矿用干法除尘器-矿用干式除尘器的研发与应用-泊头市康越环保

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矿用干式除尘器的研发与应用

来源:泊头市康越环保 发布时间:2015/1/25 18:55:18
摘要:主要对煤矿井下除尘现状作了介绍,针对矿井粉尘治理主要采用的湿法除尘工艺存在的不足研发了矿用干法除尘器,介绍了其工作原理、结构、技术创新点,并进行了产品检测,效果良好。此矿用干法除尘器是口前井下湿法除尘的更新换代产品,值得大力推广。
摘要:主要对煤矿井下除尘现状作了介绍,针对矿井粉尘治理主要采用的湿法除尘工艺存在的不足研发了矿用干法除尘器,介绍了其工作原理、结构、技术创新点,并进行了产品检测,效果良好。此矿用干法除尘器是口前井下湿法除尘的更新换代产品,值得大力推广。
1、国内外矿用除尘设备的发展现状及趋势:
    20世纪80年代以来,世界各国的除尘设备有了较快发展,特别是发达_采用了湿式洗涤过滤除尘工艺,俄罗斯采用了湿式旋流吸尘泵工艺,德国采用了干式布袋除尘工艺。我国的除尘技术和装备发展速度较快,主要是电除尘器和袋式除尘器。
    目前,国内外矿井粉尘治理主要采用湿法除尘工艺,除尘率50%一70%,效率低,难以去除井下呼吸性粉尘,易引起矿工尘肺病的发生;一台湿法除尘器每工作日耗水量约10t,严重浪费水资源并造成水的二次污染,且排水困难。干式除尘工艺解决了湿法除尘的上述不足,具有除尘效率高、无水的二次污染,能有效保护矿工的身心健康,美化环境。为国内外矿业重点推广__的除尘工艺。近年来,_煤矿安全监督管理局也不断发文,要求采取有效措施,加大煤矿井下作业环境的治理力度,切实保护井下煤矿工人的身体健康,真正做到以人为本、和谐发展。因此迫切需要一种除尘效率高,又能适应井下作业环境的设备,用来改善井下工人作业环境。
2、井下作业环境的特点:
    1)煤矿井下工作环境空间狭窄,活动受限、阴暗潮湿,没有阳光照射,井下工作人员时刻都受到安全危险。
    2)在于其存在易燃易爆气体(如CH4, C0, H2等)、煤尘等潜在爆炸性危险因素。
    3)工作场所不固定,工作面不断搬移,采掘设备要随着采掘工作面的不断推移,并且地址构造常有变化,地下开采技术条件复杂。
    4)工作地点由于受地热作用、人体和机电设备的散热、水分蒸发等因素影响,井下的温度、湿度、空气质量等气候条件较差。
3、矿用除尘器的结构及工作原理:
    我公司针对矿井下的作业特点,开发了能适用煤矿井下作业环境的替代湿法除尘的新一代干式除尘器。
3. 1、工艺系统布置:
    矿用干式除尘器工艺系统布置如图1所示。
图1矿用干式除尘器工艺布置

3. 2、设备结构:
  设备结构如图2所示。
 图2设备结构
 
3. 3、工作原理:
    工作时,因对旋轴流风机的抽吸,含尘气体经喇叭口、管道从进风口进入除尘室内,在气流分布板的作用下,含尘气体中的一部分粗大颗粒粉尘与之发生撞碰失去动能而下沉落到集灰装置的底部,其余的细粒粉尘进入滤尘室后,在布朗扩散和筛滤等组合效应下,使粉尘沉积在滤筒的表面上,净化后的气体经滤筒的上端口进入净气室内,经出风口由风机排出。滤筒的阻力随表面粉尘层厚度的增加而增大,阻力达到某一规定值时进行清灰。脉冲阀打开,储气罐内的压缩空气经喷嘴导流装置,以极短的时间冲入滤筒内迅速膨胀,使滤筒振动变形,从而使滤筒表面上的粉尘被剥离落入集灰装置中。
4、主要创新点:
4. 1、采用防水、防静电、阻燃的滤料:
    采用高等院校、科研院所、滤料制造企业合作的方式共同开发了具有防水、防静电、阻燃的滤料。采用连续长纤维仿粘聚酷滤料和阶梯形梯级层面结构,迎风面纤维细,背风面纤维粗,滤料清灰容易,阻力低。
    为了达到较好的阻燃性能,滤料采用特殊工艺浸渍而成。
    为了达到防静电作用,在滤筒周向嵌入四个铜条,并在上部用导线互相连接。滤袋结构见图3。
图3滤袋结构示意

