1、煤礦粉塵凈化方案概述

　　根據(jù)選煤工作的性質(zhì)，煤礦粉塵收機(jī)械動(dòng)力影響在車間飄散，一般飄散至4.5-5m左右高度后輕微粉塵懸浮于空中一段時(shí)間。而更多的粉塵一般小于1μm，2.5μm以上的粉塵顆�？杀槐乔�、咽喉粘膜攔截，而2.5μm以下的顆粒不易被鼻腔、咽喉攔截，尤其是0.4μm以下顆�？赏ㄟ^呼吸隨肺泡進(jìn)入血液，在血管壁上形成堆積，對(duì)工人造成嚴(yán)重的傷害。

　�。�1）顆粒度細(xì)微：煤塵粒子小，煙塵呈碎片狀，粒徑在0.1-1微米之間。（即使為干性粉塵也具有粘性）。

　�。�2）對(duì)人體危害：粉塵粒子較小除對(duì)人體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生傷害的同時(shí)也會(huì)影響人的神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)也有一定威海。

　　綜上所述，對(duì)于本次除塵項(xiàng)目而言，能更有效的進(jìn)行車間粉塵的治理，并且結(jié)合用戶實(shí)際生產(chǎn)情況，我們?cè)O(shè)計(jì)方案如下所述。

　　第一部分：將主要產(chǎn)塵點(diǎn)做部分密封罩，使產(chǎn)塵環(huán)境轉(zhuǎn)換為半封閉狀態(tài)。

　　第二部分：除塵洗氣機(jī)通過管道與集塵罩將密封部位形成負(fù)壓狀態(tài)，將原有的粉塵由于沖擊風(fēng)壓產(chǎn)生的外溢逃離改為由縫隙徑管道吸入除塵洗氣機(jī)內(nèi)

　　第三部分：除塵洗氣機(jī)經(jīng)過一系列復(fù)雜的固態(tài)-液態(tài)-分離技術(shù)，將形成的煤泥水排至污水槽，凈化后的空氣室內(nèi)或室外達(dá)標(biāo)排放。

　　2、煤礦粉塵凈化方案設(shè)計(jì)

　　2.1 221皮帶及219、220破碎機(jī)

　　2.1.1 221皮帶為上級(jí)215、216手選皮帶的受料轉(zhuǎn)載皮帶，有兩個(gè)落料溜槽，溜槽處已做密封處理，但密封罩稍短，且密封不嚴(yán)，物料由高處落下，由于碰撞、擠壓擊起粉塵，飄逸到車間內(nèi)造成污染。221皮帶機(jī)頭處已有部分密封罩，但密封不嚴(yán)，物料向下直接落到車間外地面，此處產(chǎn)生的粉塵可直接由密封罩空缺處進(jìn)入車間造成污染。

　　2.2.2在221皮帶溜槽旁邊有兩臺(tái)破碎機(jī)，分別為219和220破碎機(jī)，破碎機(jī)已做密封處理，煤炭在破碎機(jī)破碎過程中產(chǎn)生較大煤塵，由于破碎機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的正壓，煤塵經(jīng)破碎機(jī)入料溜槽和密封縫隙排放到車間內(nèi)造成污染。

　　2.2.3根據(jù)現(xiàn)場情況，對(duì)皮帶和破碎機(jī)進(jìn)行綜合治理，首先將皮帶上受料溜槽處的密封罩加長進(jìn)行進(jìn)一步的密封處理，將機(jī)頭密封罩進(jìn)行處理，加裝擋簾進(jìn)一步密封。除塵設(shè)備選用AB-S型除塵洗氣機(jī)，將215手選皮帶落料溜槽和219破碎機(jī)合并選用一套除塵洗氣機(jī)，將216手選皮帶落料溜槽和220破碎機(jī)合并選用一套除塵洗氣機(jī)，221皮帶機(jī)頭單獨(dú)選用一套除塵洗氣機(jī)。共選用三套除塵洗氣機(jī)，型號(hào)相同。

