单流体高压微米级喷雾抑尘技术在输煤皮带系统应用的优越性.docx
《单流体高压微米级喷雾抑尘技术在输煤皮带系统应用的优越性.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单流体高压微米级喷雾抑尘技术在输煤皮带系统应用的优越性.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
单流体高压微米级喷雾抑尘技术在输煤皮带系统应用的优越性
单流体高压微米级喷雾抑尘技术
在输煤皮带系统应用的优越性
一、火力发电厂输煤皮带系统的粉尘污染现状及特点
火力发电厂输煤皮带系统由于导料槽设计原因，致使煤料在转载落料时挤压落料空间空气，造成正压气流并带起大量颗粒较细的粉尘从落料口（皮带尾部溜槽）的前后出口溢出，同时一部分气流更是直冲到落料口上端（皮带头部溜槽）带出大量粉尘颗粒至作业空间，形成作业空间内粉尘重度污染。
落料高度差越大的转载点，污染越严重。
同时在输煤系统内的生产设备如振动筛、粉碎机、犁煤机也是粉尘大量发生的重点污染点。
尤其是粉碎机下的皮带受粉碎机鼓风效应的影响在皮带流槽内的正压风更强，带出的粉尘更多。
上述污染点粉尘发生有以下特点：
●均属于无组织排放污染形式，粉尘难以捕捉。
●在溜槽内受正压风影响较大。
●粉尘颗粒较细。
●较短时间造成作业场所空间内粉尘严重超标，职工的健康受到严重危害。
二、通常采用的治理办法
目前国内在输煤皮带粉尘治理上主要采用两种办法：
1.负压除尘器2.喷淋系统。
★负压除尘器有很多形式目前最为广泛采用的是布袋除尘器，他的主要原理是由负压风机将灰和空气的混合物经管道，抽到布袋除尘器内。
通过布袋的过滤作用，将灰和空气分离。
空气由布袋内部经负压风机出口排入大气.灰由于重力的作用，经锁气阀落入灰库。
★喷淋系统是在粉尘发生点加装水喷淋装置是煤的湿度增加达到不易起尘的目的。
以上两种办法在输煤皮带转载应用的缺陷和弊端：
1、负压布袋除尘器：
影响布袋除尘器的因素有过滤风速、压力损失、滤料的性质、清灰方式等。
它存在以下缺点：
1）布袋吸水性大，容易结垢，不抗静电，不阻燃，长期工作通气性差，影响除尘效果。
2）除尘器在清灰过程中产生二次污染。
3）除尘器清灰不合理和不科学时会造成能源损耗。
无论设备产量的大小，除尘器均在设定的时间内进行清灰，当粉尘量大于除尘器反吹设定时间时，除尘器产生运动阻力，影响除尘效率，又使电机超负荷运行容易将电机损毁。
4）设备容易老化，维护成本高，维修工作量大，使用寿命短，并且占地面积较大。
5）当污染源分散时粉尘难以收集，并且当一些特性粉尘（如：
煤粉尘）达到一定浓度时，就会在高温、明火、电火花、摩擦、撞击的情况发生爆炸。
6）选用滤料时必须考虑粉尘气体的特性，一般要求其滤料有耐磨、耐腐、阻力低、使用寿命长等特点，从而增加了滤袋的制造费用。
7）滤料的性质决定了布袋除尘器相对于粉尘具有局限性。
8）治理效果差，虽然排放值达到国家允许的50毫克/立方米，但污染现场的治理指标均达不到国家规定的10毫克/立方米。
2、喷淋系统的缺陷有以下方面
1）耗水量巨大；
2）冬季结冻；
3）原料泥清理造成很大处理成本；
4）治理效果差无法达到国家规定的10毫克/立方米的标准。
三、微米级喷雾抑尘技术理论依据
根据美国《煤炭时代杂志》发表的题为“科罗拉多矿业学院解决可吸入尘埃的控制”一文中提到：
水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大为原理,水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时，尘埃颗粒随气流运动时与水雾颗粒发生碰撞、吸附、凝结，形成的尘埃团在重力作用下降落，从而达到过滤尘埃的目的。
