本文由王海生發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊上，原標(biāo)題為“ＺＭ礦物高效分離機(jī)除塵工藝的應(yīng)用實(shí)踐”。本平臺選用時內(nèi)容有刪減，配圖根據(jù)內(nèi)容斟酌選取。在此，對文章作者表示感謝。

東歡坨礦井隸屬于開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，是車軸山煤田開發(fā)建設(shè)的一對礦井。目前礦井生產(chǎn)能力達(dá)到4.5Mt/a。東歡坨選煤廠原有復(fù)合式干選系統(tǒng)建于2014年3月，主要分選大于50mm粒級原煤。由于礦井生產(chǎn)能力加大，原干選系統(tǒng)的除塵系統(tǒng)出現(xiàn)了處理能力低、除塵效果減弱等問題，為此，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了ZM600礦物高效分離機(jī)。

1、ZM600礦物高效分離機(jī)

ZM600礦物高效分離機(jī)主要包括煤流系統(tǒng)和風(fēng)力系統(tǒng)，工藝流程如下圖。

原煤通過入料膠帶進(jìn)入給煤機(jī)，給煤機(jī)給入風(fēng)選床進(jìn)行分選，分選出精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品；精煤與原煤分級篩的篩下物混合調(diào)控煤質(zhì)，精煤包含風(fēng)選床直接分選出的精煤產(chǎn)品和除塵器收集的煤粉，摻入精煤提高回收率，中煤則可根據(jù)煤質(zhì)變化，通過中煤膠帶輸送機(jī)機(jī)頭刮板運(yùn)輸機(jī)卸料孔的開閉選擇中煤回?fù)交蚧剡x，矸石通過排矸口進(jìn)入矸石膠帶直接運(yùn)輸至矸石棚落地。

2、ZM600礦物高效分離機(jī)循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)

ZM600礦物高效分離機(jī)循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、螺旋輸送機(jī)、壓風(fēng)管路組成，工藝流程如下圖。

循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)是閉路循環(huán)，通過啟動鼓風(fēng)機(jī)后產(chǎn)生風(fēng)壓；主風(fēng)閥控制保護(hù)風(fēng)機(jī)啟停，分風(fēng)板調(diào)節(jié)進(jìn)入篩床下各風(fēng)室的風(fēng)量。循環(huán)風(fēng)透過分選床板，通過吸風(fēng)罩進(jìn)入重力沉降室預(yù)先除塵，然后進(jìn)入旋風(fēng)除塵器二次除塵。旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)管與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)管相連，形成閉路循環(huán)。風(fēng)力系統(tǒng)的另一路為外排風(fēng)系統(tǒng)，通過啟動引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，外排風(fēng)通過吸風(fēng)罩進(jìn)入重力沉降室，然后均勻進(jìn)入2臺布袋除塵器進(jìn)行除塵，經(jīng)過除塵器凈化后的外排風(fēng)排至車間外大氣中。

3、重力沉降室

重力沉降室是原理簡單且效果良好的除塵設(shè)備，由室體、進(jìn)氣口、出氣口、收集槽及粉塵螺旋輸送機(jī)組成。當(dāng)含煤塵氣流進(jìn)入沉降室后，因沉降室的截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)氣管道的截面積，在氣體總體積不變的情況下，擴(kuò)大的截面積使氣體流速降低；流速降低后，提升了粉塵自身重力作用下的自然沉降速度，從而被分離捕集下來。重力沉降室對于密度大、顆粒大的粉塵沉降效果好，同時對于除去氣流中的塑料白色垃圾也有一定的作用。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價低、施工容易、維護(hù)管理方便、阻力?。ㄒ话銥?0～150Pa），可處理較高溫氣體（高溫度能達(dá)到350～550℃），可回收干灰等；缺點(diǎn)是除塵效率低（約50％），占地面積大，因此，通常作為除塵系統(tǒng)中的預(yù)除塵器使用。

東歡坨選煤廠ZM干選系統(tǒng)重力沉降室作為預(yù)除塵設(shè)備，分別安裝在旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器之前，將系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)和外排風(fēng)中的粗顆粒粉塵和部分塑料白色垃圾沉降排除，起到預(yù)排粉塵和穩(wěn)定風(fēng)壓、風(fēng)量的作用，同時也可保護(hù)設(shè)備，減小粉塵對風(fēng)機(jī)葉輪部位等設(shè)備的磨損，延長設(shè)備使用壽命。

為提高沉降室除塵效率，ZM600礦物高效分離機(jī)在沉降室內(nèi)加裝了垂直擋板和皮簾，在保證沉降室氣體流速的前提下，通過改變氣流方向，迫使慣性較大的粉塵，來不及同氣體一起改變方向，而與擋板和皮簾接觸，失去繼續(xù)飛行的動能，從而沉降到收集槽中，同時延長了粉塵的通行路程，使粉塵氣流在重力作用下的沉降時間變長，提高了沉降效果，并且氣體在改變方向的角落位置會產(chǎn)生一些小股渦旋流，塵粒受到離心作用會被富集，且與氣體分開，沉降下來。

