畢業(yè)設(shè)計----煤礦開采空氣污染治理工程設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　發(fā)任務(wù)書日期: 2009 年 2月23日</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p><b>　　1 引言</b></p><p&g

2、t;　　1.1 煤礦污染現(xiàn)狀</p><p>　　我國是一個煤炭生產(chǎn)大國，近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，對煤炭的需求量大幅度增加。我國約75%工業(yè)燃料、65%的化工原料、85%的民用燃料，都是由煤炭工業(yè)提供。因此，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位在近幾十年內(nèi)不會有根本性的改變。煤炭的生產(chǎn)與利用在給人類文明和社會進(jìn)步作出巨大貢獻(xiàn)的同時，也給礦區(qū)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境和社會問題。如煤炭開采引起地表塌陷，采掘的廢矸石及排出的廢氣

3、、廢水、粉塵，生產(chǎn)過程中的噪聲等，對地面環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使部分建筑物、民居損壞，村莊搬遷，土地破壞，礦區(qū)大氣環(huán)境污染，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞等等[1]。</p><p>　　1.2 煤礦大氣污染概況</p><p>　　人類社會發(fā)展到今天，人們越來越意識到生存環(huán)境的重要性。增強(qiáng)環(huán)保意識，改善生存環(huán)境已成為世界各國政府的共識。近20年來，保護(hù)環(huán)境、改善環(huán)境質(zhì)量越來越引起我國各級政府、企業(yè)和公民

4、的重視。國家制定了《環(huán)境保護(hù)法》及相關(guān)法律、法規(guī)，各地區(qū)也制定了實施辦法及相關(guān)條例。由于采取一系列的防治措施，治理大氣污染取得了一定成效，但與一些發(fā)達(dá)國家相比，特別在礦區(qū)，還有很大差距[2]。</p><p>　　1.2.1 能源消費結(jié)構(gòu)不合理是大氣污染的主要原因</p><p>　　在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭占70%以上，仍以燒原煤為主。原煤平均灰分23%，含硫1.27%，燃燒后排放

5、的污染物高于標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，我國的大氣污染來自燃煤的約占70%以上，城市大氣主要受煤煙型污染，以煤塵和SO2為特征。據(jù)統(tǒng)計，煤炭燃燒產(chǎn)生的煙塵占我國總排塵量的80%，SO2占總排放量的90%，N0x占67%。</p><p>　　我國北方城市大氣中總懸浮微粒年平均值>0.8，冬季時>l，超過國家大氣質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)一倍；SO2年排放量1520萬t，已達(dá)到發(fā)達(dá)國家五六十年代污染最嚴(yán)重的程度，冬季更為突出[3]

6、。</p><p>　　1.2.2 煤礦區(qū)是大氣污染重災(zāi)區(qū)</p><p>　　我國煤礦和煤礦城市的大氣污染屬典型煤煙型，許多礦區(qū)，尤其是露天礦，以及北方一些風(fēng)沙較大的礦區(qū)還存在著粉塵和沙塵型污染。</p><p>　　煤炭燃燒不充分生成CO。一公斤炸藥爆炸后生成300LCO（包括折合成CO的NOx在內(nèi)）。煤礦井下老巷內(nèi)煤塵和廢坑木不充分自燃也生成CO。礦井排放的

7、瓦斯中還含有CH4。近年來，美國學(xué)者提出CH4對溫室效應(yīng)的影響大于CO2。</p><p>　　從具體的污染物來看，多數(shù)礦區(qū)總懸浮粒和降塵超標(biāo)，有的降塵超標(biāo)幾倍甚至十幾倍。礦區(qū)SO2的超標(biāo)率也比較高，南方高硫煤礦區(qū)更突出，個別礦區(qū)SO2日均濃度1.57，超過倫敦?zé)熿F事件起始值3倍多[4]。</p><p>　　綜上所述，在煤礦開采過程的眾多環(huán)境問題當(dāng)中，大氣污染對環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重，急需治

8、理。</p><p>　　1.3 煤礦大氣污染治理現(xiàn)狀</p><p>　　目前國內(nèi)煤礦區(qū)中小容量的燃燒設(shè)備和工業(yè)鍋爐還只是采用低效除塵器。除塵率小于85％，危害較大的小于l0飄塵一般未能消除。目前國內(nèi)采用的旋風(fēng)式、袋式等各類除塵器只可作為初級手段，以除去煙氣中較大量的粗顆粒，之后需經(jīng)其它方式處理，方能達(dá)到環(huán)保要求。水膜除塵器亦不能滿足環(huán)保要求。因此靜電除塵應(yīng)在大中型電站鍋爐或其他工業(yè)鍋

9、爐中推廣應(yīng)用。</p><p>　　目前大型礦井的地面生產(chǎn)系統(tǒng)都是封閉的，但是儲煤場多數(shù)都是露天的，尤其是一些老礦井，在風(fēng)力作用下，露天煤堆會產(chǎn)生大量的粉塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。我國目前對露天煤場粉塵治理的措施主要有：灑水增濕、表面結(jié)殼劑、濕潤劑等，但是由于這些措施本身的局限性，不能很好地解決堆場對環(huán)境的長年污染問題。因此擋風(fēng)抑塵網(wǎng)和筒倉的使用技術(shù)研究和應(yīng)用就顯得非常迫切[5]。</p><p

10、>　　1.4 設(shè)計的內(nèi)容</p><p>　　就我國目前在煤礦開采空氣污染現(xiàn)狀及治理的現(xiàn)狀，本設(shè)計針對煤礦空氣污染源（生產(chǎn)和生活用燃煤鍋爐煙氣、儲煤場揚(yáng)塵以及運煤道路揚(yáng)塵）目前的治理方法進(jìn)行分析比選，詳細(xì)介紹了目前國內(nèi)煤礦燃煤鍋爐煙氣的脫硫除塵方法主要有袋式除塵器、PS型燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)、GGT-1型燃煤鍋爐煙氣脫硫器、濕式?jīng)_旋脫硫除塵技術(shù)、濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、麻石脫硫除塵技術(shù)和JBR型煙氣脫硫除塵

