选煤厂装载点粉尘治理技术参数优化和治理效果分析

王池延

（晋神能源有限公司沙坪洗煤厂，山西 忻州 036500）

选煤厂为对煤炭进行分选，从而能够对煤炭质量进行分类的场所。选煤厂在实际生产过程中，除了重介车间、跳汰车间外，其余车间均会产生严重的粉尘污染。选煤厂现场的粉尘污染不仅会严重影响作业人员的身心健康，而且还容易引发煤尘爆炸，存在极大的安全隐患。虽然在实际选煤过程中采取了一定的降尘措施和方法，但是对应的实际降尘效果并不是很理想，即除尘效果还有极大的提升空间[1]。本文重点对选煤厂装载点粉尘浓度超标的问题进行解决，并对相关治理技术涉及到的参数进行优化，最后对治理效果进行分析。

1 选煤厂装载点粉尘浓度的测定

本节将依据相关标准和测试仪器对选煤厂装载点的粉尘浓度进行测定。根据选煤厂装载点粉尘浓度的测定结果对后续相关治理参数的优化提供依据；同时也对治理效果的改善进行量化对比研究。

1.1 测试仪器及方法

选煤厂中的粉尘以煤尘为主，其主要成分为处于游离状态的二氧化硅。煤尘浓度的大小直接决定了其爆炸特性、自燃倾向性等参数[2]。本次测试的主要对象为煤尘和粉尘。对于煤尘而言，主要对其游离的二氧化硅、爆炸特性以及自燃倾向性进行测试，不同测试项所参照的标准及涉及到的相关设备如表1 所示。

表1 煤尘性质参数的测试标准及设备

针对粉尘浓度的测试，主要参照《作业场所空气中粉尘测定方法》的相关要求执行。涉及到的测试仪器包括AQF-1 粉尘采样器、过氯乙烯纤维滤膜、干燥器以及电子天平。

针对粉尘或者煤尘分散度的测试，主要参照《粉尘浓度和分散度测定方法》的相关标准要求执行。涉及到的测试仪器包括有AQF-1 粉尘采样器、过氯乙烯纤维滤膜、载玻片、计数器、显微镜等[3]。

1.2 测试结果

针对选煤厂转载点处粉尘浓度的测试，结果如表2 所示，本次测试主要对筛分破碎车间、301 转载点中间位置以及104 下转载点机尾处的粉尘浓度进行测定。

表2 转载点粉尘浓度测定结果mg/m3

2 转载点粉尘浓度治理及控制

2.1 转载点粉尘浓度治理方案的初步设计

结合上述针对选煤厂转载点处粉尘浓度、分散性以及自燃倾向性和爆炸特性测试结果，本节重点对转载点处粉尘浓度的治理进行研究，并制定如下粉尘治理方案：

1）针对装载点粉尘浓度和部分呼吸性粉尘浓度超标的问题，在转载点加装专门设计的弓形导料槽；同时，在弓形导料槽的孔口位置安装挡尘帘。

2）在距离弓形导料槽一定距离处加装扁膜除尘器。对于扁膜除尘器而言，需根据装载点处落煤及其管道的不同进行对应性设计。

3）在弓形导料槽的孔口位置安装自动喷雾装置，在喷出水雾的作用下避免粉尘的二次飞扬。

注：上述三项举措需具体结合实际情况合理采用，并非三项措施均采用就可达到最佳的降尘效果。

2.2 转载点粉尘治理具体方案及优化

以104 下转载点机尾处为例，首先在转载点处加装了导料槽。通过仿真分析可知，在104 下转载点机尾处安装导料槽后，该位置的粉尘质量浓度从135 mg/m3～175 mg/m3降低为27 mg/m3～60 mg/m3；说明加装导料槽后对转载点处的粉尘具有明显的治理效果。

但是，由于导料槽本身结构存在不可避免的缝隙，部分粉尘通过缝隙向空间中辐射，从而导致转载点处的粉尘浓度仍大于国家标准的最低限值20 mg/m3。因此，在加装导料槽的基础上还需加装除尘器对空间中的粉尘进行处理[4]。实践表明，加装除尘器后现场空间的粉尘质量浓度由27 mg/m3～60 mg/m3降低为10 mg/m3～23 mg/m3。

从理论上讲，对于转载点加装的导料槽而言，其长度是影响最终粉尘治理效果的参数；而对于除尘器而言，其安装位置是影响最终粉尘治理效果的参数。因此，可通过对导料槽长度和除尘器安装位置的合理设置达到最佳的治理效果。

2.2.1 除尘器安装位置的优化

当转载点安装导料槽后，转载点处煤炭下落所产生的冲击波可将导料槽内气流速度达到0.35 m/s；粉尘在上述气流的作用下仍可通过导料槽本身结构的缝隙传输至空间中。因此，有必要通过安装除尘器消除上述气流造成的正压作用。

通过测试可知，以小料管和导料槽的交点为起点算起，沿着导料槽4 m 的范围之内可形成正压作用；同时，为保证除尘器避开气流高速区，应当将除尘器安装在沿导料槽1.6 m～4 m 的区域内。通过仿真分析可知：当除尘器安装于沿导料槽1.6 m～2.7 m 的区域内可有效解决正压作用的问题；且在沿导料槽2.3 m处处于负压状态，可避免粉尘泄露于空间中[5]。

2.2.2 导料槽长度的优化

目前，导料槽的长度为20 m，此时存在粉尘通过缝隙外漏的情况。因此，本次仿真对不同导料长度下其内部压力和速度的分布情况进行模拟；即当导料槽内部的压力为负压或0 时即防治粉尘外漏。

经仿真分析，当导料槽长度为9.2 m～11.5 m 时均可解决正压作用导致粉尘外漏的问题。

3 结语

实践表明，选煤厂中除了重介车间、跳汰车间外，其他车间在实际生产中会产生较为严重的粉尘污染，并以转载点处的粉尘浓度最高，导致现场人员的身心健康造成损害的同时也对现场设备及生产的安全性造成隐患。本文以104 下转载点为例对改善粉尘浓度效果的措施进行研究，并结合该转载点的实际情况确定出最佳的治理方案，并总结如下：

1）在常规粉尘治理举措的基础上，还应在转载点处通过加装导料槽、挡尘帘和除尘器等装达到改善粉尘治理效果的目的；

2）以104 下转载点机尾处的粉尘治理为例，其对应的导料槽的长度最优为9.2 m～11.5 m，除尘器的最佳安装位置为沿导料槽的1.6 m～2.7 m 之间。