煤矿新型除尘系统关键技术与创新点研究

煤矿新型除尘系统关键技术与创新点研究

摘要：随着社会经济和科学技术的发展，煤炭行业中的机械化普及程度越来越高。然而随之带来的粉尘浓度问题也是越来越严重。本文结合过往经验及实际情况，对煤矿中的除尘系统进行研究和分析，以供参考。

关键词：煤矿；除尘系统；关键技术；创新点

煤矿的粉尘问题是长久以来一直都存在的问题，因煤炭行业的特殊性，粉尘

无法从根本上消除干净，对周边环境和工人的身心健康造成了严重威胁。根据国

家相关部门对粉尘及硫化物总量的控制要求，为了降低煤炭生产过程中的粉尘污染，给职工提供一个良好的工作生活环境，有必要对现有的除尘系统进行改造和

升级，最大化降低粉尘污染带来的严重后果。

一、当前煤炭企业除尘现状

有关于如何有效地降低粉尘浓度，国内外的煤炭企业及相关专家进行了多方

面的研究和分析，从电力学、电磁学等多方面入手，力图研究出一种简洁高效的

除尘技术。比如煤炭科学研究总院重庆分院发明的声波雾化降尘技术，该技术利

用凝聚声波、雾化空气的原理，提高尘粒与尘粒之间、雾粒与尘粒之间的凝聚效率，达到提高降尘效率的目的。该技术雾化效果好，耗水量低且雾粒密度大，并

且能够二次雾化，提高凝聚效果。

经实践验证，该技术在风压为0.3-0.6mpa，耗水量小于1m3/min，雾粒平均

粒径＜30um，对呼吸性粉尘降尘率＞74%，总降尘率＞88%。再比如磁化水降尘

技术，该技术是在静磁学和共振磁学理论基础上发展而来的，水在经过磁化处理

后结构和性质会发生短暂的变化，其黏度降低，晶构变小，会使水珠变小，有利

于提高水的雾化程度，增加与粉尘接触的机会，提高降尘效率，该技术的降尘设

备安装简单、性能可靠且成本比较低，一次投入长期有效，降尘效率明显高于其

它物理化学方法，现场测试表明磁化水相比普通水源的降尘率可以达到282%。

另外还有预荷电高效喷雾技术，该技术也就是我们通常所说的荷电水雾技术，这

种技术相对来说比较复杂一些，它对呼吸性粉尘的降尘效果是随着水雾荷质比的

提高而现行上升的，最高可以达到75.7%，制约该技术发展的瓶颈是需要研究出

耗水量小、雾化效果显著、雾粒密度大且水雾能够携带足够多的电荷的电介喷嘴，目前经过发展已经形成了五种电介喷嘴，可以满足不同尘源特点的不同需求。实

验室降尘实验表明，在水压0.7-2.0mpa下电介喷嘴进行荷电喷雾，呼吸粉尘的降

尘率可以达到60%以上。

上述这些都是目前对于降尘研究的一些基础性应用。从国外的降尘技术和手

段来看，目前在德国的煤炭行业中多使用袋式除尘器，该机器除尘效果较好但体

积较大，在我国目前现有的煤矿条件下难以广泛应用，但可以作为一种发展方向

去研究。荷兰使用的是uo系列除尘器，该机器的除尘效果可以达到惊人的99.3%以上，脱水率更是可以达到98%以上，但该机器的工作阻力非常大且体积也比较大，同样不适用于我国煤矿行业现有的技术环境。在南非那边使用射流扇风机、

喷水器和除尘器等综合防尘系统，除尘率也能达到97%左右。

目前煤炭行业中常用的除尘设备，有袋式除尘器、文丘里除尘器以及静电除

尘器等，但这些设备体积较大且造价较高，都属于有动力装置，没办法在煤炭行

业得到广泛应用。最常见的还是喷雾降尘，但该法耗水量大，除尘效果差且会导

致现场泥泞不堪，影响工作效率[1]。

二、新型除尘技术的研究和应用

1、无动力除尘装置原理

无动力除尘运用了空气动力学的原理，采用压力平衡和闭环流通的方式，最

大限度的降低物流导管内粉尘空气的压力，使之与外部空间压力趋于平衡。对于

胶带运输机来讲，煤炭在跌落时产生大量负压气流，将运输机周边空间密封使粉

尘无法外泄，在密封空间边缘设置一个回流口，将气流引到煤炭的入口，形成一

个正负压平衡的环境。粉尘在负气压的引导下，在密封空间通过撞击应力板改变

运动规律，降低自身势能，最终在重力最用下沉淀，达到降尘的目的。

2、无动力除尘装置的分类与特点

无动力除尘装置大体上可以分为全封闭导料槽、扩容回流降尘系统、喷雾系统、无动力全封闭导料槽降尘系统等几种，在实际使用中，要根据不同的情况选

择合适的装置，使经济利益和除尘效果能够达到平衡。

2.1全封闭导料槽

该装置是是利用其它材料将导料槽密封起来，既密封了皮带与挡煤板之间的

空隙防止煤粉外泄，又阻止了皮带跑偏，有效解决了输煤过程中的安全问题和粉

尘污染问题，极大的提高了生产效率和设备使用寿命，为煤炭企业的可持续发展

做出贡献。

2.2扩容回流系统

由于落料管的入口比较大，且煤炭流速较低，通常会将回流管接在落料管中

间偏上的位置，回流管内的含尘气体在循环的过程中，粉尘浓度随着煤炭的不断

运输也在不断增加，粉尘之间的碰撞也就更加频繁，使得较大的粉尘颗粒逐渐减

速直至完全沉淀。

2.3喷雾系统

喷雾系统其实就是一个水系统，整个水系统由水源、水泵、管道、阀门、喷

嘴等组成，该系统可进行实时操作，具有用水量小、雾化效率高以及除尘效果好

等特点。

2.4无动力全封闭导料槽降尘系统

该系统由扩容回流器、橡皮条挡尘帘以及循环除尘装置三部分组成，具有以

下特点。首先是除尘效率高。使用多路气流循环，有效降低粉尘能量，能够使粉

尘浓度下降90%；然后，还可以防止燃爆。通过对含粉尘风进行有效循环，有效

防止粉尘浓度过高引起的燃爆；其次。是不消耗电能。无动力除尘系统使粉尘循

环后落在输送皮带上，不需要任何动力设备，是真正的环保除尘技术；最后，是

应用范围广泛且寿命长，该系统适用于任何一种煤炭粉尘，且成本低，无须更换

布袋，使用寿命可以达到20年以上[2]。

三、无动力除尘装置的创新点

该装置是已有的专利技术，在不添加任何外界动力的情况下利用现成的压风

和压水，获得除尘吸收管径、喷嘴管径及数量之间的匹配关系，为除尘新技术奠

定基础，值得推广。同时也解决了其他机械装置的共同缺点，即风机带水严重和

叶片磨损严重的问题，该装置通过负压区收集粉尘，而不是传统的利用风机等外

部动力设备进行除尘，有效避免了传统设备出现磨损，效率下降等问题。除此之外，该装置通过加减除尘装置的级数，适用于多种粉尘环境，应用面较广。

结束语

基于国内外煤炭行业现状及我国的实际情况，提出以上这种无动力除尘装置。作为一种新型除尘系统，还要在今后的使用中不断探索和完善，在保证除尘效果

的基础上争取创造更多的经济效益，为企业和社会的可持续发展做出贡献。