张沿超

（大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司水暖科，山西 大同 037000）

同煤集团同发东周窑矿的燃煤锅炉承担全煤矿的热能供应。燃煤来自于本矿区，经破碎进入产品仓，通过胶带输送机进入燃烧区域。因为煤品为褐煤，水分含量低、易碎和运输落差大等原因，在整个锅炉房区域内产生大量粉尘，污染周边环境，损害作业人员健康。经检测，治理前锅炉房区域内粉尘浓度为10mg/m3，其中小于10μm的可吸入性粉尘占到粉尘总量的0.11%～0.3%。传统的除尘技术不适于现场且治理效果不明显，因此对其采用干雾抑尘技术进行改造治理。

1 锅炉房皮带机运煤区域除尘现状

东周窑矿燃煤锅炉皮带机输煤区域主要采用负压式除尘器进行粉尘的治理，引风机产生负压，含尘气体受大气压的作用沿管道进入除尘器内部，尘粒经聚合后进入水箱，污泥由除渣机排出或由其他装置清出。长期以来，因多方面原因除尘效果不佳，皮带机在工作过程中粉尘飞扬，造成了很大的污染，急需进行综合治理。

目前国内除尘技术主要分为干式除尘和湿式除尘两种。干式除尘对无组织粉尘排放治理效果较差，因为无法将所有含尘气体吸入除尘室。湿式除尘由于水雾颗粒大，对5μm以下的粉尘治理效果很差，而且耗水量大，造成煤的水分增加和冬季结冰无法使用。公司经过调研选用秦皇岛思泰意达科技发展有限公司生产的“态达”牌SLT-3C型干雾抑尘装置用于锅炉房皮带机输煤区域的抑尘。

2 干雾抑尘技术剖析

2.1 干雾抑尘技术及特点

干雾抑尘技术是在压力的作用下，将水从特殊的喷头喷出，形成微米级雾滴，在形成的雾池里捕集灰尘，实现抑尘的效果。该技术的核心优势是能产生微米级的细雾，雾滴直径在0～10μm，与粉尘大小相当。干雾抑尘技术的特点：（1）抑尘效果好，除尘效率在96%以上。在污染源头，即起尘点进行粉尘喷雾治理，无二次污染。（2）耗水量少，物料湿度仅增加0.02%～0.05%，物料（煤）无热值损失。适用于密闭或半密闭的空间，占地面积小，全自动控制，操作方便。

2.2 干雾抑尘原理

根据空气动力学原理，含尘气流绕过雾滴时，尘粒由于惯性会从绕流的气流中偏离面与雾滴相撞被捕捉，即通过粉尘粒子与液滴的惯性相撞、拦截以及凝聚、扩散等作用实现捕捉，如图1所示。

图1 干雾抑尘原理示意图

干雾抑尘粉尘被捕捉的概率与雾滴直径、粉尘受力情况有关。水雾颗粒的粒径越小，粒子之间的粘力就会越大。当水雾粒径达到干雾级时就会结合变大，并逐渐沉降下来。

2.3 “态达”干雾抑尘装置构成

“态达”SLT-3C型干雾抑尘装置采用模块化设计技术，由干雾机、螺杆式空气压缩机、储气罐、配电箱、水气分配器/喷雾箱控制器、万向节/喷雾箱喷雾器总成、水气连接管线、电伴热带和控制信号线等主要部分组成。干雾机设有集成化编程的电控模块实现自动化控制。螺杆式空气压缩机为干雾抑尘系统提供标准气源，其采用微电脑智能监控系统，全自动化运行，亲切的中英文人机界面，轻触式按键，操作人员无须特殊培训就可通过界面的文字提示轻松地对压缩机运行状态参数进行查询，并可实现压缩机手动、自动运行状态的转换。储气罐的作用是当螺杆式空气压缩机的排气量不能满足干雾机喷雾时的排量要求时，将压缩机排出的压缩空气储存起来备用。通过水气分配器/喷雾箱控制器实现水、气、电主管线与万向节/喷雾箱喷雾器总成的连接，通过PLC控制实现各万向节/喷雾箱喷雾器总成分别喷雾。该装置能够产生1～10μm的水雾颗粒，即利用压缩空气驱动声波振荡器通过高频声波将水高度雾化，再利用特殊喷头结构二次将水雾雾化。将干雾箱布置在皮带机输煤系统的外四周，当皮带机工作时通过压缩空气将干雾喷至落料点，使水雾颗粒与粉尘颗粒相互凝结包裹，利用自身重力下落到地面。

3 干雾抑尘装置流程及实践应用效果

3.1 干雾抑尘装置流程图

干雾抑尘装置系统设计水压为0.4～0.6MPa，气压为0.6～0.8MPa（可根据现场实际情况调节），连接喷雾、装车站总耗气量为8N•m/rain，耗水量为1.41t/h。其系统整体布置简图如图2所示。

图2 干雾抑尘装置流程图

3.2 干雾抑尘装置在装车站应用效果

当装车溜煤槽置于车皮前段开始装煤时，控制系统程序会自动根据设定的时间，对从皮带运输机上产生的煤尘进行喷雾处理。其现场喷雾过程效果图如图3所示。

图3 现场喷雾过程效果图

4 应用的效益分析及存在的不足

4.1 效益分析

东周窑矿的燃煤锅炉皮带机输煤区域进行干雾抑尘技术工艺后，试运行情况比较稳定，环保检测参数表明抑尘效果良好，其主要效益如下：（1）抑尘率高。通过现场检测结果表明，锅炉房区域内的粉尘治理成效比较好，除尘效率达到96%，治理后的粉尘浓度低于5mg/m3，治理效果达到了国家卫生标准，改善了锅炉房区域周围的空气和作业环境，减少了职工职业病的发生，创造了较好的社会效益和经济效益。（2）同传统的水喷淋治理措施相对比，干雾抑尘装置消耗的水量明显减少了，物料湿度增重比小于0.02%，同时也就相应地降低了煤炭热值量的损失。干雾抑尘装置的使用将会减少锅炉房燃煤的供应数量，产生相当的经济效益。（3）干雾抑尘采用全自动控制操作，使用过程当中故障率非常低，工作稳定，节约了大量的人工，同时也节约了设备维修和管理费用。

4.2 需要改进之处

由于干雾抑尘装置的喷雾箱安装在皮带运输机厂房的四周，处于室外，干雾抑尘效果受气流的影响较大并且容易干扰到周边其他作业人员，还需要进行下一步的调整。

5 结语

粉尘是影响煤炭运输安全和洁净生产的主要因素，皮带机输煤系统的粉尘产生有其特殊性，干雾抑尘技术在皮带机输煤系统区域的粉尘治理方面表现优良。本文对同煤集团同发东周窑矿的燃煤锅炉皮带机输煤区域进行了干雾抑尘技术的实践应用研究，生产现场实践效果表明干雾抑尘技术能有效地抑制锅炉房区域内粉尘的排放扩散。本次抑尘技术改造是成功的，可以在煤矿其他粉尘的治理过程中加以推广。