4. 2、采用敞口式的进风装置:
    过滤室和外面大气相通,有任何异常情况都能够通过迅速卸压,达到防爆卸压的作用。
4. 3、自动安全防爆技术:
    采用防火阻燃防腐集灰装置、防爆结构。
    1)集灰装置上涂刷有抑制火苗的有机涂料,可避免集灰装置在打开过程中因摩擦而产生的微小火花。
    2)进风装置是由竖直均风板和底部水平均风板构成的立体敞口贯通通道,既对进口粉尘气流起均风和预除尘的作用,在除尘器内的粉尘烟气爆炸时,可以从此进风装置往外卸压,进风装置的敞口面面积比普通防爆阀的防爆面积大,对气体爆炸的反应更灵敏。通过这些综合防爆技术,可以保护除尘器、周围设施及人员生命安全。
4. 4、简洁低阻的箱体结构:
    一是开合式上箱体,当需要脉冲喷吹清灰时,箱体侧面阀板打开,脉冲管高压气流向下喷吹,并引流设备外大量洁净空气进入滤袋喷吹清灰,清灰结束后,阀板闭合,缩小了设备体积,节能降耗。二是集灰装置由灰斗改成平式集灰装置,分成三个部分,利用工作间歇时间,把集灰装置内的积灰清理到掘进机的输灰板链车再到转运皮带上,有效地利用了空间,扩大了滤筒除尘器的应用场所,提高装备的适应性和灵
活性。
4. 5、集成信息化技术:
    采用分布式控制相兼容的模式,通过中央控制室的监视、操作,优化管理、组态维护,实现除尘器与相应流水线上主机设备的联动功能;也允许现场操作中单台设备PLC系统的实时监视、更改操作参数及传递信息指令等功能。自动化、智能化、信息化程度高。
5、工厂小试及工业应用:
    本产品设计、制造完成后,经工厂小试、煤矿井下用户试用,均有较好的效果。
5. 1、工厂小试:
    本产品经我公司生产制造完成后,邀请__机构_安全生产矿用设备检测检验中心对样机本体结构及性能进行了标定测试。
    检测依据_相关标准分别从证件审查、总除尘效率、呼吸性粉尘除尘效率(PM2.5)、处理量、漏风率、工作阻力、工作噪声、振动速度有效值、结构与加工质量和外观质量等方面进行了检测,其检测结果见表1。
表1除尘器的检测结果
5. 2、煤矿井下试用:
    本产品于2012年6月在陕西某煤矿4号矿井试用,经半年多的实践使用,经第三方检测,对掘进头在正常工作状态下的全部粉尘、呼吸性粉尘进行监测、统计,计算其除尘效率。发现除尘效率较高。
5.2.1、检测点的设置:
    除尘风机出风口外8m处,环境温度22 °C,相对湿度85 %,取样每2h取一次样。
5.2.2、未使用除尘器及后续风机:
    1)全部粉尘:对全部粉尘,四天进行连续取样,每两小时取一个样,数据详见表2。
表2未开除尘器的全部粉尘含量
 
    2)呼吸性粉尘:对呼吸性粉尘,在4d内进行连续取样,每2h取样一次,检测结果见表3。
5.2.3、开启除尘器及后续风机:
1)全部粉尘:对全部粉尘,四天进行连续取样每两小时取一个样,数据见表4。
表3未开除尘器的呼吸性粉尘含量
 
 
5.2.3、开启除尘器及后续风机:
1)全部粉尘:对全部粉尘,四天进行连续取样每两小时取一个样,数据见表4。
表4开除尘器的全部粉尘含量
    2)呼吸性粉尘:对呼吸性粉尘,四天进行连续取样,每两小时取一个样,数据见表5.
表5开除尘器的呼吸性粉尘含量
 
5.2.4、除尘效率的计算:
    1)全部粉尘的效率
    除尘效率=(未开除尘器前粉尘含量一除尘开启后的粉尘含量)/未开除尘器前粉尘含量x _=(47. 3一6. 8 ) /47. 3 x 100 %=85.6%。
    2)呼吸性粉尘的效率
    除尘效率=(未开除尘器前粉尘含量一除尘开启后的粉尘含量)/未开除尘器前粉尘含量x _=(11. 12一2. 42 )八1.12 x _=78.2%
    综上所述:全部粉尘的除尘效率达85.6%,呼吸J险粉尘的除尘效率达78.2% 。
    而且现场反应:设备结构稳固,能适应经常移动;除尘效率高,尤其是PM”的除净率较高,操作工人的作业环境大为改善,对工人预防尘肺病大有益处;噪声、振动很小、系统功率低、无二次污染。
6、与国内外相近产品性能比较:
    目前,本产品己于2012年12月经_安全生产重庆矿用设备检测检验中心现场检测,各项指标检验合格,并取得_煤矿安全监督总局的《煤矿用产品生产许可证》。
6. 1、与国内外同类产品的比较:
    我国现阶段的矿用干法除尘设备仍依赖国外进口,国外知名企业对我国进行全面的技术封锁,不但产品价格高,而且售后服务及维修难以保证。在国内,干式除尘技术研究刚刚起步,本产品与国内外同类产品对比见表6。
表6本产品与国外同类产品对比 
综合比较,本产品在阻力、结构、除尘效率尤其可呼吸性粉尘的除尘效率,均优于国外相关产品。
7、结束语:
    目前全国煤矿企业数量近8000家左右,煤炭总产量或将逾35亿t左右,每个企业按10个掘进头计算,每一个掘进头如果用一台除尘器,若全国所有企业都使用,将需要8万台套设备,每台售价按平均30万元计算,将有240亿元的市场空间,市场需求量巨大。
    该设备的研发与应用前景广阔,不但有较高的经济利益,而且还能较好解决井下作业环境恶劣,减少尘肺病的发生,保护煤矿工人的身心健康,产生较好的社会效益,有助构建和谐社会。
    该产品不仅适应于煤矿井下掘进,还适应于巷道、煤炭转运点的除尘,同时还适应于其他矿业井下作业环境的粉尘冶理。
    总体分析,本产品在技术上处于国内_水平,在性能上可替代湿式除尘产品,值得大力推广。
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