焦化备煤系统粉尘性质及燃爆可能性研究

陈细涛　卢春雪　薛改凤　常红兵　鲍俊芳　段爱明

(1.武汉钢铁(集团)公司研究院　武汉 430080；　2.湖北省炼焦煤有效利用重点实验室　武汉 430080；

3.中钢集团武汉安全环保研究院有限公司　武汉 430081；　4.武汉平煤武钢联合焦化公司　武汉 430082)



焦化备煤系统粉尘性质及燃爆可能性研究

陈细涛1,2卢春雪3薛改凤1,2常红兵1,2鲍俊芳1,2段爱明4

(1.武汉钢铁(集团)公司研究院武汉 430080；2.湖北省炼焦煤有效利用重点实验室武汉 430080；

3.中钢集团武汉安全环保研究院有限公司武汉 430081；4.武汉平煤武钢联合焦化公司武汉 430082)

摘要为研究备煤系统工段过程的安全性，从某焦化厂备煤系统的粉碎机和输煤皮带处除尘管取部分除尘粉样进行工业分析和粒度分析，结果发现粉碎机处除尘粉水分较高，超过6%，输煤皮带除尘粉水分较低，不到3%。两者的粉尘粒度分布较为接近，主要粉尘粒径在2 μm以内。配合煤水分到6%能产生一定量的粉尘，低于配合煤月平均水分和月最低水分，且现有个工段的扬尘质量浓度最高值仅30 mg/m3，远低于煤粉爆炸下限浓度，具有较高的安全性。

关键词除尘粉水分粒度分布粉尘浓度燃爆性

0引言

焦化厂备煤系统炼焦用煤粉碎和输煤皮带工段过程容易产生大量的粉尘，因而粉碎机和输煤皮带处均配有除尘系统，对产生的粉尘予以收集再重新回到炼焦用煤的输煤皮带上。目前对焦化厂备煤系统除尘粉性质及粉尘可燃爆性的相关研究较少，因此本文对焦化厂备煤系统的除尘粉进行分析，研究其是否具有燃爆性，以期为焦化备煤系统的安全性和环保性提供数据支撑和参考。

1结果分析与讨论

除尘粉的工业分析指标按照《煤的工业分析方法》(GB/T 212—2008)，粒度分布参考《工作场所空气中粉尘测定 第3部分：粉尘分散度》(GBZ/T 192.3—2007)。1.1除尘粉工业分析

从表1可以看到，粉碎机除尘粉水分较高，达到6%以上，说明煤中水分达到6%以上时，已能产生一定的粉尘，挥发分、灰分均较配合煤的挥发分(28%～30%)、灰分(9%～10.5%)。输煤皮带除尘粉水分较低，在3%以内。输煤皮带除尘粉的灰分较高，样外观较上有少许黄褐锈铁皮和泥沙。

表1　不同位置除尘粉工业分析对比

1.2除尘粉粒度分析

进一步在光学显微镜下观察两者的粒度分布，如图1和图2所示。

由图1、图2可以看到，粉碎机除尘粉的粒度整体而言大于输煤皮带除尘粉，进行区域选择并对区域内的粉尘粒度统计分析，取5次不同位置进行平均，最终粒径统计结果见表2。从计数角度计，两者粉样的绝大部分粒径都在2 μm以内。然而粉碎机有少量大粒度尘样(10～30 μm)[1]，可从两者>10 μm的比例看出。这可能是由于粉碎过程形成的不同大小颗粒所致。

图1　粉碎机除尘粉显微镜下粒度分布

图2　输煤皮带除尘粉显微镜下粒度分布

%

1.3不同水分下配合煤的对应粒度分布

考虑到粉碎机除尘粉的水分达到6%，进一步研究了配合煤水分与粉尘量(<0.3 mm)的关系，具体结果见表3。其中全水9.46%，可以看到，当配合煤水分达到6%～7%时，<0.3 mm的比例达到5%以上，表明能产生一定量的粉尘，与上述结论一致。

表3　配合煤干燥到不同水分对应的粒度分布表

1.4配合煤入炉煤水分统计

为了解现场配合煤能否产生一定量的粉尘，统计了近一年现场所用配合煤的水分情况。表4为焦化公司1#入炉配合煤在2014.7—2015.9之间的水分月平均值、最高值与最低值。可以看到，1#入炉配合煤水的质量分数月平均值主要为10%～11%，月最高值为11.5%～12.7%，月最低值为8.0%～10.4%。月最低水的质量分数在8%以上在输煤过程产生的粉尘量是很少的。

表4　1#入炉配合煤水的质量分数的月统计数据　%

1.5输煤皮带及干熄焦转运站环境含尘浓度

从表5的输煤皮带不同位置对应的粉尘浓度来看，配合煤皮带输送过程靠近粉碎机314和315两条皮带粉尘浓度较高，高于10 mg/m3，再往后粉尘浓度较低，均低于10 mg/m3，远低于煤尘的爆炸下限[2]。

表5　输煤皮带不同位置粉尘浓度　mg/m3

注：粉碎机后是314皮带。

2结语

(1)配合煤水的质量分数达到6%～7%开始产生一定量的粉尘。配合煤水分统计均值和最低值均高于产尘水分，输送过程扬尘量较低。

(2)粉碎机和输煤皮带两处的除尘粉粒度主要集中在2 μm以内。输煤皮带粉尘最高浓度仅在30 mg/m3左右，发生煤粉燃爆的可能性较低。

参考文献

[1]吕保和.焦化厂原煤破碎车间粉尘污染治理的研究与设计[J].工业安全与防尘,1998(10):8-10.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.爆炸危险环境电力装置设计规范：GB 50058—2014[S].北京：中国计划出版社，2014.

The Study on Characteristics and Possibility of Combustion-Explosion Properties of Dust of Coking Coal Preparation System of Coking Plant

CHEN Xitao1,2LU Chunxue3XUE Gaifeng1,2CHANG Hongbing1,2BAO Junfang1,2DUAN Aiming4

(1.Research&DevelopmentCenterofWISCOWuhan430080)

AbstractIn onler to study the safety of coking coal preparation system of coking plant, the samples from dust removal pipeline of crusher and coal conveyor belt are collected and analyzed in industrial analysis and grain size. The results show that the total moisture of dust from crusher is over 6%, higher than that of coal conveyor belt, which is less than 3%. The both grain size is approaching and the most is beyond 2 μm. The blending coal can generate some dust when the moisture is below 6%, which is less than the average and minimum moisture. And the measured result is 30 mg/m3, which is far below the minimum explosible concentration, with higher safety.

Key Wordsdustmoisturesize distributionconcentration of dustcombustion-explosion properties

(收稿日期：2015-12-28)

作者简介陈细涛，男，1984年生，硕士，工程师，从事安全与环保技术研究工作。