微雾除尘技术的研发设计与应用

张华峰

摘 要：本文主要介绍了微雾除尘用于煤矿在破碎过程中，产生的大量煤尘，对人和空气造成危害的难题，为了解决煤矿地面成品煤生产系统中在破碎、筛分、配煤过程中粉尘、扬尘的抑制问题，我们通过多方考察、调研，并根据工程需要研制开发了煤矿地面成品煤生产系统微雾除尘系统，该系统结构简单，自动化程度高，能够有效抑制破碎、筛分、配煤过程中产生的粉尘、扬尘。

关键词：微雾；声波震荡器；PLC程序控制

中图分类号：X964 文献标志码：A

1 国内外相关科学研究发展现状、存在问题及发展趋势

在选煤过程中由于将煤块破碎而产生的大量煤尘，这些即时工人带有防护（灰尘）口罩，由于煤尘粒度较小，极易造成人员吸入身体内，严重危害工人的身体健康，对周围环境造成污染，另一方面，粉尘浓度过高潜伏着爆炸的危险，悬浮的煤尘也是造成煤矿煤尘爆炸的主要原因之一。为了解决煤矿地面成品煤生产系统中在破碎、筛分、配煤过程中粉尘、扬尘的抑制问题，我们通过多方考察、调研，并根据工程需要研制开发了煤矿地面成品煤生产系统微雾除尘系统，该系统结构简单，自动化程度高，能够有效抑制破碎、筛分、配煤过程中产生的粉尘、扬尘。微雾除尘

2 微雾除尘技术的主要结构及原理

以中联润世新疆煤业有限公司地面成品煤生产系统为例，根据我们实地的考察、网上资料、和调研结果，结合该矿地面生产系统实际情况，我们针对性做出以下设计：

（1）系统采用PLC程序控制，通过检测汽车卸车信号和物流传感器信号自动投入运行。

（2）具有RS-485通信协议，可反馈喷雾、停止喷雾、过滤器堵塞、电伴热带工作、气压低、水压低、系统自动/手动运行状态等信号。

（3）集中控制系统将微雾抑尘机与现场地面生产设备的控制信号联动，以便实现集中控制。

（4）微雾抑尘控制可实现就地、自动、远程3种控制模式。通过PLC设置接口修改喷雾周期及管道吹扫时间等。就地控制模式时，通过就地按钮进行启停控制，每个水气分配器对应一个就地按钮。系统应配有手动/自动转换开关以及远程/就地选择开关，并分别提供开关位置信号给集中控系统。

（5）物流传感器选用为进口传感器，传感器必须防尘、防水，防护等级IP65。

（6）微雾抑尘装置具备向远方反馈系统内部各种报警及运行信号的功能（包括开机、关机、电伴热带工作、过滤器堵塞、气压低、水压低、微雾抑尘装置自动/手动运行状态指示等信号）。

（7）微雾抑尘装置需要具备防止物料撞击喷嘴、喷嘴自净、自动反冲洗过滤、自动吹扫排水，供水、供气管道及其他附属设施均配置电伴热带加热及保温防冻等功能。

（8）反冲洗过滤器壳体材质为碳钢，其过滤滤芯、滤框、滤网等均为不锈钢材质，过滤器连接形式为法兰连接，密封件材质为耐油石棉、丁腈橡胶、聚四氟乙烯。最大流量：大于10m?/h，耐压等级1.6MPa，精度为100um，且具有自动清洗排污功能。

（9）每套系统配置的接线箱、控制箱和控制柜等，应采用碳钢喷塑材质箱（柜）体。低压电控箱和电动机进线口应采用防爆电缆密封头，不锈钢材质。

（10）管道的连接，除与设备及附件连接采用法兰或丝扣连接外，其余均采用焊接连接。

（11）防腐：对所有结构件进行喷砂除锈防腐处理，两遍底漆，两遍面漆。

2.1 微雾除尘技术的原理

國内煤矿的每块或散煤从井下运输到地面后，要进行选分处理，将煤块按规格大小进行分类，对较大的煤块（煤炭）进行破碎、筛分作业是将大块煤炭破碎后，再进行洗选处理，煤块在破碎的过程中，易产生大量的煤尘，悬浮在空中，在此工位点加装微雾除尘装置有效解决煤尘问题。

当物料转运、卸料作业时，作业之前开启喷雾系统。电控系统自动打开电磁阀、控制器，将空气、水输送到各尘点的上方，由特制的超声波雾化喷嘴雾化除尘喷嘴喷出成千上万的1μm～10μm的水雾，水雾均匀喷射在起尘处，使附近充满水雾，持续喷雾30s。雾珠能附着在粉尘之上，粉尘颗粒聚成团后沉降，直至将粉尘完全抑制在其中。

微雾除尘系统是由压缩空气驱动的声波震荡器，通过高频声波将水高度雾化，从而形成上千上万个1μm～10μm大小的水雾颗粒。压缩气流通过喷头共振室将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，粉尘聚结而坠落，达到除尘目的。喷雾除尘相比传统的粉尘治理方式（布袋式等）喷雾雾除尘是理想的粉尘治理方式，其优势不仅在于低廉的造价、控制简单、维护方便，而且除尘效果显著、低能耗、稳定性更是其他除尘方式所不能比拟的，特别是无须收集和输送含尘气体，省去了收尘罩、风机、风管等装置设备，更不会造成二次污染。

2.2 微雾除尘装置基本参数（表1）

3 技术推广应用

我公司在前期针对煤矿地面成品煤生产系统物料在装卸、运转、破碎、筛分、混合和清扫等过程中粉尘的产生和扩散进行了实地调研和方案讨论基础上，于2016年底，系统投入运行至今。经过一年多的生产运行，圆满地完成了各项研究内容。取得如下成果：

（1）微雾除尘系统在起尘点，粉尘点喷雾，源头除尘，效率高除尘效果显著、低能耗、稳定性好，特别是无须收集和输送含尘气体，省去了收尘罩、风机、风管等装置设备，更不会造成二次污染。

（2）微雾除尘系统在煤矿地面成品煤生产系统的应用，有效地抑制了破碎、筛分、配煤过程中产生的粉尘、扬尘，降低了粉尘对现场工作人员的危害，确保了从业人员的生命健康和预防事故的发生，取得了显著的经济效益和社会安全效益。

参考文献

[1]龚顺镒.工业控自自动化实用技术手册[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.