11、技術(shù)等，并對各種方法的優(yōu)缺點及應(yīng)用情況作了一些對比；同時對儲煤場揚(yáng)塵的治理方法作了詳細(xì)分析，包括灑水降塵、擋風(fēng)抑塵墻和筒倉治理揚(yáng)塵，同時對三者的優(yōu)缺點作了比較；以及詳細(xì)說明了運煤道路的硬化綠化施工方案和抑塵效果。最后以鑫窯煤礦為例，為燃煤鍋爐煙氣設(shè)計了濕式石灰法除塵脫硫一體化系統(tǒng)，使煙氣排放中煙塵濃度和SO2濃度符合《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2001）二類區(qū)第Ⅱ時段標(biāo)準(zhǔn)；為儲煤場設(shè)計了擋風(fēng)抑塵墻，使儲煤場揚(yáng)塵符合《大氣

12、污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中的二級標(biāo)準(zhǔn)；最后對運煤道路的實施了硬化綠化方案，使運煤道路符合《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》二級公路標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p>　　1.5 設(shè)計目的和意義</p><p>　　我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和煤炭消費國，煤炭的開采、加工、利用和運輸?shù)冗^程中所產(chǎn)生的污染是影響環(huán)境質(zhì)量的重要方面。露天儲煤場揚(yáng)塵和燃煤煙氣鍋爐的煙氣給環(huán)境帶來了

13、嚴(yán)重的污染，是礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要污染源之一?；谏鲜鍪聦?，本課題的目標(biāo)是對煤礦開采產(chǎn)生的空氣污染治理的方式進(jìn)行設(shè)計，獲得一種能有效治理煤礦空氣污染的方法，進(jìn)而為我國煤礦地區(qū)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。</p><p>　　2 煤礦開采空氣污染的危害</p><p>　　礦區(qū)大氣污染源分為點源和面源，點源主要來自采暖供熱鍋爐、居民炊事灶具、茶爐及食堂營業(yè)爐灶廢氣；面源排污主

14、要來自儲煤場、運輸車輛造成的揚(yáng)塵和排出的氣體。即大體可以分為三部分：燃煤煙氣、儲煤場揚(yáng)塵、運煤道路揚(yáng)塵。</p><p><b>　　2.1 燃煤煙氣</b></p><p>　　燃煤煙氣的主要來源有：采暖供熱鍋爐的煙氣排放和生活用鍋爐煙氣。鍋爐的燃燒會產(chǎn)生大量的污染物，其中有完全燃燒產(chǎn)生的飛灰，也有不完全燃燒產(chǎn)生的粉塵和黑煙，因燃煤中不同程度的含硫量還會產(chǎn)生濃度不

15、一的二氧化硫[6]。對于煤礦開采企業(yè)來說，一般鍋爐用煤均為本礦所產(chǎn)，故二氧化硫的濃度應(yīng)就當(dāng)前煤礦原煤含硫量而定。</p><p>　　2.1.1 燃煤煙氣的危害</p><p>　　矽肺、煤肺仍是煤礦工人的主要職業(yè)病，它們分別是SiO2和煤炭微粒在肺部沉積的結(jié)果，后者往往見得多。懸浮微粒中還含有微量元素汞、鎘、鉻、錳、鋅、鉛、鈹、砷、硒、氟等，它們影響人體呼吸道，降低肺功能，可引起多種疾

16、病。煤炭燃燒后散布在大氣懸浮微粒中的微量元素累計相當(dāng)可觀，以汞為例，煤平均含汞0.5，一個煤電礦區(qū)，按燃燒煤炭400萬計算，將產(chǎn)生汞蒸氣2排入礦區(qū)上空。由于協(xié)同作用，煤塵使SO2、NOx對呼吸道刺激性增強(qiáng)4—20倍。這些因素導(dǎo)致礦區(qū)居民的呼吸道、心血管和癌癥發(fā)病率明顯高于一般城鎮(zhèn)[7]。</p><p>　　大氣中致癌性烴類主要來自煙塵吸附的多環(huán)、芳烴。煤炭不完全燃燒時，常伴隨著熱解、脫氫、聚合等反應(yīng)，產(chǎn)生20多

17、種環(huán)芳烴，其中部分是致癌物，強(qiáng)致癌物苯并芘是其中的典型。它能促使有機(jī)物病變[7]。</p><p>　　2.1.2 燃煤煙氣的治理</p><p>　　煤炭燃燒過程中的防塵措施有以下三點：</p><p>　?。?）裝設(shè)除塵裝置。</p><p>　　一般鍋爐可設(shè)旋風(fēng)式、袋式、濕式除塵器，其除塵效率為80%—90%。陶瓷多管旋風(fēng)器耐磨性較好

18、，濕式除塵器還能除去煙塵中部分SO2和NOx，但是要有污水處理裝置。水泥粉塵、坑口電站煙塵排放量較大，塵粒細(xì)小，宜設(shè)靜電除塵器，其除塵效率可達(dá)99.9%，能捕集的煙塵[8]。</p><p><b>　?。?）高煙囪擴(kuò)散。</b></p><p>　　燃燒同品種、同重量煤炭，高空排煙的危害性比小爐灶低空排煙低60倍。</p><p>　?。?）

19、集中供熱，進(jìn)而發(fā)展熱電聯(lián)合、熱電化聯(lián)合。</p><p>　　集中供熱便于集中消除煙塵，并提高熱能利用率。由于煤炭及其產(chǎn)品煤氣和其他揮發(fā)分是天然化工原料，因此在有條件礦區(qū)發(fā)展熱電或熱電化聯(lián)產(chǎn)是個方向[8]。</p><p><b>　　2.2 儲煤場</b></p><p>　　儲煤場是煤炭生產(chǎn)中的重要設(shè)施之一，用它彌補(bǔ)煤倉容量的不足，保障煤

