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河南省新郑煤电有限责任公司完成单位：河南省新郑煤电有限责任公司完成日期：2012年11月5日技术研究报告题目：筛选厂除尘系统优化升级研究及应用目录一、前言............................................错误!未定义书签。二、现状及研究必要性...................................错误!未定义书签。三、研究目标及依据...........................................2四、优化方案的选定及关键技术...............................5五、应用效果及效益分析.....................................14六、结论及建议.......................................15除尘系统优化升级研究及应用1一、前言随着社会的进步和我国社会经济的发展，环境保护已成为我国的一项基本国策，作为国民经济重要行业的煤炭行业也相应提出了建设绿色煤矿，奉献绿色能源的可持续发展策略。近几年煤炭产量发展迅速，机械化水平大幅度提高，煤矿在开拓、掘进、回采、提升运输、筛选等生产过程中会产生大量的煤尘，严重威胁矿井的安全生产和职工的身体健康，是煤矿五大灾害之一。而煤矿粉尘的危害性主要表现在4个方面，一是煤尘的自燃性和爆炸性，煤尘爆炸危险普遍存在，危害严重。中国煤矿爆炸危险普遍存在，2007年国有重点煤矿有548处矿井煤尘有爆炸危险，占87.4%。二是严重的职业危害，据统计，目前仅煤炭行业尘肺病人数已超过20万，接近我国各行业肺患病人数的一半，而且每年还在增长，每年因尘肺死亡2500～3000人。三是降低了工作场所的能见度，煤尘浓度高，将导致工作场所能见度极低，往往导致误操作，增加工伤事故的发生。四是加速机械磨损，缩短精密仪器的寿命等。因此，有效控制粉尘，降低粉尘浓度，改善工作环境、杜绝煤尘事故，是煤矿安全生产的一个重要环节，抓好矿井综合除尘工作，对促进矿井安全生产，保障职工身体健康具有重大意义。二、现状及研究必要性新郑煤电公司在建矿之初就对煤尘治理工作高度重视，目前在井下各地点广泛使用自动喷雾降尘装置，取得了良好的效果。除尘系统优化升级研究及应用2筛选厂因需对原煤进行多次筛选、转载，在生产过程中煤尘扬尘大且尘源点较多（四台螺旋筛、主皮带机头、各个转载点处的煤尘），严重时空气中煤尘浓度可高达到3g/m3以上,严重的污染了工作环境，直接影响着现场操作人员的身心健康，同时因我公司地面筛选系统与职工生活场所在同一区域，日常生产会给周围的职工生活宿舍带来污染，严重影响我公司的安全文明生产。目前筛选厂主要采用对设备密闭、辅助喷雾降尘等方法进行煤尘治理，采用设备密闭方法时因会影响筛选设备的日常检修，且治理效果不明显；而在采用喷雾降尘时，因喷雾易造成原煤湿度增大影响筛选效果，仅能在主皮带机头处安装喷雾，同时喷雾造成的积水无法及时排除，会影响到筛选煤楼的文明生产，且煤尘中大量的煤粉将流失造成浪费。因此，需对筛选厂降尘进行优化升级研究，采用一种新的降尘设施来对筛选厂煤尘进行综合治理，给职工提供一个良好的工作、生活环境，为我公司创造良好的卫生环境。三、研究目标及依据1、优化升级研究及应用需到达的目标1.1、除尘系统设计除尘效率将达95%以上，通过粉尘治理，使岗位粉尘污染降到最低程度，将煤尘浓度降到1g/m3以下。1.2、除尘系统噪音污染应不大于40分贝。2、方案确定的理论依据除尘系统优化升级研究及应用3目前应用的除尘设备按捕集机理可分为机械除尘器、电除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器等。