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礦物高效分離機除塵工藝的應(yīng)用實踐”。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）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，引進了ZM600礦物高效分離機。

1、ZM600礦物高效分離機

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

原煤通過入料膠帶進入給煤機，給煤機給入風(fēng)選床進行分選，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機頭刮板運輸機卸料孔的開閉選擇中煤回摻或回選，矸石通過排矸口進入矸石膠帶直接運輸至矸石棚落地。

2、ZM600礦物高效分離機循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)

ZM600礦物高效分離機循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、螺旋輸送機、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)機后產(chǎn)生風(fēng)壓；主風(fēng)閥控制保護風(fēng)機啟停，分風(fēng)板調(diào)節(jié)進入篩床下各風(fēng)室的風(fēng)量。循環(huán)風(fēng)透過分選床板，通過吸風(fēng)罩進入重力沉降室預(yù)先除塵，然后進入旋風(fēng)除塵器二次除塵。旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)管與鼓風(fēng)機進風(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)機產(chǎn)生負壓，外排風(fēng)通過吸風(fēng)罩進入重力沉降室，然后均勻進入2臺布袋除塵器進行除塵，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、進氣口、出氣口、收集槽及粉塵螺旋輸送機組成。當(dāng)含煤塵氣流進入沉降室后，因沉降室的截面積遠遠大于進氣管道的截面積，在氣體總體積不變的情況下，擴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)點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價低、施工容易、維護管理方便、阻力?。ㄒ话銥?0～150Pa），可處理較高溫氣體（高溫度能達到350～550℃），可回收干灰等；缺點是除塵效率低（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，同時也可保護設(shè)備，減小粉塵對風(fēng)機葉輪部位等設(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礦物高效分離機重力沉降室的預(yù)先除塵可以有效降低進入除塵器的入風(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)機葉輪及風(fēng)道的磨損程度，保證干選機正常運轉(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，并且不能達到環(huán)保要求。

ZM600礦物高效分離機在每個單元增加一套布袋除塵器，采用雙布袋除塵器，捕獲粉塵微粒可達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，在矸石膠帶卸料點增加了吸風(fēng)裝置。經(jīng)管路將卸料點次生粉塵收集至外排風(fēng)沉降室進行沉降，在引風(fēng)機產(chǎn)生的負壓風(fēng)作用下，次生細顆粒粉塵通過布袋除塵器集中處理，從而進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粉塵濃度實測結(jié)果。

5、ZM600礦物高效分離機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)出粉塵的處理和運輸是關(guān)鍵問題。因為粉塵顆粒小、密度低，在轉(zhuǎn)載過程中極易產(chǎn)生大量揚塵，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。

通過實驗發(fā)現(xiàn)，煤粉塵顆粒小，密度低，有疏水性，但疏水性不強，通過充分加濕攪拌后可消除揚塵現(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，對煤粉進行加濕攪拌。此系統(tǒng)分為雙軸攪拌機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，布置在攪拌機機殼內(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)，攪拌運輸物料。攪拌、清水噴霧與卸料裝置通過遠程集控系統(tǒng)連鎖運行，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礦物高效分離機啟動程序的優(yōu)化

ZM600礦物高效分離機原設(shè)計為啟車即啟動布袋除塵器進行清灰，膠帶輸送機在轉(zhuǎn)運時只有煤粉一種產(chǎn)品，造成了轉(zhuǎn)載點次生粉塵爆發(fā)現(xiàn)象。通過對現(xiàn)場試車生產(chǎn)的調(diào)研，對系統(tǒng)啟車軟件程序進行了優(yōu)化，延時啟動清灰系統(tǒng)，在干選系統(tǒng)帶料運行之后再啟動清灰系統(tǒng)，使精煤在運輸和轉(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輸系統(tǒng)的影響。