20、礦生產(chǎn)運輸?shù)某掷m(xù)進(jìn)行。由于受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的制約，儲煤場一般屬露天形式，受風(fēng)作用使煤炭損失嚴(yán)重，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重地污染環(huán)境，造成大氣、水體和景觀污染，危害人民群眾的身心健康[9]。</p><p>　　在我國城鄉(xiāng)遍布的儲煤場數(shù)以萬計，最高時的煤炭儲存量可達(dá)到上億噸，每到春季起風(fēng)時，煤場的周圍煤塵彌漫，直接影響居民的生活與健康。而且有的煤堆還會發(fā)生火災(zāi)和爆炸，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，直接威脅人身安全。多年來煤堆

21、所造成的危害一直未引起人們的關(guān)注，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對環(huán)保工作的重視，對煤堆造成的災(zāi)害進(jìn)行研究和防治才逐步進(jìn)入人們的視線[9]。</p><p>　　2.2.1 儲煤場對環(huán)境造成的危害</p><p>　　儲煤場對環(huán)境造成的危害主要有三種形式：煤塵、煤堆自燃和煤堆爆炸。</p><p>　?。?）煤塵：煤堆的粉塵一般情況下是在風(fēng)的作用下漂浮到大氣中，其主要危害是增大

22、煤場附近空氣粉塵含量，并對周圍的環(huán)境設(shè)施造成污染。給附近的居民生活和健康造成危害。</p><p>　?。?）煤堆自燃：煤堆自然主要產(chǎn)物是CO、CO2、SO2等。與燃燒煤炭相比煤堆自然屬于不充分燃燒，因此產(chǎn)生的CO量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高與正常燃燒的煤炭，同時造成煤炭的大量損失。</p><p>　?。?）煤堆爆炸：在高溫或一定點火能的熱源作用下，空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反應(yīng)過程，是一種非常復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒?/p>

23、應(yīng)。煤堆爆炸發(fā)生的情況較少，一經(jīng)發(fā)生其破壞性極大[10]。</p><p>　　2.2.2 儲煤場污染的治理</p><p>　　儲煤場污染的治理應(yīng)從兩方面入手：第一是防止粉煤隨風(fēng)飄散；第二是防止煤堆發(fā)生自燃。</p><p>　?。?）防止粉煤隨風(fēng)飄散</p><p>　　防止粉煤隨風(fēng)飄散通常有兩種方法：一是降低風(fēng)的強(qiáng)度，減小風(fēng)力對煤堆的

24、作用，從而達(dá)到抑塵的效果，通常是使用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)來實現(xiàn)；二是設(shè)置一個封閉的環(huán)境，使煤堆與外界隔離，通常的做法是建筒倉或在煤堆的表面噴灑一層保護(hù)性物質(zhì)，這樣可防止煤炭與空氣接觸，阻止煤的粉化，同時能抵抗風(fēng)的作用。</p><p><b>　?。?）防止煤堆自燃</b></p><p>　　防止煤堆發(fā)生自燃，煤堆不發(fā)生自燃，煤堆也就不可能發(fā)生爆炸：因此防止煤堆自燃也是防止煤

25、堆污染的主要措施。目前國內(nèi)外普遍采用的是在煤堆的表面噴灑一層阻化劑，阻化劑本身在煤堆的表面形成一層保護(hù)層也對煤堆起到防塵的作用。本設(shè)計只考慮空氣方面的污染，以下不再對這方面做詳細(xì)介紹[11]。</p><p><b>　　2.3 運煤道路</b></p><p>　　運煤道路是指由儲煤場到公路主干道之間的由煤礦開采企業(yè)修建的道路。目前我國大多數(shù)煤礦開采企業(yè)為節(jié)省開支

26、，運煤道路均為鄉(xiāng)村石子路，由于路面較差，故運輸揚(yáng)塵較大，再加上汽車超載拋灑煤炭，引起的二次揚(yáng)塵。不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重地污染道路沿途環(huán)境，造成道路沿途大氣、水體和景觀污染，危害道路沿途人民群眾的身心健康。</p><p>　　綜上所述，在煤礦開采過程中所產(chǎn)生的大量固體廢物、廢水和有害氣體，造成局部地區(qū)水資源枯竭、水土流失、地面沉陷等環(huán)境問題甚至災(zāi)害等，已經(jīng)嚴(yán)重破壞到了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境平衡，因此科學(xué)合理地開發(fā)和利

27、用煤炭資源，堅持環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)煤炭工業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)前煤礦開采企業(yè)環(huán)境管理的當(dāng)務(wù)之急。</p><p>　　3 礦區(qū)燃煤鍋爐煙氣的治理技術(shù)分析</p><p>　　鍋爐是礦區(qū)主要環(huán)境空氣污染源之一，污染特征屬點源，主要污染物為煙塵和SO2。由于鍋爐用煤均為本礦所產(chǎn)，故應(yīng)該先測出當(dāng)?shù)孛旱V的含硫量，煤的含硫量決定了煙氣中二氧化硫的濃度，從而確定煙氣治理的方法。</p&

28、gt;<p>　　3.1 鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　煤礦開采企業(yè)一般遠(yuǎn)離居民居住區(qū)，故其執(zhí)行的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)為：《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2001）中二類區(qū)第Ⅱ時段標(biāo)準(zhǔn)，如表3.1。</p><p>　　表3.1 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）</p><p>　　3.2 含硫量、鍋爐煙塵與SO2排

29、放量</p><p>　　3.2.1 煤炭含硫量的測定</p><p>　　采集煤炭樣本送到當(dāng)?shù)孛禾垦芯克鶞y定留的含量，或用鶴壁市藍(lán)博儀器儀表有限公司所生產(chǎn)的HZDL-8型漢字自動定硫儀測定煤炭中流的含量。煤的含硫量決定了煙氣中二氧化硫的濃度，高硫煤、低硫煤我們國家有統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)：含硫量≤0.5%的是特低硫煤，在0.51—1.0%的是低硫煤，1.0—1.5%的是低中硫煤，1.51—2.