微米级喷雾抑尘技术特点如下：
◆在污染的源头——起尘点进行粉尘治理；
◆抑尘效率高，特别是针对10μm以下可吸入性粉尘治理效果高达96%，避免尘肺病危害；
◆水雾颗粒为3-20微米，在抑尘点形成浓而密的雾池；
◆耗水量小，物料湿度增加重量比0.2%-0.5%，无二次污染；
◆占地面积小，操作方便，全自动控制；
◆设备投入少，运行、维护费用低；
◆适用于无组织排放，密闭或半密闭空间的污染源；
◆大大降低粉尘爆炸几率，可以减少消防设备投入；
四、输煤皮带微米级喷雾抑尘应用分析和对比
除去传统的负压式除尘方法和喷淋技术以外，近年来微米级的喷雾由于其耗水量小，技术新颖从而受到越来越多的关注和应用。
本文就以输煤皮带的尾部落料口（溜槽）为例，分析不同的微米级喷雾抑尘的应用缺陷和优势。
1.目前微米级喷雾抑尘系统主要有两种喷雾形式
●双流体气水混合喷雾
●单流体高压喷雾
两种喷雾形式均可以喷出3-20微米的细微雾滴颗粒。
在皮带尾部溜槽的安装方式也基本一致，均采用在尾部溜槽的导料槽密封罩上部安装喷嘴自上而下的进行喷雾覆盖，在导料槽内部形成一个浓密的雾池效果，粉尘随着皮带运动的方向和正压风的引导在想前端出口处出来之前通过雾池作用凝结沉降在物料表面。
如图：
导料槽前端出口处，通常采用皮带胶帘或者柔性材质挡帘。
2.双流体气水喷雾实际安装应用缺陷分析
采用双流体气水喷雾形式安装后，导料槽前端出口处会溢出大量的雾，主要原因有以下几点：
●导料槽内原有空间内就受到物料下落而造成的正压风的影响，灰粉大量从导料槽前端出口处喷出，安装喷雾装置后又增加了导料槽内部空间的正压，从而使正压能量更足，导致很多灰粉尚未沉降就被正压风吹出了导料槽内部，直接吹到皮带廊道内。
●雾滴颗粒细，沉降时间较长，造成很多凝结水雾的粉尘颗粒来不及在有限的导料槽空间内沉降。
●目前市场双流体喷雾技术可选性喷嘴较少，喷雾粒径范围较单一，均为细微水雾颗粒，和粉尘凝结后无法做到快速沉降。
3.单流体高压喷雾在输煤皮带应用的优势分析
1）治理效果分析
采用单流体高压喷雾形式安装后，导料槽出口处大量溢出水雾的现象几乎消失。
同时粉尘检测值也完全符合GBZ1-2010工业企业卫生设计标准的要求，并通过实验数据证明了粉尘颗粒与喷雾颗粒间的一定关系。
实验选在治理点现场，其条件为皮带宽度1200mm，带速2.5m/s，输煤量1000T/H，煤种为越南煤，小粒径，外水量低；尾部溜槽落料高差6米；导料槽长度3.5米；喷嘴安装14组。
第一组实验喷嘴选型全部为喷雾颗粒10微米，喷嘴喷雾流量4L/H。
第二组实验喷嘴选型全部为喷雾颗粒20微米，喷嘴喷雾流量8L/H。
第三组实验喷嘴选型全部为喷雾颗粒30微米，喷嘴喷雾流量12L/H。
第四组实验喷嘴选型全部为喷雾颗粒50-100微米，喷嘴喷雾流量60L/H。
第五组实验喷嘴选型为4组10微米喷嘴，4组20微米喷嘴4组40微米喷嘴2组50微米喷嘴。
以上5组实验均在喷嘴安装好后皮带运行1小时左右，开始检测。
检测依据GBZ/T192.1-2007（工作场所空气中粉尘测定第一部分：
总粉尘浓度）；GBZ/T192.2-2007（工作场所空气中粉尘测定第二部分：
呼吸性粉尘浓度）。
检测方法总粉尘浓度采用粉尘采样仪固定在三脚架上放置在尾部溜槽作业通道处大约呼吸带的高度以20L/min流量采集15min空气样品；呼吸性粉尘浓度采用粉尘采样仪固定在三脚架上放置在尾部溜槽作业通道处大约呼吸带的高度以20L/min流量采集20min空气样品。
并对照每组检测数据，验证喷雾颗粒对检测的影响，已经是否达到卫生标准要求。
工业场所有害因素职业接触限值（卫生标准）表1
职业病危害因素名称
PC-STEL
（mg/m3）
煤尘
总粉尘浓度
呼吸性粉尘浓度
8
