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新景矿洗煤厂车间除尘工程设计应用

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摘要:新景矿洗煤厂煤炭在输送转载、筛分及破碎环节产生大量粉尘,对职工的人身健康及车间安全生产带来了很大影响。通过在块煤车间采用干雾抑尘技术进行粉尘治理,对于远离主车间的边缘采用高压泵智能喷雾降尘及布袋除尘器除尘等措施,改造升级后,粉尘浓度大大降低,得到预期效果,技术及经济效益明显。

关键词:洗煤厂;粉尘;干雾抑尘;喷雾降尘

1工程背景

阳泉煤业(集团)股份有限公司新景矿洗煤厂始建于1997年10月,属矿井型选煤厂,由北京华宇工程有限公司平顶山选煤设计院设计,初期设计能力为3.6Mt/a,通过改建扩建,洗选能力已上升至8.50Mt/a;生产工艺为块煤重介浅槽+末煤三产品重介旋流器分选+粗煤泥采用TBS或螺旋分选机组分选+煤泥压滤回收工艺,主要产品有洗中块、洗小块、1#喷粉煤、2#喷粉煤、4#喷粉煤、洗中煤、末原煤、煤泥,副产品主要为矸石。新景矿洗煤厂煤炭在输送转载、筛分及破碎环节产生大量粉尘,导致车间能见度降低,直接影响了工人的安全生产和操作,现场作业环境恶劣,导致工人发生尘肺病等职业病,严重的危害了车间岗位人员的身体健康,同时由于煤炭粉尘的可爆性,对环境安全也构成极大的威胁,车间的粉尘颗粒物在空气中的含量大大超过环保标准。因洗煤厂原煤车间破碎、筛分及转运设备运行时扬尘严重,需要对原煤车间破碎、筛分、转载等起尘点进行消尘治理。使选煤厂的块煤车间及栈桥的粉尘浓度符合环保标准(选煤车间粉尘量小于10mg/m3),改善工人作业环境,保障工人身体健康,将新景矿洗煤厂建设成清洁、高效、环保型厂区。因此,对洗煤厂块煤车间粉尘治理很有必要。

2新景矿洗煤厂块煤车间粉尘治理技术方案

本方案设计主要是对块煤车间及栈桥内产生的粉尘进行治理,内容包括:在块煤车间采用干雾抑尘技术进行粉尘治理;对于远离主车间的边缘岗位煤尘较大的地点如原煤仓底、233#皮带、3001等部位,采用高压泵智能喷雾降尘措施;8105#皮带机头机尾设置布袋除尘器除尘。

2.1干雾抑尘原理及特点

干雾抑尘机采用模块化设计技术,由雾抑尘机、空压机、储气罐、增压泵、电控系统、分区控制器、流量控制系统、喷雾箱、喷雾组件、水气连接管线、自动控制线路等组成。如图1所示,干雾抑尘机是把水利用高频震荡或高压空气瞬时吹散,让颗粒处在1μm<干雾粒径≤10μm的之间的过程,同时大部分可吸入粉尘颗粒也处于1μm<粒径≤10μm的粉尘因干雾颗粒密度增大,颗粒大小一致,比重相近,所受重力一样,故在空气中停留时间相等,这样粉尘颗粒与干雾颗粒就能同时充分凝结,粉尘颗粒起到凝结核的作用,在瞬间降尘。干雾抑尘机的特点:1)突破了传统的抑尘方法,减去了粉尘的收集、管道运输和粉尘的后期处理过程,直接在粉尘的起尘位置进行抑制,从粉尘的源头进行治理;2)雾粒直径小,只有3~10μm大小的水雾颗粒,在捕捉大小约5μm以下的可吸入浮尘方面具有极佳的效果;3)喷出的水雾的方向准确性强,雾索速度快,能迅速捕捉、屏蔽、切断粉尘扩散;4)出雾量大,雾索长度大,而且出雾量、雾索长度均可调节;5)除尘效率高、不产生二次污染、节约能源,喷出的干雾冬季不会结成小水滴,设备的使用不受季节限制。抑尘主机及配套设备布置,在块煤车间6层,1-3轴线、C-D跨布置1台空压机、2台3m3风包、2台抑尘主机和法兰加热器、1个2m3水雾水箱;在压滤车间布置1台多级泵和法兰加热器,主要设备见表1。原煤车间粉尘污染主要发生在煤的输送转载、筛分及破碎环节,原煤入选时实际含水量较高,有自燃发火倾向,车间内粉尘具有爆炸性且局部区域空气中瓦斯含量高,粉尘均为扬尘,尘粒细。根据这些特点和生产工艺要求,在对车间主要设备206、207、206A、207A破碎机和202、202A、203及203A申克筛进行现场勘察的基础上,结合这些尘源点的生产工艺特点,提出如下粉尘治理初步设计方案:206、207、206A、207A破碎机及202、202A、203、203A申克筛转载点粉尘治理方案原煤经202、202A、203、203A申克筛分级后,通过204、205、204A、205A皮带机转载进入206、207、206A、207A破碎机。申克筛是原煤车间主要筛分设备之一,原煤处理量大,设备运行时产生的粉尘较多,是原煤车间一个重要产尘点。206、207、206A、207A破碎机是对块原煤进行破碎的设备,入料粒度为0~500mm,处理能力40~100t/h,出料粒度为≤150mm,其运行时由于破碎作用,产生粉尘较多,也是原煤车间主要产尘点之一。根据申克筛和破碎机运行特点,提出设计方案采取以下降尘措施:1)在申克筛上部入料点、中部、出料端等位置均匀布置喷雾降尘装置,对落入申克筛的煤炭进行预湿润,提高煤炭含水率,降低煤炭筛分过程中的产尘量;2)在破碎机入料口和出料口安装喷雾降尘装置,对落入和排出破碎机的的煤炭进行预湿润,提高煤炭含水率,降低煤炭破碎过程中的产尘量;3)将破碎机入料口和出料口进行密封处理,使雾化水流能够全部覆盖进入和排出破碎机的煤炭,阻止破碎机扬尘外流。