30、0%的是中硫煤，2.01—3.0%的是中高硫煤，3.0%以上是高硫煤。</p><p>　　3.2.2 鍋爐煙塵和SO2排放量</p><p>　　由測出的含硫量和耗煤量等已知數(shù)據(jù)，有煙塵和SO2排放量計算公式如下[12]：</p><p>　　煙塵: (式3.1)</p><p&g

31、t;　　SO2 : (式3.2)</p><p>　　式中：、——煙塵和SO2排放量()；</p><p><b>　　B——耗煤量()；</b></p><p>　　A——煤的灰分(%)；</p><p>　　S——煤中的全硫分含量(%)；</

32、p><p>　　、——煙塵和SO2的脫除效率(%)。</p><p>　　——煙塵中可燃物的百分含量（%）。</p><p>　　3.3 燃煤鍋爐脫硫技術(shù)</p><p>　　大氣SO2污染主要是由燃煤排放引起的，SO2排放的削減主要從燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫三個方面著手。本設(shè)計中燃煤來源于本礦所產(chǎn)原煤，就不涉及到燃燒前和燃燒中的脫硫處理了，

33、因此以下主要介紹燃燒后脫硫除塵技術(shù)。</p><p>　　3.3.1 燃燒前與燃燒中脫硫技術(shù)</p><p>　　燃燒前脫硫技術(shù)也就是煤炭洗選技術(shù)。目前我國煤炭入選率不到17%，而美國為42%，英國為94.9%，法國為88.7%，日本為98.2%。我國曾對微波脫硫和高硫煤強(qiáng)磁分離脫硫進(jìn)行過小試研究，總脫硫率達(dá)50%左右。但由于所需基建投資和運行費用都較高，脫硫后的煤是水煤漿，使用上受到一定

34、限制。因此，這兩項技術(shù)沒有得到有效推廣。</p><p>　　燃燒中脫硫技術(shù)是往煤中加入固硫劑。在煤的燃燒過程中，煤中的硫燃燒氧化，再與煤中的堿性物質(zhì)或固硫劑反應(yīng)生成硫酸鹽而留在渣中，從而減少煙氣中的SO2濃度。我國從70年代開始進(jìn)行型煤固硫的研究工作。目前，美國的型煤固硫率為87%，日本為70%—90%，我國為40%左右。我國與國外固硫率差異的主要原因是采用的固硫劑及固硫催化劑的不同[13]。</p>

35、;<p>　　3.3.2 燃燒后脫硫技術(shù)</p><p>　　燃燒后脫硫技術(shù)即對鍋爐煙氣進(jìn)行脫硫，這是我國目前脫硫的主要方法。電廠鍋爐煙氣的脫硫技術(shù)由于投資高，工藝復(fù)雜，不適合中小型鍋爐煙氣的治理。近年來，我國科技人員針對中小型鍋爐煙氣的脫硫技術(shù)進(jìn)行了研究，比較有影響的主要有：PS型燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)、GGT-1型燃煤鍋爐煙氣脫硫器、濕式?jīng)_旋脫硫除塵技術(shù)、濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、麻石脫硫除塵技術(shù)和

36、JBR型煙氣脫硫除塵技術(shù)。</p><p>　　（1）PS型燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)</p><p>　　這種技術(shù)具有脫硫和除塵兩種功能。脫硫除塵裝置有兩部分組成：上部為噴霧脫硫塔，下部為濕式除塵器。在脫硫塔內(nèi)，煙氣中的SO2被噴嘴噴出的分散的石灰漿液滴吸收，生成CaSO4和CaSO3，煙氣溫度由150—190℃下降到80℃左右。煙氣在脫硫塔內(nèi)完成第一次脫硫除塵后，直接進(jìn)入下部的濕式除塵器。除

37、塵器內(nèi)特殊噴氣管及噴氣頭使煙氣在除塵器底部與貯水（灰）池進(jìn)行劇烈運動，以實現(xiàn)高效除塵和脫硫的目的。其工藝流程如圖3.1所示。主要反應(yīng)式為：</p><p>　　Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O</p><p>　　2Ca(OH)2+2SO2+O2→2CaSO4+2H2O</p><p>　　主要技術(shù)指標(biāo)：脫硫率大于80%（鈣硫比1.5～1.6），除塵效率大

38、于90％。缺點是一次性投資較高，運行費用較高[14]。</p><p>　　圖3.1 PS型燃媒鍋爐煙氣脫硫除塵工藝流程圖</p><p>　?。?）GGT-1型燃煤鍋爐煙氣脫硫器</p><p>　　該技術(shù)的基本原理是：利用噴射霧狀的高效脫硫除塵藥劑水溶液，在對鍋爐排放的煙氣、粉塵進(jìn)行增濕的同時，使二氧化硫得到吸收、反應(yīng)并凝于粉塵，再通過離心式旋風(fēng)除塵器降入集塵

39、箱，達(dá)到脫硫和提高降塵的目的。工藝流程如圖3.2所示。設(shè)備脫硫率大于等于60%[15]。</p><p>　　圖3.2 GGT-1型燃煤鍋爐煙氣脫硫流程圖</p><p>　?。?）濕式?jīng)_旋脫硫除塵技術(shù) </p><p>　　基本原理是利用沖激、旋風(fēng)二級除塵機(jī)制，在除塵器內(nèi)部設(shè)置了沖激室和旋風(fēng)室。煙氣由鍋爐進(jìn)入沖旋室后，自上而下沖激水面，進(jìn)行初次除塵，潤濕煙塵，增

