1、煤礦粉塵凈化方案概述

　　根據選煤工作的性質，煤礦粉塵收機械動力影響在車間飄散，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間。而更多的粉塵一般小于1μm，2.5μm以上的粉塵顆粒可被鼻腔、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以下顆粒可通過呼吸隨肺泡進入血液，在血管壁上形成堆積，對工人造成嚴重的傷害。

　　（1）顆粒度細微：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）對人體危害：粉塵粒子較小除對人體呼吸系統產生傷害的同時也會影響人的神經系統，對造血系統和免疫系統也有一定威海。

　　綜上所述，對于本次除塵項目而言，能更有效的進行車間粉塵的治理，并且結合用戶實際生產情況，我們設計方案如下所述。

　　第一部分：將主要產塵點做部分密封罩，使產塵環境轉換為半封閉狀態。

　　第二部分：除塵洗氣機通過管道與集塵罩將密封部位形成負壓狀態，將原有的粉塵由于沖擊風壓產生的外溢逃離改為由縫隙徑管道吸入除塵洗氣機內

　　第三部分：除塵洗氣機經過一系列復雜的固態-液態-分離技術，將形成的煤泥水排至污水槽，凈化后的空氣室內或室外達標排放。

　　2、煤礦粉塵凈化方案設計

　　2.1 221皮帶及219、220破碎機

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

　　2.2.2在221皮帶溜槽旁邊有兩臺破碎機，分別為219和220破碎機，破碎機已做密封處理，煤炭在破碎機破碎過程中產生較大煤塵，由于破碎機內部產生的正壓，煤塵經破碎機入料溜槽和密封縫隙排放到車間內造成污染。

　　2.2.3根據現場情況，對皮帶和破碎機進行綜合治理，首先將皮帶上受料溜槽處的密封罩加長進行進一步的密封處理，將機頭密封罩進行處理，加裝擋簾進一步密封。除塵設備選用AB-S型除塵洗氣機，將215手選皮帶落料溜槽和219破碎機合并選用一套除塵洗氣機，將216手選皮帶落料溜槽和220破碎機合并選用一套除塵洗氣機，221皮帶機頭單獨選用一套除塵洗氣機。共選用三套除塵洗氣機，型號相同。

　　2.2.4除塵洗氣機AB-S-6#型，處理風量12000m3/h，電機功率15KW-4極，風機專用防爆電機，電控箱現場控制（防爆）。除塵洗氣機放置在洗氣機平臺上，平臺依靠支架支撐，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在破碎機入料溜槽的側方開吸塵口和皮帶密封罩的適當位置開吸塵口進行收集煤塵，洗氣機工作時對破碎機和密封罩內形成負壓，破碎機破碎產生的煤塵和密封罩內的粉塵經負壓作用，經集塵管道、彎頭、天方地圓等進入除塵洗氣機進風口，收集的煤塵經除塵洗氣機清洗凈化，凈化后的氣體排放到車間外，煤塵與凈化液（水）融合，經脫水器排放到污水處理系統內。

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

　　2.2.8除塵洗氣機加裝減振器，除塵洗氣機的進、出風管加快速軟連接器，防止除塵洗氣機振動引起管路共鳴。

　　2.2.9出風管道延伸到車間外部，凈化后氣體直接排放。

 3、明細及預算

　　除塵洗氣機系統結構及功能簡介

　　主體結構

　　除塵洗氣機系統主機有分體和整體模塊式設計。整個系統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過噴漆處理的系統外殼內。外殼采用白色為主色調，簡潔美觀。

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

　　除塵洗氣機是由主機、水系統、電控系統等部分組成。除塵洗氣機的凈化機理，等效或高于文丘里洗滌器，它是通過葉輪旋轉形成葉片與氣流的高速相對運動使粉塵氣體與洗滌液混合，并在混合過程發生一系列的、復雜的物理作用，使空氣中的有害粒子與洗滌液結合達到凈化目的。洗滌液完成混合洗滌作用后與空氣同時進入脫水部分，經脫水分離，凈化后的氣體直接排入大氣，分離后的洗滌液流回沉淀池，經沉淀或過濾后被重新循環利用，污泥漿定期排出，亦可直接排放到污水處理系統。

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

　　加入噴淋后除塵洗氣機內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生明顯的變化，軌跡線變得相較未噴淋前變得光滑規律，這是因為粉塵固體顆粒在接觸噴淋水霧液滴后，被水霧液滴所附，質量變大，慣性力增大。粉塵固體顆粒首先經過葉輪葉片旋轉動區域，在此處粉塵固體顆粒與水霧液滴在此處劇烈運動，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繼續向前運動，到達導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口逃逸出去，除塵效果還是很明顯。

　　除塵洗氣機對不同粒徑的粉塵顆粒捕集效率

　　在前文對除塵洗氣機的內流場進行分析研究時選取的粉塵顆粒的粒徑為5μm，經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，沒有具體的數據進行比較分析。而除塵器實際工作時，其凈化的粉塵粒徑是大小不一的，除塵器對不同粒徑的粉塵顆粒的捕捉效率是不同的。因此分別對粒徑為1μm1、2μm/5μm/8μm/10μm1、12μm/15μm/18μ/20mμm及25mμm的粉塵顆粒進行研究分析。

　　采取前面對三相流模擬的相同步驟，分別將粉塵粒徑設置成上面各個數據，并在排風口設置樣本統計來計算出除塵效率。經過計算后結果如下表所示：

　　除塵洗氣機對于不同粒徑粉塵顆粒的凈化效率

　　通過分析表的結果，得出該除塵洗氣機對粒徑大于8μm的凈化效率還是很高的。當粉塵粒徑大于10μm時，其在洗氣機內都能凈化掉，對于粒徑小于5μm的微細粉塵的凈化效率有點偏低，但是總體來說其除塵性能還是非常良好的。

　　根據除塵洗氣機的實際尺寸在Solidworks中建立三維幾何模型，在WORKBECH劃分得到洗氣機內部流場模型，并在ICEM軟件中對流場域進行網格劃分，最后利用Fluent軟件分別對除塵洗氣機中的空氣單相流場、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行數值模擬。在經過模擬計算分析后得到：

　　(1)經過分析除塵洗氣機內流場分布情況，在葉片進口處存在二次流及，在葉輪葉片流道出口處和導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水霧液滴在除塵洗氣機內的分布情況，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內的顆粒分布濃度得出其與壓力分布濃度相似，說明粉塵顆粒對氣流的跟隨性很好。

　　(3)采用歐拉．拉格朗目．拉格朗日模型對洗氣機內三相流進行數值模擬，將得到的噴淋后除塵洗氣機內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行對比后得出除塵洗氣機的除塵效率還是很好的。

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