东欢坨选煤厂干选系统及配套设施粉尘综合治理实践

柯 健

(开滦(集团)有限责任公司 东欢坨矿业分公司选煤厂，河北 唐山 064002)

东欢坨选煤厂隶属于开滦(集团)有限责任公司，是一座原设计能力为1.5 Mt/a的矿井型动力煤选煤厂，后经改扩建，矿井生产能力达到4.5 Mt/a，现有选煤工艺为：50～30 mm粒级采用ZM600矿物高效分离机干法分选；30～8 mm粒级采用两产品重介质旋流器分选[1-3]。东欢坨选煤厂干选系统是由FGX干选系统升级为ZM600矿物高效分离机的，在处理能力提升的同时对配套的原煤仓下给煤机和相关转载带式输送机也进行了同步升级，改造后干选系统除可入选>30 mm粒级分级筛筛上产品，还可根据生产需求调整入选物料的粒级配比。此外，为保证ZM600矿物高效分离机入选原煤在最佳粒度范围，在原煤仓上还加装一台反击式破碎机。因入选原煤粒度降低，系统产生的粉尘量相应增加，加之干选车间增加了转载带式输送机，也增加了粉尘产生点。选煤厂干选系统及配套设施粉尘产生量大，现场作业环境恶劣，随着环保要求的日益严格和停产限产等环保措施的落实，企业环保压力倍增，粉尘问题已经关系到生产能否正常有序进行，为此选煤厂必须解决粉尘问题。[4-5]。

1 存在问题

(1)ZM600矿物高效分离机控制粉尘的关键在于机体内形成的负压，负压形成源于布袋除尘器启动后的外排风。而现有外排风系统的吸风口只在筛床上部，对距离外排风口较远的带式输送机导料槽处的粉尘抽吸作用较差，导致带式输送机导料槽处的粉尘外溢。此外，因布袋除尘器在系统开车进行前清灰作业，也造成了带式输送机转载点产生大量粉尘[6-8]。

(2)改造前，系统只能入选1#、2#原煤仓上振动筛分级之后的筛上产品，通过对217#带式输送机进行改造，可将振动筛分级后的<30 mm粒级筛下产品给入ZM600矿物高效分离机进行分选，因进入干选系统的原煤粒度降低，粉煤量增加，仓下带式输送机转载产生的粉尘随之增加，而仓下无除尘设施，因此造成粉尘量过大。

(3)为保证干选系统入料粒度，在原煤仓上增加了反击式破碎机，从而增加了粉尘产生点，受制于有限的厂房空间，配套的除尘设施无法安装，造成粉尘污染严重。

2 改造措施

(1)干选车间内增设除尘设备，提升除尘能力。ZM600矿物高效分离机有2个工作单元，为增加每个单元的除尘能力，在每个单元的布袋除尘器前增设重力沉降室进行预先除尘，重力沉降室预除尘效率可达60%，减轻了布袋除尘器的处理负荷。此外，将每个单元的单布袋除尘器改为双布袋除尘器，布袋除尘器外形尺寸为3.55 m×10.5 m，处理风量为75 000 m3/h。双布袋除尘器可实现循环卸料，解决了单布袋除尘器因反吹卸料时造成的系统失压问题，可保证ZM600矿物高效分离机机体内维持稳定的负压[9-10]。

(2)在干选车间内的矸石带式输送机机尾导向溜槽加装负压风直引管路，利用改进后ZM600矿物高效分离机机体除尘系统的富余能力，将转载点粉尘收集至外排风沉降室进行沉降，以降低干选车间粉尘浓度，充分发挥布袋除尘器处理能力，提高车间环境质量，消除粉尘爆炸的危险性。

(3)为外围配套设备增设除尘设备。为控制入选原煤粒度，在原煤仓上安装1台破碎机，为控制破碎机处的粉尘浓度，安装了1台布袋除尘器，因仓上安装布袋除尘器不仅场地受限且无法处理布袋除尘器富集的粉尘，所以只能将布袋除尘器安装于仓下室外。为此延长布袋除尘器的入料管，将入料管从仓上破碎机吸风口延长到仓下布袋除尘器，并设置布袋除尘器的粉尘收集箱，待清灰作业结束后，富集的粉尘由铲运车辆统一清理。此外，在原煤仓下增设5台布袋除尘器，为每台给煤机落料点、带式输送机转载点增加布袋除尘器直引装置，为粉尘多的矸石带式输送机入料溜槽至卸料转载点加装负压风直引管路，通过引风机产生的负压风，将转载点的次生粉尘直接引入布袋除尘器集中处理。布袋除尘器能捕获的粉尘微粒最小可达0.1 μm，可有效降低干选车间粉尘浓度，提高车间环境质量，消除车间粉尘爆炸的危险性[11-13]。破碎机处和新增的5台布袋除尘器的技术参数见表1。