ZM600礦物高效分離機(jī)通過加裝重力沉降室，可以起到預(yù)先除塵的作用，降低旋風(fēng)除塵器的入風(fēng)粉塵濃度。實(shí)踐證明：ZM600干選系統(tǒng)使用重力沉降室之后，預(yù)除塵效率為60％，降低了進(jìn)入旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器的粉塵濃度，減輕了旋風(fēng)除塵、布袋除塵的除塵壓力。

通過對比，ZM600礦物高效分離機(jī)重力沉降室的預(yù)先除塵可以有效降低進(jìn)入除塵器的入風(fēng)粉塵濃度及白色污染物，減少風(fēng)選床板開孔堵塞次數(shù)，降低循環(huán)風(fēng)對鼓風(fēng)機(jī)葉輪及風(fēng)道的磨損程度，保證干選機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使外排風(fēng)更符合環(huán)保要求。

4、布袋除塵系統(tǒng)

原有的FGX－24型復(fù)合式干選機(jī)每個系統(tǒng)僅有一套布袋除塵器，在生產(chǎn)過程中布袋除塵器定時反吹除塵卸料。由于布袋除塵器處理能力有限，系統(tǒng)負(fù)壓并不能始終滿足工藝要求，有時會出現(xiàn)系統(tǒng)為正壓風(fēng)，分選車間產(chǎn)生大量粉塵，污染環(huán)境，并且不能達(dá)到環(huán)保要求。

ZM600礦物高效分離機(jī)在每個單元增加一套布袋除塵器，采用雙布袋除塵器，捕獲粉塵微?？蛇_(dá)0.1μm，并且加大了布袋除塵器的處理能力，使系統(tǒng)風(fēng)壓始終處于穩(wěn)定的負(fù)壓狀態(tài)，車間內(nèi)無溢風(fēng)現(xiàn)象，保證了外排風(fēng)粉塵指標(biāo)小于2mg/m3，滿足了環(huán)保要求。

為充分利用布袋除塵器的處理能力，在矸石膠帶卸料點(diǎn)增加了吸風(fēng)裝置。經(jīng)管路將卸料點(diǎn)次生粉塵收集至外排風(fēng)沉降室進(jìn)行沉降，在引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓風(fēng)作用下，次生細(xì)顆粒粉塵通過布袋除塵器集中處理，從而進(jìn)一步降低了干選車間的粉塵濃度，提高了車間環(huán)境質(zhì)量（空氣粉塵指標(biāo)要求小于10 mg/m3），消除了粉塵爆炸的危險性。下表為干選主廠房各點(diǎn)粉塵濃度實(shí)測結(jié)果。

5、ZM600礦物高效分離機(jī)粉塵反吹及加濕攪拌排料系統(tǒng)

布袋除塵器反吹卸料產(chǎn)出粉塵的處理和運(yùn)輸是關(guān)鍵問題。因?yàn)榉蹓m顆粒小、密度低，在轉(zhuǎn)載過程中極易產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，導(dǎo)致整個生產(chǎn)流程都會受到次生粉塵的影響。因此，如何從源頭上解決次生粉塵污染問題是重中之重。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤粉塵顆粒小，密度低，有疏水性，但疏水性不強(qiáng)，通過充分加濕攪拌后可消除揚(yáng)塵現(xiàn)象。為此，在布袋除塵器的螺旋卸料器下方加裝雙軸攪拌機(jī)，對煤粉進(jìn)行加濕攪拌。此系統(tǒng)分為雙軸攪拌機(jī)和清水噴霧兩個部分。清水噴霧部分主要由接管、接頭及噴嘴組成，噴嘴采用不銹鋼霧化錐噴嘴，布置在攪拌機(jī)機(jī)殼內(nèi)部上方，沿螺旋軸軸向排列，使噴出的水霧形成霧簾，以利于物料的充分潤濕。煤粉攪拌機(jī)是利用裝有葉片的兩個呈對稱狀的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，攪拌運(yùn)輸物料。攪拌、清水噴霧與卸料裝置通過遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)連鎖運(yùn)行，開啟攪拌裝置連鎖開啟的供水管路電磁閥，并且根據(jù)煤粉量來控制噴霧量，使物料水分適中，從而有效降低次生粉塵量。

6、ZM600礦物高效分離機(jī)啟動程序的優(yōu)化

ZM600礦物高效分離機(jī)原設(shè)計為啟車即啟動布袋除塵器進(jìn)行清灰，膠帶輸送機(jī)在轉(zhuǎn)運(yùn)時只有煤粉一種產(chǎn)品，造成了轉(zhuǎn)載點(diǎn)次生粉塵爆發(fā)現(xiàn)象。通過對現(xiàn)場試車生產(chǎn)的調(diào)研，對系統(tǒng)啟車軟件程序進(jìn)行了優(yōu)化，延時啟動清灰系統(tǒng)，在干選系統(tǒng)帶料運(yùn)行之后再啟動清灰系統(tǒng)，使精煤在運(yùn)輸和轉(zhuǎn)載過程中覆蓋部分粉塵，從而降低次生粉塵濃度對整套運(yùn)輸系統(tǒng)的影響。