选煤厂筛分车间粉尘运移规律及降尘技术研究

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煤炭在我国能源结构中占有重要地位,随着煤矿机械化水平的不断提高,煤炭开采中粉尘的产生量逐渐增加。选煤是煤炭生产中的一个重要环节,在选煤厂筛分车间中,粉尘污染日益严重,这不仅造成机器设备磨损和工作环境污染,而且极大地影响着工人的身心健康。随着人们对身体健康的日益重视,粉尘治理工作更加重要。目前国内外关于粉尘运移规律与防治技术的研究多集中于煤矿综采工作面,而关于选煤厂内粉尘运移研究较少,未能采取有效的降尘措施,导致降尘效果不佳。因此,本文主要探讨了选煤厂筛分车间内粉尘运移规律及降尘技术。以山西某选煤厂筛分车间为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对筛分车间内粉尘运移规律与粉尘浓度分布特征进行研究。经过现场实测筛分车间粉尘浓度,发现振动筛处产尘量最大,皮带输送机和破碎机处次之。基于气固两相流理论,建立了筛分车间几何模型,运用Fluent软件对筛分车间内粉尘受风流作用的运移规律进行仿真计算。结果表明:风流由入口流入筛分车间,风流速度随着运移距离的增大逐渐减小,但风流在出风口处汇聚,流速急剧增大,此处风流流速最大;由振动筛运行释放的粉尘沿着振动筛运动方向扩散一段距离,随后沿着风流运动方向流动,当遇到壁面阻挡,运动方向发生改变;振动筛筛面处粉尘质量浓度最高,出风口处次之;随着与振动筛距离的增大粉尘质量浓度逐渐降低。因此,应当在尘源点位置进行降尘处理。通过采取降尘措施和减少机器运行时粉尘产生量两方面对筛分车间粉尘进行治理,分别采用数值模拟方法研究降尘措施与利用实验法研究机器参数对产尘量的影响,合理设定机器参数。(1)通过数值模拟对比不同速度入口、不同密闭罩尺寸以及密闭罩不同壁面条件下筛分车间内呼吸带高度的粉尘质量浓度,选取降尘措施。结果表明:随着入口风速的逐渐增加车间粉尘浓度先减小后增大,由于风速过大容易引起二次扬尘产生,入口风速为0.8 m/s时,车间内粉尘浓度最低;随着密闭罩尺寸的增大向车间内逸散的粉尘越少,捕捉壁面条件比反弹壁面条件降尘效果好,采用密闭罩与喷雾相结合的降尘方式。(2)通过实验法对不同参数下振动筛产尘量进行试验。结果表明:随着振动筛频率的逐渐增大产尘量逐渐增大,频率在15~25 Hz时产尘量的变化量较小;随着振动筛振幅的逐渐增大产尘量逐渐增大,振幅大于2.5 mm时产尘量变化不明显;随着煤块在振动筛内作用时间的增大产尘量增大;随着振动筛内煤块质量的增大产尘量增大,满足生产需求条件下调整机器运行参数降低粉尘产生量。降尘措施在现场应用后,全尘和呼吸性粉尘浓度满足治理标准,降尘效率达74%以上,有效降低了筛分车间内粉尘浓度。
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