40、大細(xì)微塵粒的重量。然后自下而上，在除塵器上部經(jīng)由導(dǎo)板組成的2通道進(jìn)入旋風(fēng)室。在旋風(fēng)室同自上而下沿壁作螺旋運動，利用離心力進(jìn)行二次除塵，然后由軸線向上經(jīng)出口排出。在除塵過程中，煙氣中的二氧化硫溶解于水，生成亞硫酸微滴，并與塵粒一起從煙氣中分離出來，主要技術(shù)指標(biāo)：SO2去除率80%，煙塵去除率95%，阻力1100Pa [16]。</p><p>　?。?）濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)</p><p>

41、　　該技術(shù)利用鍋爐自身運動過程中產(chǎn)生的煙塵、爐渣和廢水來治理煙氣?；驹硎菙r截碰撞、離心分離、酸堿中和反應(yīng)等共同作用。在裝置內(nèi)，噴成霧狀的的吸收液與旋轉(zhuǎn)進(jìn)入的煙氣作用，進(jìn)行脫硫和除塵。凈化煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)和煙囪排入大氣。主要指標(biāo)：脫硫效率50%，除塵效果大于95%，裝置阻力小于1200Pa[17]。</p><p>　?。?）麻石脫硫除塵技術(shù)</p><p>　　麻石水膜除塵器和麻石文丘里除

42、塵器應(yīng)用于煙氣除塵已有多年的歷史了，近年來，利用麻石的耐腐蝕、耐磨損性能制作煙氣脫硫裝置有了一定進(jìn)展。其主要原理：利用麻石制作筒體，在內(nèi)部設(shè)置塔板來強(qiáng)化氣液接觸，提高傳質(zhì)效果，從而提高脫硫效率。該技術(shù)應(yīng)用于沸騰鍋爐上的脫硫效率為70%（加堿），除塵效率在99%[18]。</p><p>　?。?）JBR型煙氣脫硫技術(shù)</p><p>　　JBR是一種反應(yīng)器的簡稱，石灰漿液加入JBR中，含飛

43、灰和SO2的煙氣由引風(fēng)機(jī)送入JBR反應(yīng)器中，其中的SO2和煙塵被內(nèi)循環(huán)的吸收劑漿液吸收除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧后排入大氣。脫硫產(chǎn)物的灰渣由JBR底部的放入沉淀池中，上清液返回石灰漿液罐中，從而實現(xiàn)水的閉路循環(huán)。 技術(shù)指標(biāo)：壓力降1000－1600Pa，SO2去除93－94%，除塵效率95－98%。但運行費用較高，脫除1kg二氧化硫的費用約0.4元。已經(jīng)有許多應(yīng)用，現(xiàn)在的運行費用已降下來了[19]。</p><p>

44、;　　圖3.3 JBR煙氣蛻硫除塵工藝流程示意圖</p><p>　　3.4 燃煤鍋爐脫硫除塵一體化技術(shù)</p><p>　　大氣煙塵和SO2污染主要是由燃煤排放引起的，前文介紹了單獨的脫硫技術(shù)，就目前國內(nèi)外的情況，隨著除塵和脫硫技術(shù)的成熟和完善，出現(xiàn)了比較成熟的除塵脫硫一體化技術(shù)和裝置。這類裝置可分為濕式、干濕結(jié)合和干式三類。</p><p>　　3.4.1

45、 濕式除塵脫硫一體化裝置</p><p>　　（1）網(wǎng)膜塔除塵脫硫裝置</p><p>　　網(wǎng)膜塔有臥式和立式之分，其原理基本一致，下面以臥式為例作介紹。</p><p><b>　?、?工作原理</b></p><p>　　該裝置主體設(shè)備為一臥式網(wǎng)膜塔，配套設(shè)備包括循環(huán)水池、水泵等。網(wǎng)膜塔內(nèi)部依次可分為霧化段、沖擊段、

46、篩網(wǎng)段和脫水段四部分，其核心部件為篩網(wǎng)，若干片篩網(wǎng)疊合在一起，在網(wǎng)上端布水，使網(wǎng)上形成均勻水膜。煙氣經(jīng)過霧化段使煙溫降低，并使微細(xì)粉塵凝聚成較大顆粒，再經(jīng)過沖擊段除去大部分煙塵。煙氣進(jìn)入篩網(wǎng)段后穿過篩網(wǎng)上的液膜，激起水滴、水花、水霧等，造成氣液充分接觸，從而除去微細(xì)粉塵和SO2。最后煙氣經(jīng)脫水段脫除水分，防止煙氣帶水影響引風(fēng)機(jī)正常工作。</p><p>　　② 裝置的特點及效果</p><p&

47、gt;　　該裝置的主要特點是阻力小，對微細(xì)粉塵有較高的捕集效率和較強(qiáng)的適用性，既適用于層燃鍋爐，又適用于排塵濃度較高的沸騰爐、循環(huán)流化床鍋爐、拋煤機(jī)爐等。其除塵效率>95%，利用沖渣水時，其脫硫率可達(dá)50%～60%。</p><p>　?。?） 噴射式吸收除塵脫硫裝置</p><p><b>　?、?工作原理</b></p><p>　　

48、該裝置的主體設(shè)備是噴射式吸收塔。煙氣從塔頂進(jìn)入氣液分配段。吸收液經(jīng)環(huán)形管進(jìn)入此段下部，均勻溢入杯形噴嘴，并沿噴嘴內(nèi)壁形成液膜向下流動。當(dāng)氣流進(jìn)入噴嘴時，流速逐漸增大，流出噴嘴時突然擴(kuò)散，將吸收液霧化。在吸收管內(nèi)，氣液充分混合接觸，氣液間發(fā)生傳質(zhì)吸收，使煙氣中的粉塵和SO2。進(jìn)入吸收液中。氣液混合體進(jìn)入分離段后，流速降低，受重力和慣性影響，氣液分離，吸收液滴落入塔底部，凈化后的煙氣則從煙氣排氣口排至煙囪。噴嘴的設(shè)計是決定該塔吸收效果的關(guān)鍵