机械除尘器依靠机械力将尘粒从气流中除去，其结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高；电除尘器利用静电力实现尘粒与气流分离，常按板式与管式分类，特点是气流阻力小，除尘效率可达99%以上，但投资较高，占地面积较大；过滤除尘器使含尘气流通过滤料将尘粒分离捕集，分内部过滤和表面过滤两种方式，除尘效率一般为90%～99%，不适用于温度高的含尘气体；洗涤除尘器用液体洗涤含尘气体，使尘粒与液滴或液膜碰撞而被俘获，并与气流分离，除尘效率为80%～95%，运转费用较高；为提高对微粒的捕集效率，正在研制荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等综合几种除尘机制的新型除尘器。目前除尘技术投入实际生产应用的主要有布袋除尘技术、静电除尘、湿式除尘器三种，其工作原理及优缺点如下：2.1、布袋除尘技术布袋除尘技术工作原理：⑴重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，在重力作用下沉降下来，这和沉降室的作用完全相同。⑵筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时，粉尘在气流通过时即被阻留下来，此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时，这种作用就比较显著起来。除尘系统优化升级研究及应用4⑶惯性力作用——气流通过滤料时，可绕纤维而过，而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下，仍按原方向运动，遂与滤料相撞而被捕获。⑷热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下)，随气流运动，非常接近于气流流线，能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后，便改变原来的运动方向，这就增加了粉尘与纤维的接触机会，使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细，空隙率越小、其捕获率就越高，所以越有利于除尘。袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99%以上，而且其效率比高。2.2、静电除尘静电除尘器的工作原理：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。除尘系统优化升级研究及应用5静电除尘器净化效率高，适用于微粒控制，对粒径1-2μm的尘粒效率可达98%-99%；阻力较低，仅为100-200Pa；可以处理高温的气体（400℃以下）；适用于大型工程，处理量愈大，经济效果愈明显。但是静电除尘器存在以下缺点:结构较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高；设备庞大，占地面积大；对粉尘的比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率；受气体温、温度等的操作条件影响较大；投资较大。2.3、湿式除尘器利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化，这类净化设备叫做水膜除尘器。包括冲击水膜、惰性（百叶）水膜和离心水膜除尘器等多种。其工作原理为：含尘气体由简体下部顺切向引入，旋转上升，尘粒受离心力作用而被分离，抛向筒体内壁，被简体内壁流动的水膜层所吸附，随水流到底部锥体，经排尘口卸出。水膜层的形成是由布置在筒体的上部几个喷嘴、将水顺切向喷至器壁。这样，在简体内壁始终覆盖一层旋转向下流动的很薄水膜，达到提高除尘效果的目的。湿式除尘器结构简单，金属耗量小，耗水量小。其缺点是高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象。四、优化方案的选定及关键技术1、优化方案的选定除尘系统优化升级研究及应用6为了最大限度的减少生产过程中煤粉的损失和对环境的污染，我们首先对兄弟单位筛选厂除尘治理情况进行了走访，并对国内比较具有规模的除尘器生产厂家进行了考察，对除尘器的技术水平、生产能力以及粉尘治理业绩进行了调研，选择国内水平先进、技术成熟并具有成功的案例的方法作为我们优化改造的方案选择。