　　2.2.4除塵洗氣機(jī)AB-S-6#型，處理風(fēng)量12000m3/h，電機(jī)功率15KW-4極，風(fēng)機(jī)專用防爆電機(jī)，電控箱現(xiàn)場控制（防爆）。除塵洗氣機(jī)放置在洗氣機(jī)平臺(tái)上，平臺(tái)依靠支架支撐，支架采用10#槽鋼制作。

　　2.2.5煤礦粉塵凈化方案治理示意圖如下：

　　2.2.6在破碎機(jī)入料溜槽的側(cè)方開吸塵口和皮帶密封罩的適當(dāng)位置開吸塵口進(jìn)行收集煤塵，洗氣機(jī)工作時(shí)對(duì)破碎機(jī)和密封罩內(nèi)形成負(fù)壓，破碎機(jī)破碎產(chǎn)生的煤塵和密封罩內(nèi)的粉塵經(jīng)負(fù)壓作用，經(jīng)集塵管道、彎頭、天方地圓等進(jìn)入除塵洗氣機(jī)進(jìn)風(fēng)口，收集的煤塵經(jīng)除塵洗氣機(jī)清洗凈化，凈化后的氣體排放到車間外，煤塵與凈化液（水）融合，經(jīng)脫水器排放到污水處理系統(tǒng)內(nèi)。

　　2.2.7在管道與密封罩及入料溜槽連接處加過濾網(wǎng)和觀察孔，作用是隔離大型雜物進(jìn)入除塵洗氣機(jī)和便于觀察。

　　2.2.8除塵洗氣機(jī)加裝減振器，除塵洗氣機(jī)的進(jìn)、出風(fēng)管加快速軟連接器，防止除塵洗氣機(jī)振動(dòng)引起管路共鳴。

　　2.2.9出風(fēng)管道延伸到車間外部，凈化后氣體直接排放。

 3、明細(xì)及預(yù)算

　　除塵洗氣機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能簡介

　　主體結(jié)構(gòu)

　　除塵洗氣機(jī)系統(tǒng)主機(jī)有分體和整體模塊式設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由葉輪單元和脫水單元兩大部分模塊組成。所有部件都被安置在表面經(jīng)過噴漆處理的系統(tǒng)外殼內(nèi)。外殼采用白色為主色調(diào)，簡潔美觀。

　　除塵洗氣機(jī)是一種以洗滌液為介質(zhì)，在機(jī)械力的作用下將洗滌液霧化成為細(xì)微小液滴顆粒，通過一定速度的撞擊或乳化劑的作用與粉塵粒子結(jié)合，達(dá)到凈化的目的。

　　除塵洗氣機(jī)是由主機(jī)、水系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等部分組成。除塵洗氣機(jī)的凈化機(jī)理，等效或高于文丘里洗滌器，它是通過葉輪旋轉(zhuǎn)形成葉片與氣流的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)使粉塵氣體與洗滌液混合，并在混合過程發(fā)生一系列的、復(fù)雜的物理作用，使空氣中的有害粒子與洗滌液結(jié)合達(dá)到凈化目的。洗滌液完成混合洗滌作用后與空氣同時(shí)進(jìn)入脫水部分，經(jīng)脫水分離，凈化后的氣體直接排入大氣，分離后的洗滌液流回沉淀池，經(jīng)沉淀或過濾后被重新循環(huán)利用，污泥漿定期排出，亦可直接排放到污水處理系統(tǒng)。

　　除塵洗氣機(jī)突破傳統(tǒng)的概念，做到了效率的模塊化、氣體壓力流量的非線性選擇，基本達(dá)到了亞零排放，并且能耗最低、投資最小、適應(yīng)性（高溫、高濕、粘性、防爆）最強(qiáng)。另外，本產(chǎn)品可配備變頻器使用，節(jié)能可達(dá)30以上。