49、步驟。</p><p><b>　?、?裝置的特點</b></p><p>　　噴射式吸收塔的優(yōu)點是煙氣穿塔速度快，因此在處理同樣煙氣量的情況下塔的體積相對較小。塔的結(jié)構(gòu)簡單、沒有活動和易損部件，不易堵塞，維護(hù)管理方便，并且對易溶性氣體的凈化效率較高。其缺點是氣流阻力較大，杯形噴嘴安裝精度要求較高[20]。</p><p>　　3.4.2 干

50、濕結(jié)合除塵脫硫一體化裝置</p><p><b>　　（1）工作原理</b></p><p>　　SHG型除塵脫硫裝置主體設(shè)備為一立式塔，塔內(nèi)兼用了干、濕結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，其下部為旋風(fēng)除塵段，中部為吸收段，裝有篩板，上部是脫水段。煙氣首先進(jìn)入下部的旋風(fēng)除塵段，除去較大顆粒后進(jìn)入吸收段，經(jīng)過布滿吸收液的篩板時，煙氣與吸收液充分接觸，發(fā)生傳質(zhì)吸收，脫除SO2并除去微細(xì)粉塵。

51、經(jīng)過除塵脫硫的煙氣，在脫水段內(nèi)脫水除霧，防止煙氣帶水，然后經(jīng)出口排至煙囪。</p><p>　?。?）裝置的特點及效果</p><p>　　該裝置的主要特點是液氣比較小(為0.3～0.5L/m3)，塔內(nèi)持液量較大，氣液接觸充分。除塵效率可達(dá)95%以上，高硫煤的脫硫率為70%～80%，低硫煤的脫硫率為80%～90%，特別適用于6t/h以下小型層燃鍋爐[21]。</p><

52、p>　　3.4.3 干式除塵脫硫一體化裝置</p><p>　?。?）電子束照射煙氣處理裝置</p><p><b>　?、?處理工藝</b></p><p>　　EBA法處理工藝包括煙氣冷卻、氨添加、電子束照射及副產(chǎn)品分離等幾個過程。對溫度150℃左右的煙氣，先用電集塵器除去粉塵顆粒，然后通過冷卻塔噴水，將煙氣冷卻到適合脫硫脫硝反應(yīng)的

53、溫度（約65℃）。然后根據(jù)SOx濃度和NOx濃度將定量的氨注入煙氣，再導(dǎo)入反應(yīng)器，并用電子束照射。由于電子束照射，煙氣中的SOx和NOx在極短的時間內(nèi)氧化，分別變?yōu)橹虚g生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。它們與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng)生成粉體微料：硫酸銨與硝酸銨的混合粉體。通過干式電集塵器分離，捕集這些粉體微粒后，再將凈化后的煙氣排放。</p><p><b>　　② 凈化反應(yīng)機(jī)理</b>

54、;</p><p>　　脫硫、脫硝反應(yīng)主要是經(jīng)過三個反應(yīng)過程進(jìn)行的。第一步，在電子束的照射下，生成富有活性的OH·、O·、HO2·等活性粒子。第二步，這些活性粒子具有極強(qiáng)的氧化性，將煙氣中的SO2及NOx氧化。第三步，上一步生成的硫酸和硝酸與注入的氨進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫酸銨[(NH4)2SO4]和硝酸銨（NH4NO3）等副產(chǎn)品，并形成粉體微粒。</p><p>

55、;<b>　?、?裝置特點及效果</b></p><p>　　該裝置包括煙氣冷卻塔、反應(yīng)器、電子束發(fā)生裝置、集塵器、供氨設(shè)備、副產(chǎn)品處理設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等。由于煙氣露點常為50℃左右，所以冷卻塔內(nèi)噴淋水可以完全氣化，也可以增加水量產(chǎn)生過量水循環(huán)使用，進(jìn)行二次噴淋，因此不會產(chǎn)生廢水排放。集塵器采用高效電集塵器，分為捕集粉塵顆粒和捕集副產(chǎn)品粉體微粒兩部分。該裝置能同時高效地進(jìn)行除塵和脫硫、脫硝，不

56、需要昂貴的脫硝催化劑，脫硫率可達(dá)90%以上，脫硝率可達(dá)80%以上，沒有廢水排放，并能回收硫酸銨、硝酸銨等副產(chǎn)品，可作為化肥使用。但該裝置一次性投資大、配套設(shè)備較多，因此主要適合火電廠等大型燃煤鍋爐的煙氣凈化。</p><p>　?。?）電旋風(fēng)脫硫除塵器</p><p><b>　　① 工作原理</b></p><p>　　該裝置是立式旋風(fēng)除塵器

57、與管式靜電除塵器的結(jié)合，其配套設(shè)備有可調(diào)式高壓直流電源、引風(fēng)機(jī)。在電暈電極與集塵極之間加載一定高壓（4萬～6萬V）直流電，形成電暈放電。在高壓電場中，煙氣中的粉塵顆粒在離心力和庫侖力的作用下，被捕集于集塵極上，并沿除塵器內(nèi)壁向下落入灰斗。同時，在高壓電場作用下，煙氣中的H2O、O2發(fā)生電離，生成極具氧化性的OH·、O·、HO2·活性粒子，將SO2迅速氧化生成SO3，SO3極易與煙氣中水分結(jié)合生成硫酸霧（氣懸