根据我们考察，国内目前大多数生产除尘器的厂家都着重致力于燃煤电厂及其它行业的环保产品和各类环保治理系统的研究与开发，对粉（烟）尘治理、污水处理等技术进行了系统的实验研究，开发生产了多种用于粉尘治理的环保产品，并且不断的对各类粉（烟）尘治理的各种除尘器包括与除尘器配套的除尘风机、自动控制产品进行研究和创新，可向用户提供成套的各类环保产品并可根据用户的现场情况进行有针对性的系统改造。特别是袋式除尘器应用越来越广泛，我们还走访了一些已经利用袋式除尘器对筛选系统进行粉尘治理改造的兄弟单位筛选厂，大部分都显现了较好的粉尘治理能力和排放指标，性能稳定、运行可靠、效果良好，综合起来有以下几方面特点：①、在性能上袋式除尘器的效率普遍达到了比较先进水平，可以满足较高的排放要求，还能够对微细粉尘和含湿量大、粘度高、易燃易爆粉尘进行治理。②、除尘系统的整体结构比较紧凑、占地面积小、安装方便、可以做到不影响原设备的操作和维护。除尘系统优化升级研究及应用7③、除尘系统的设计和布置合理，系统的阻力比较低，并采用高效风机，能耗比较低，节能效果显著。④、除尘系统的运行比较稳定，设备运行可以进行自动控制，维护量低或无人管理，基本能保证安全可靠长期运行。同时，经现场观察研究，造成筛选厂筛选系统煤尘较大的主要原因有：①、物料的传送速度快、冲击力大、易飞溅。②、没有密封防尘罩和除尘器，产生的粉尘直接介入了车间空气中。③、敞开式卸料管道、落差大，易产生煤尘。综上所述，经综合分析考虑，决定采用袋式除尘器作为我公司筛选厂除尘系统优化升级的主要设备。2、除尘方案2.1、螺旋筛的除尘方案：对螺旋筛进行密封工作，在每台的螺旋筛做一个用钢板做成整体防尘罩，并且在每级的防尘罩的两边设置两扇门，门应不影响正常检修为准，以方便处理事故，然后增加除尘管路，使其密封区内界空气与外界空气形成局部的负压，将扬起的煤尘全部收走。根据现场观察螺旋筛煤粉扬尘情况将两条线的扬尘分开处理防止互相干涉影响除尘效果，每条线的上下两台螺旋筛可共同采用LBL5×6×10分室逐行脉冲袋式除尘器将煤尘处理。2.2、主皮带机头和转载点除尘方案：除尘系统优化升级研究及应用8在主皮带机头和转载点采用分支管道接入每条线的除尘器内来处理主皮带机头和转载点的扬尘。2.3、在每个扬尘点设置离心式通风机，用通风机将各地点的含煤尘气体从吸尘罩经风筒排至脉冲布袋除尘器处，每个扬尘点（四台螺旋筛、主皮带机头、各个转载点）的除尘管道都加装风量分配调节阀，以调节各扬尘点的需求风量大小以达到最佳除尘效果。2.4、风管在现场应用中应遵循的标准为：除连接口外，风管宜采取圆形截面，尽量减少弯管，弯管半径取R＝(1.5～3)D(D为风管直径或当量直径)；风管内风速：倾斜管道宜取12m/s～16m/s(煤粉管道与水平面倾斜角度宜大于70°），垂直管道宜取8m/s～12m/s，水平管道宜取18m/s～20m/s；风管系统布置需防止管道积灰，不宜设置水平风管，必须设置时应尽可能短且便于清灰，易积灰的地方设置清灰孔并采取防漏风措施；处理热烟气时，风管与除尘器的进出气口法兰之间安装膨胀节；风管应根据使用工况进行相应的防腐处理；风管系统的适宜部位可装设阀门，在除尘器进口主风管上应设置气动阀门，采用法兰连接的风管应在法兰连接处采取密封措施。2.5、吸尘罩的设置靠近尘源，使罩口迎着粉尘散发的方向。其结构形式应便于安装和拆卸操作。从环境进入吸尘罩的风量应适当，由尘源与吸尘罩边缘缝隙吸入环境空气的流速应控制在0.25m/s～0.5m/s。吸尘罩抽气口不宜设在物料处于搅动状态的除尘系统优化升级研究及应用9区域附近。对粉状物料，抽气口截面风速1m/s左右为宜；对块状物料，抽气口截面风速应不大于3m/s。在几个支风管向一个总风管汇合或总风管分为几个支风管时，必须进行阻力平衡计算，根据风量确定各风管的截面积，必要时可在支风管上加装阀门调整风量。2.6、吸风管路及吸风罩选材：主管路采用直径为950mm的圆管，从除尘器安装至50螺旋筛中间位置，一直延伸至13螺旋筛，13螺旋筛至上仓皮带机尾采用直径为400mm的圆管，50螺旋筛和13螺旋筛顶部安装吸