2.2喷雾洒水安装位置及喷头布置

1)对块煤车间七层3007皮带、3008皮带、3011刮板机的七个落料口顺皮带方向进行前后加装长度为1-2m的封闭罩,在密封罩上侧安装万向节及干雾喷头(前后共四套),可调节任意角度对准起尘处,在密封罩内达到除尘效果。2)对块煤车间八层3003、3004、3005三台筛子上部落料口安装六套干雾喷头,对落下来泛起的煤尘进行抑制除尘,在筛子中间部位安装八个干雾喷头(对向安装)对震动运行时泛起的煤尘压制降尘,筛子下部落料口安装六套干雾喷头顺落料口对煤尘进行抑制,使煤尘大幅减少。3)对708皮带落料口采用封闭除尘,安装四套喷头;对3027皮带机头、机尾各用四套喷雾总成,在封闭空间内进行除尘;对3027皮带两个近距离落料口顺皮带前后两侧加装密封罩,密封罩上部安装喷雾总成;对3027皮带剩余3个落料口中间部位密封罩加高,安装喷雾总成,提高除尘效果;231、232、233、233A皮带栈桥,起尘点远离主机位置,采用高压水雾抑尘的方式,在压滤车间二层安装水箱和多级泵,清水经多级泵加压后通过管路向231、232和233、233A两方敷设,在落煤点加装封闭罩,安装水雾喷头,对起尘部位进行抑制降尘;8105#皮带机头机尾设置扁布袋除尘器除尘。4)共18处安装干雾喷头120个,万向节80个,10套控制系统,水雾喷头30个。当工作环境温度低于5℃时,必须使用法兰加热器,以防冻坏水气管路。喷雾洒水安装位置及喷头数量明细表见表2。

3效果分析

我厂对原煤车间破碎机、申克筛两处生产环节中起尘严重的地点进行了粉尘治理,于2016年2月工程竣工投入使用至今,已达预期效果。此次治理工程主要采用微米级干雾抑尘装置,全系统采用自动无人值守控制方式,提高洗煤厂自动化程度,减轻洗煤厂劳动负担。其自动水气过滤,自动排污,自动反吹功能,可解决系统因为水中杂质造成的喷头堵塞,降低了设备故障率。改造后,破碎机、申克筛两处粉尘污染大大降低。原煤车间东、西两侧粉尘污染程度成明显对比,仍然采用微米干雾除尘设备对原煤车间东侧博后筛及装载点两处起尘点进行治理改造。经总体规划,前提投入的压风设备、储风罐设计风量可带动车间东侧两处起尘点设备,可降低除尘工程中风能供应环节的投资,降低工程成本。前期改造中所使用的自动控制系统符合原煤车间运行系统要求,后期改造扔需要采用与之对应的,与本车间系统相吻合的控制模式,并且与前期设备连锁使用,使整个原煤车间粉尘治理系统成为统一的控制系统。

4结论

通过在块煤车间采用干雾抑尘技术进行粉尘治理;对于远离主车间的边缘岗位煤尘较大的地点如原煤仓底、233#皮带、3001等部位,采用高压泵智能喷雾降尘措施;8105#皮带机头机尾设置布袋除尘器除尘等措施后,原煤车间破碎机、申克筛两处粉尘浓度大大降低,其余部位粉尘浓度也得到了有效控制,取得了预期效果。

参考文献:

[1]李刚,吴超.超声干雾抑尘机理及其技术参数优化研究[J].中国安全科学学报,2015,25(03):108-113.

[2]吴丹,许雁超,李志华,陈丽美.干雾抑尘技术在庙沟铁矿的应用[J].矿业工程,2012,10(05):50-52.

[3]谢新宇,闫妍.干雾抑尘技术及其应用概述[J].科技信息,2011(05):481+547.

[4]马世胜.选煤厂转载点除尘方法研究[J].山西焦煤科技,2011,35(01):8-10.

[5]常红亮.凤凰山矿选煤厂除尘系统的技术改造[J].煤炭加工与综合利用,2007(01):49-51+57.

作者:聂首维 单位:阳泉煤业集团新景矿洗煤厂

新景矿洗煤厂车间除尘工程设计应用责任编辑:张雨    阅读:人次
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