58、體）。在煙塵顆粒的凝聚作用下，硫酸霧吸附于煙塵顆粒上，其中部分與煙塵顆粒中的CaO發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4并隨煙塵顆粒進(jìn)入灰斗。SO2的氧化機(jī)理與EBA法相同，只是獲得活性粒子的途徑不同。因此，該裝置同樣具有一定的脫硝作用。為提高除塵效果，常將兩個甚至多個除塵器并聯(lián)使用。</p><p>　　② 裝置的特點及效果</p><p>　　該裝置無二次污染、一次性投資較少、占地小、易于操作維護(hù)、運

59、行費用低，同時具有除塵脫硫作用。但由于受旋風(fēng)除塵方式的局限，該裝置不適合較大負(fù)荷的處理要求，并且脫硫效率也較低。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮，該裝置不失為一種高效經(jīng)濟(jì)的煙氣凈化裝置，尤其適宜于6t/h以下燃煤鍋爐的煙氣除塵脫硫，除塵效率可達(dá)96%以上，脫硫率可達(dá)50%～85%。</p><p>　　綜合上述幾種應(yīng)用于中小型鍋爐的脫硫和除塵技術(shù)，可以看出具有以下特點：一是投資較低、脫硫效率適中、運行費用低、操作管理簡便

60、的技術(shù)易于推廣應(yīng)用。二是就脫硫產(chǎn)物的處理而言，多采取拋棄法而未作為副產(chǎn)品回收。三是脫硫劑價廉，可利用鍋爐運行中產(chǎn)生的飛灰和爐渣中的堿性物質(zhì)脫硫。四是推廣較好的技術(shù)多為濕法脫硫兼除塵的技術(shù)。而本設(shè)計就建議用濕法脫硫除塵一體化技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡單、沒有活動和易損部件，不易堵塞，維護(hù)管理方便，并且對易溶性氣體的凈化效率較高[22]。</p><p>　　4 儲煤場揚(yáng)塵治理</p><p>　　煤炭

61、運輸、裝卸、堆放過程中可能有煤塵、廢水等污染物產(chǎn)生。從國內(nèi)外儲煤場有關(guān)調(diào)研資料分析，儲煤場主要的大氣環(huán)境問題是煤炭堆放及裝卸過程中粒徑較小的煤粒在風(fēng)力作用下漂移，對下風(fēng)向大氣環(huán)境造成的污染。</p><p>　　4.1 儲煤場揚(yáng)塵治理標(biāo)準(zhǔn)和方法</p><p>　　4.1.1 儲煤場揚(yáng)塵標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　儲煤場揚(yáng)塵治理后達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)即儲煤場周圍的顆粒物濃度

62、標(biāo)準(zhǔn)，煤礦開采企業(yè)一般遠(yuǎn)離居民居住區(qū)，故其執(zhí)行的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)為：《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中二級標(biāo)準(zhǔn)，如表4.1。</p><p>　　表4.1 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）</p><p>　　4.1.2 儲煤場揚(yáng)塵的治理方法</p><p>　　儲煤場揚(yáng)塵的治理應(yīng)從防止粉煤隨風(fēng)飄散著手，防止粉煤隨風(fēng)

63、飄散通常有兩種方法：一是降低風(fēng)的強(qiáng)度，減小風(fēng)力對煤堆的作用，從而達(dá)到抑塵的效果，這種情況通常是用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)和煤場噴淋加濕手段來實現(xiàn)；二是設(shè)置一個封閉的環(huán)境，使煤堆與外界隔離，通常的做法是建筒倉或在煤堆的表面噴灑一層保護(hù)性物質(zhì)，這樣可防止煤炭與空氣接觸，阻止煤的粉化，同時能抵抗風(fēng)的作用。</p><p>　　4. 2 噴水降塵在儲煤場的應(yīng)用</p><p>　　除塵的主要對象是懸浮于空氣中

64、的固態(tài)微粒。在煤礦生產(chǎn)過程中，從礦井開拓、巷道掘進(jìn)、回采落礦，煤炭裝卸轉(zhuǎn)運中均伴有大量的粉塵產(chǎn)生。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，空氣中需要控制的微粒愈來愈細(xì)，排放標(biāo)準(zhǔn)愈來愈嚴(yán)格。防塵技術(shù)也在不斷提高。其中濕式噴霧降塵是最經(jīng)濟(jì)簡便的方法，有利于溶解空氣中的有害氣體[23]。</p><p>　　4.2.1 噴霧降塵技術(shù)</p><p>　　概括地說，噴水除塵是借助一定的裝置，產(chǎn)生封閉塵源的水霧封，對

65、含塵氣體進(jìn)行洗滌、瀝濾，以達(dá)到消除粉塵、凈化空氣的目的。通俗地講，可以把噴水除塵和自然降雨對大氣的凈化作用相比擬，但與自然降雨相比，噴水除塵的水大小控制在一個最佳尺寸范圍內(nèi)，并且非常密集。更有利于對含塵氣體的凈化[24]。</p><p>　　噴霧降塵系統(tǒng)是由噴嘴、過濾器、控制閥、管路等組成。噴霧灑水需有良好的水質(zhì)，以防水中雜質(zhì)堵塞噴嘴，影響降塵效果。因此，在各供水區(qū)段都安設(shè)過濾器，對水質(zhì)進(jìn)行凈化[25]。<

66、;/p><p>　　4.2.2 噴霧降塵機(jī)理</p><p>　　噴霧降塵過程是噴嘴噴出的液壓霧粒與固態(tài)塵粒的惰性凝結(jié)過程。當(dāng)風(fēng)流攜帶塵粒向水霧粒運動，并離霧粒不遠(yuǎn)時就要開始繞流水霧運動。風(fēng)流質(zhì)量較大，顆粒較大的塵粒因慣性作用會脫離流線而保持向霧滴方向運行。如果不考慮塵粒質(zhì)量，則塵粒將和風(fēng)流同步，因為塵粒有體積，當(dāng)粉塵粒質(zhì)心所在流線與水霧粒的距離小于塵粒半徑時，塵粒便會與水霧滴接觸被攔接下來

