘装置，有一定效果，但不能完全控制粉尘。

特别是对粉尘产生的源头____原煤破碎站无能为力。

为此，2012年，我厂和北京某公司共同对破碎站及原煤输送系统研究采用新方式____化学抑尘剂进行粉尘治理。

（1）破碎站粉尘产生机理和特性：卡车在破碎站卸煤时，煤料随卡车料斗倾斜而向下流动，煤尘受气流影响而向四周自由飘散；煤料落入料斗坑内时，煤尘受重力加速作用反弹，向上逸散并迅速升腾，形成团聚性烟雾。

由于破碎站位于室外且体积巨大，无法实现传统的负压密闭机械除尘，只能采用喷雾抑尘。

但煤粉具有疏水性，仅依靠喷水降尘效果十分有限，后改为在水中加入抑尘剂后效果大为改观。

（2）黑岱沟选煤厂破碎站化学抑尘剂抑尘：抑尘剂是一种表面活性剂，水中添加抑尘剂后，水雾表面张力降低，吸附、团聚粉尘微粒的能力提高，从而把尘粒充分湿润，使煤粉与水雾迅速结合，将物料颗粒彼此充分粘合在一起并凝结下落，起到瞬间降尘的效果，而且还可以减少用水量。

这种方法，比普通喷物体降尘降低用水量50%。

抑尘剂可生物降解，不损害生态环境。

2012年，公司对选煤厂破碎输煤系统进行整体设计，在每套破碎站受料斗的左、右、前三面，各设计安装一排喷头。

当卡车卸煤时，3排喷头同时工作，喷射出按比例稀释的抑尘剂，产生一个很大的抑尘水帘来控制卸车时产生的煤尘。

另外，在每套破碎站的第一个胶带输送机转载点，设计安装一排喷头，持续不断的对胶带输送机上的煤炭喷射稀释的抑尘剂。

抑尘剂和水的混合比率目标值为1：600，原煤新增水分控制在0.5%以内。

实施该技术，可以安全有效地减少卸车、破碎系统85%以上的粉尘外逸，降低转运系统90%以上粉尘。

最终将破碎及转运系统附近的粉尘浓度降低至20 mg/m3以下，卸车点的粉尘浓度降低至30 mg/m3以下。

抑尘效果最远可在经过4个转载点、2 km输送距离内保持，无需在之后的其他转载点设除尘装置，具有较好的长效性。

但成本费用较高，喷洒成本0.5～0.7元/t煤。

抑尘效果受风影响较大，风力达到3～4级时，由于风吹致使喷头形成的水帘飘摇，影响抑尘效果。

2.4 快速装车站干雾抑尘（1）干雾抑尘的原理：微米级干雾抑尘，是基于科学界的研究理论：“水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时产生吸附、过滤、凝结的机率最大”。

其原理就是用微米级干雾抑尘机产生雾状水，将空气中颗粒进行吸附和包裹后受重力影响落下。

微米级干雾抑尘装置由微米级干雾抑尘机、空气压缩机、喷雾器总成和自动控制系统等组成。

它能够产生直径在1～10 μm的水雾颗粒，吸附悬浮在空气中的粉尘。

特别是对于直径<5 μm的可吸入粉尘颗粒，当干雾与粉尘颗粒相互接触、碰撞时，使粉尘颗粒相互粘结凝聚成团，受重力作用下沉降，从而达到抑尘效果。

微米级干雾抑尘机是将气、水过滤后，以设定的气压、水压、气流量、水流量，经管道输送到喷雾器总成中去，实现喷雾抑尘。

空气压缩机的作用是为微米级干雾抑尘系统提供标准气源。

喷雾器总成接收由干雾抑尘机输送来的气、水并将其转化成干雾喷向抑尘点。

干雾抑尘主要特点是水雾颗粒为干雾级，在抑尘点形成浓密的雾池，抑尘效率高，针对<2.5 μm的可吸入及可入肺粉尘治理效果可达96%。

耗水量小，物料水分增加<0.1%，物料无热值损失。

（2）黑岱沟选煤厂快速装车站干雾抑尘：在装车胶带机机头加装1组喷雾组件，并对此处产生的粉尘进行抑制；在下层的缓冲仓顶部加装2组喷雾组件，在翻板溜槽处加装1组喷雾组件，对缓冲仓内煤尘进行抑制；在定量仓顶部加装1组喷雾组件，对定量仓煤尘进行抑制；在装车旋转倾斜溜槽上加设4组喷雾组件，对装车时产生的煤尘进行抑制。

干雾抑尘系统纳入装车集控，当装车胶带机输送量达到1 000 t/h时，抑尘系统主机开启，胶带机机头、缓冲仓、定量仓喷雾组件启动，开始抑尘作业。

装车溜槽处喷雾组件随放料闸门打开而瞬间启动，装车后煤尘量减弱时自动关闭。

在冬季寒冷时，需要在抑尘系统中容易出现冰冻部位增设电加热伴热带，以保证冬季正常运行。