表1 破碎机处和仓下新增5台布袋除尘器的技术参数

(4)优化控制程序，使所有除尘器通过PLC实现远程集中控制。由于原系统启车前布袋除尘器需要进行清灰操作，导致在系统带料前，产品输送带上只有煤粉，设备启动时转载点会产生大量粉尘。通过程序优化，延时启动清灰操作，在干选系统带料之后启动清灰系统，使精煤在转载过程中会覆盖部分粉尘，同时开启的转载点自动喷雾系统，即可有效降低次生粉尘浓度。

(5)在带式输送机转载点加装自动喷水灭尘装置。通过对现场带式输送机运转和输送带上堆煤厚度变化进行观察分析，设计出一套通过监测输送带上煤量变化，对转载点进行自动喷水的装置。整套装置由支撑架、监测臂、接近开关、电磁阀及流量控制阀等部件组成。当带式输送机带物料运转时，物料会推动监测臂动作，接近开关控制电磁阀门及流量控制阀门打开，完成自动喷水，有效抑制了转载点粉尘的产生[14-15]。

3 改造效果

为评定除尘效果，在车间内不同位置设置监测点，监测粉尘浓度，治理前后各监测点的粉尘浓度见表2。由表2可知：引风机排风口粉尘浓度为由改造前的15.6 mg/m3降低到4.5 mg/m3；干选车间粉尘浓度降至4.0 mg/m3，约为改造前浓度的25%；干选车间内矸石带式输送机转载点粉尘浓度降至20.0 mg/m3，粉尘浓度约为改造前的13.3%；仓上破碎机为后期改造加装设备，仓上无专用厂房，为露天设备，后对破碎机封闭，加装布袋除尘器于仓下，延长吸风管路至破碎机处，破碎机现场粉尘浓度测定为9.5 mg/m3。监测数据表明：除尘设备加装后，生产中粉尘浓度满足现有环保法规要求。目前相关除尘设备已加入企业环保通APP，政府监管部门随时监察设备运行情况。

表2 治理前后的粉尘浓度实测结果对比

4 优化建议

东欢坨选煤厂除尘改造取得了良好效果，但仍存在一些问题，例如：仓上破碎机除尘器吸风口至布袋除尘器主机管路太长，造成系统阻力增大，功耗损失；仓上、仓下除尘器富集粉尘为干粉，在生产转运过程中仍有爆炸的危险；ZM600矿物高效分离机的除尘系统没有粉尘检测装置，无法实时监测除尘效果；自动喷水除尘装置喷头为低压喷头，用水量大，导致带式输送机机头和机尾的卫生工作量大，当煤量小时，接近开关频繁动作易造成喷雾间断工作，对管路冲击大。因此提出以下优化建议：

(1)采用除尘洗气机替换布袋除尘器。仓上、仓下为布袋除尘器，布袋除尘器存在需定期更换布袋，维护量大，对煤尘的含水量敏感等劣势，粉尘富集在收集箱，通过铲车集中处理，在清理过程中仍然会产生粉尘，存在爆炸危险，因此可考虑采用AB-S-7.5#除尘洗气机替换现有仓上、仓下布袋除尘器。除尘洗气机相较于布袋除尘器占地面积小，功耗更低，仓上安装时主机可直接布置在破碎机附近，降低系统阻力，使布置更合理；除尘洗气机通过叶轮旋转使粉尘与洗涤液混合，实现空气中的有害粒子与洗涤液结合，净化后的空气可直接排入大气，分离后的洗涤液经过管路输送到矿井沉淀池，通过污水处理中心集中处理，在消除爆炸危险的同时也解决了富集煤尘处理的问题。

(2)完善粉尘检测和除尘控制系统。ZM600矿物高效分离机布袋除尘器的入料端和排料端的风压、风速、粉尘浓度等参数和ZM600矿物高效分离机系统内与外界大气的负压差需要实时监测，因此需在适当的位置加装风压、风速、粉尘浓度等传感器，并完善除尘控制系统，实现智能控制除尘系统启停车、实时调节系统风压等操作，保证除尘系统工况稳定，实现设备在线监测，并建立自己的粉尘治理数据库。

(3)安装干雾抑尘装置。将物料转载点的自动水雾除尘装置改为微米级干雾抑尘装置，并且对矸石带式输送机尾部受料点进行密封。微米级干雾抑尘装置的耗水量小，可有效减少粉尘外溢，同时还可减少因水量过大而造成的卫生问题，并且还可将皮带秤上的物料数据作为控制自动喷水灭尘装置的电磁阀开度信号，增加喷雾精度。

5 结语

东欢坨选煤厂尘源较多，通过喷水降尘、布袋除尘器将尘、工艺流程优化降尘等措施，使现场粉尘浓度降低，符合环保要求，但是还存在着富集煤尘的转运，喷水降尘装置使用寿命、用水量较大，除尘设备的除尘能力和功率不能调节等问题。随着技术的进步，选煤厂粉尘治理的选择性越来越多，各厂可根据现场实际情况选择合适的除尘设备，以提高除尘效率，降低粉尘爆炸危险性，满足环保要求，大力推动选煤企业的可持续发展。