　　加入噴淋后除塵洗氣機(jī)內(nèi)部的粉塵固體顆粒軌跡圖，從圖中可以看出在加入噴淋之后粉塵固體顆粒軌跡發(fā)生明顯的變化，軌跡線變得相較未噴淋前變得光滑規(guī)律，這是因?yàn)榉蹓m固體顆粒在接觸噴淋水霧液滴后，被水霧液滴所附，質(zhì)量變大，慣性力增大。粉塵固體顆粒首先經(jīng)過葉輪葉片旋轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域，在此處粉塵固體顆粒與水霧液滴在此處劇烈運(yùn)動(dòng)，碰撞融合在此處非常明顯，大部分直接撞擊到葉片被覆蓋的水膜捕捉，絕大部分的含塵空氣在葉輪區(qū)域完成凈化，剩余的粉塵固體顆粒、粉塵固體顆粒和水霧顆粒的融合體及水霧顆粒會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)導(dǎo)葉片附近再次被捕捉，最后只有極少量的粉塵固體顆粒從排風(fēng)口逃逸出去，除塵效果還是很明顯。

　　除塵洗氣機(jī)對(duì)不同粒徑的粉塵顆粒捕集效率

　　在前文對(duì)除塵洗氣機(jī)的內(nèi)流場進(jìn)行分析研究時(shí)選取的粉塵顆粒的粒徑為5μm，經(jīng)過分析是看出除塵效率是很好的，但是這只是直觀的從云圖看出，沒有具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。而除塵器實(shí)際工作時(shí)，其凈化的粉塵粒徑是大小不一的，除塵器對(duì)不同粒徑的粉塵顆粒的捕捉效率是不同的。因此分別對(duì)粒徑為1μm1、2μm/5μm/8μm/10μm1、12μm/15μm/18μ/20mμm及25mμm的粉塵顆粒進(jìn)行研究分析。

　　采取前面對(duì)三相流模擬的相同步驟，分別將粉塵粒徑設(shè)置成上面各個(gè)數(shù)據(jù)，并在排風(fēng)口設(shè)置樣本統(tǒng)計(jì)來計(jì)算出除塵效率。經(jīng)過計(jì)算后結(jié)果如下表所示：

　　除塵洗氣機(jī)對(duì)于不同粒徑粉塵顆粒的凈化效率

　　通過分析表的結(jié)果，得出該除塵洗氣機(jī)對(duì)粒徑大于8μm的凈化效率還是很高的。當(dāng)粉塵粒徑大于10μm時(shí)，其在洗氣機(jī)內(nèi)都能凈化掉，對(duì)于粒徑小于5μm的微細(xì)粉塵的凈化效率有點(diǎn)偏低，但是總體來說其除塵性能還是非常良好的。

　　根據(jù)除塵洗氣機(jī)的實(shí)際尺寸在Solidworks中建立三維幾何模型，在WORKBECH劃分得到洗氣機(jī)內(nèi)部流場模型，并在ICEM軟件中對(duì)流場域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后利用Fluent軟件分別對(duì)除塵洗氣機(jī)中的空氣單相流場、空氣一粉塵固體顆粒兩相流及空氣．粉塵固體顆粒一水霧液滴三相流進(jìn)行數(shù)值模擬。在經(jīng)過模擬計(jì)算分析后得到：

　　(1)經(jīng)過分析除塵洗氣機(jī)內(nèi)流場分布情況，在葉片進(jìn)口處存在二次流及，在葉輪葉片流道出口處和導(dǎo)流片處存在渦流和擾流。

　　(2)通過比較分析不同壁面反射率時(shí)水霧液滴在除塵洗氣機(jī)內(nèi)的分布情況，選取放射率分別為0．1與0．9的情況。最后分析粉塵顆粒在除塵洗氣機(jī)內(nèi)的顆粒分布濃度得出其與壓力分布濃度相似，說明粉塵顆粒對(duì)氣流的跟隨性很好。

　　(3)采用歐拉．拉格朗目．拉格朗日模型對(duì)洗氣機(jī)內(nèi)三相流進(jìn)行數(shù)值模擬，將得到的噴淋后除塵洗氣機(jī)內(nèi)部粉塵固體顆粒軌跡圖與未加噴淋的粉塵固體顆粒軌跡圖進(jìn)行對(duì)比后得出除塵洗氣機(jī)的除塵效率還是很好的。

　　(4)在分別針對(duì)不同粒徑的粉塵顆粒的凈化效率進(jìn)行比較得出該洗氣機(jī)的凈化除塵效率非常好。