5
实验检测数据如下表2：
实验组数
总粉尘浓度
呼吸性粉尘浓度
第一组
17
1.5
第二组
10
3
第三组
7.5
4.5
第四组
7
5.2
第五组
4.5
2
通过以上数据显示，越细的喷雾颗粒对于呼吸性粉尘的治理效果越好，但是对于总粉尘浓度的控制不如较大颗粒。
如果全部采用大颗粒的雾滴颗粒有很难控制呼吸性的粉尘。
通过数据对比发现要达到总尘、呼尘数据均达标，需要采用大小颗粒结合的办法。
所以第五组数据能够最佳就是最有利的证明，同时也发现将越大颗粒的喷嘴安装在导料槽出口越近的位置，有效的避免了由于喷雾颗粒小而导致的被正压风吹出的现象。
由此更加说明喷雾抑尘的过程不能进重视水雾颗粒的吸附和凝结，更加重要的是如何的快速沉降。
2）高压喷雾的荷电效应
双流体喷雾采用的是6公斤的低压喷雾，单流体高压喷雾采用的是75公斤以上的高压喷雾。
研究表明由于水雾电荷效应，喷雾时一些雾粒自然的带上了电，其带电量取决于喷雾方式，雾粒和尘粒带电提高了捕尘系数。
有人测定了喷雾射流中带电雾粒的相对含量（见表3）。
表中数据表明，雾粒的相对含量随喷射压力的增加而增加。
这时，不管负电荷（曲线1）或是正电荷（曲线2）的变化特性是一样的。
见图3
图3体电荷值与射流压力的关系1-负电荷，2-正电荷
根据射流中雾粒数量和体电荷的测量结果计算出了某些电荷的平均值（见表4）。
从表中不难看出，带电雾粒数随喷射压力增加而急剧增加。
雾粒和尘粒的相互作用力，由电荷的符号、值、雾粒与尘粒的粒度及它们之间的距离决定。
显然，雾粒和尘粒的电荷越多，凝结的效果和降尘效率都越显著。
表3
压力（MPa）
被计算的雾粒数量（粒）
雾粒数量（%）
中性的
正电
负电
喷嘴直径0.8mm
2.5
11098
25.5
28.6
46.9
5
7995
16.6
33.7
47.7
7.5
7756
13.7
34.1
52.2
10
9089
11.7
26.1
61.8
12.5
12052
11.8
22.8
65.4
0.4-0.6
12470
45.5
45.5
29.6
表4
喷嘴直径（mm）
水压（MPa）
雾粒电荷的平均值
带正电的雾粒
带负电的雾粒
0.8
2.6
1600
900
6
2300
1900
7.6
4800
2900
10
7600
4200
12.5
13800
5400
1
2.5
1900
2200
10
8400
8100
12.5
12300
11600
0.4-0.6
800
1600
五、单双流体喷雾在输煤皮带应用上的综合对比
表5
对比项
单流体高压微米级喷雾系统
双流体气水喷雾抑尘系统
系统设备投入成本
低
高
系统运营成本
低
高
系统安装
简单
复杂
辅助设备
无
需要压缩空气（空压机）
能耗（用电）
极低
极高
能耗（用水）
低
高
克服正压风能力
强
弱
水雾荷电效应
强
弱
喷嘴选型搭配
多
少
快速沉降效果
好
较差
综合治理效果
极佳
较好
六、结论
根据以上的实验数据和实际检测结果以及对比证明，单流体高压微米级喷雾抑尘在输煤皮带的应用是具备极大的优越性的。
他完全符合目前环保治理的要求，同时响应国家的节能降耗政策，性价比最优，为企业节约大量的环保投资成本，是企业解决岗位环境的有力武器，具有很强的经济效益和社会效益。
参考文献：
（一）赵书田 煤矿粉尘防治技术 煤炭工业出版社
（二）煤炭科学研究总院重庆分院 矿井粉尘译文集
（三）赵其文，刘明 粉尘防治技术 中国经济出版社
（四）宁仲良 采煤机喷雾降尘主要参数选择的研究 西安矿业学院
（五）黄 俊 高效喷雾降尘试验与研究 西安矿业学院
（六）数据采集：
邢台市疾控中心职业病防治所
（七）本文中的实验课题为长江航运设计研究院与北京风华时代环境工程有限公司共同完成。
升级会员 