67、，從而使塵粒附著于水霧上，即攔截捕塵作用。對細(xì)微粉塵，由于布朗擴(kuò)散作用，而可能被水霧粒捕集，這叫擴(kuò)散捕集[25]。</p><p>　　4.3 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)在露天儲煤場的應(yīng)用</p><p>　　4.3.1 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及防塵機(jī)理</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)之所以能大量降低露天煤堆起塵量，關(guān)鍵是降低來流風(fēng)的風(fēng)速；最大限度地?fù)p失來流風(fēng)的動能；避免來流風(fēng)的明顯

68、渦流，減少風(fēng)的湍流度。根據(jù)空氣動力學(xué)原理，當(dāng)風(fēng)通過由“擋風(fēng)抑塵板”組成的“擋風(fēng)抑塵網(wǎng)”時，墻后面出現(xiàn)分離和附著兩種現(xiàn)象，形成上、下于擾氣流，降低來流風(fēng)風(fēng)速，極大地?fù)p失來流風(fēng)的動能；減少風(fēng)的湍流度，消除來流風(fēng)的渦流；降低煤堆表面的剪切應(yīng)力和壓力，從而減少煤堆起塵率，如圖4.1所示。一般認(rèn)為，在擋風(fēng)板頂部出現(xiàn)空氣流的分離現(xiàn)象，分離點和附著點之間的區(qū)域稱為分離區(qū)，這段長度稱為尾流區(qū)的特征長度或有效遮蔽距離?！皳躏L(fēng)抑塵網(wǎng)”的抑塵效果或屏蔽作用取

69、決于擋風(fēng)板尾流區(qū)的特征長度和風(fēng)速[26]。</p><p>　　圖4.1 風(fēng)流通過擋風(fēng)網(wǎng)的示意圖</p><p>　　4.3.2 煤堆起塵量與風(fēng)速的關(guān)系</p><p>　　煤堆起塵分為兩大類：一類是儲煤場表面的靜態(tài)起塵；另一類是在堆取煤等過程中的動態(tài)起塵。前者主要與煤碳表面含水率、環(huán)境風(fēng)速等關(guān)系密切，后者主要與作業(yè)落差，裝卸強(qiáng)度等相關(guān)聯(lián)。對于散煤堆場，只有外界

70、風(fēng)速達(dá)到一定強(qiáng)度，該風(fēng)力使煤堆表面顆粒產(chǎn)生的向上遷移的動力足以克服顆粒自身重力和顆粒之間的摩擦力以及其他阻礙顆粒遷移的外力時，顆粒就離開堆垛表面而揚(yáng)起，此時的風(fēng)速就稱為起動風(fēng)速。根據(jù)露天煤堆粉塵擴(kuò)散規(guī)律的試驗研究，煤堆起塵量與風(fēng)速之間的關(guān)系如下所示[27]：</p><p><b>　　（式4.1）</b></p><p>　　式中 Q——煤堆起塵量，；</p&

71、gt;<p><b>　　V——風(fēng)速，；</b></p><p>　　V0——起塵風(fēng)速，；</p><p>　　a——與粉塵粒度分布有關(guān)的系數(shù)；</p><p>　　n——指數(shù)(n>1.5)。</p><p>　　從上式可以看出，煤堆起塵量Q和堆場實際風(fēng)速與起塵風(fēng)之差(V-V0)的n次方成正比。要使煤

72、塵起塵量Q變小，主要的辦法是降低V與V0的差值。設(shè)置擋風(fēng)抑塵網(wǎng)能將V值變小，通過煤場噴淋加濕手段將V0變大，這樣就能達(dá)到減少Q(mào)值的目的。</p><p>　　4.3.3 煤堆起塵量與風(fēng)動能損失的關(guān)系</p><p>　　風(fēng)通過擋風(fēng)抑塵網(wǎng)時，不能采取堵截的辦法把風(fēng)引向上方，應(yīng)該讓一部分氣流經(jīng)擋風(fēng)抑塵網(wǎng)進(jìn)入庇護(hù)區(qū)，一部分氣流經(jīng)擋風(fēng)抑塵網(wǎng)進(jìn)入庇護(hù)區(qū)，這樣風(fēng)的動能損失最大，擋風(fēng)抑塵網(wǎng)后的煤堆起塵

73、量最小。試驗結(jié)果是防風(fēng)墻減塵效果較差，有最適透風(fēng)墻系數(shù)的擋風(fēng)抑塵網(wǎng)減塵效果最好。例如當(dāng)使用V>V0的某一風(fēng)速時，無任何風(fēng)障時，煤堆起塵量為100%，設(shè)擋風(fēng)墻起塵量仍有10%，而設(shè)擋風(fēng)抑塵網(wǎng)時起塵量只有0.5%。此試驗結(jié)果說明僅僅降低風(fēng)速，不損失風(fēng)的動能，也不能最大限度地減少煤堆起塵[28]。</p><p>　　4.3.4 煤堆起塵量與風(fēng)的湍流度的關(guān)系</p><p>　　在近地層

74、由于氣象、地形等因素地影響，儲煤場風(fēng)具有陣發(fā)性，易形成漩渦風(fēng)，使煤堆起塵量增加，試驗證實，擋風(fēng)抑塵網(wǎng)對較大地漩渦風(fēng)有破碎作用。減小風(fēng)的脈動速度，從而減少煤堆起塵，就擋風(fēng)抑塵網(wǎng)而言，雙層擋網(wǎng)的脈動速度降低的程度更大[29]。</p><p>　　4.3.5 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)分為三部分：一是地下基礎(chǔ)；二是支護(hù)結(jié)構(gòu)；三是擋風(fēng)抑塵板。</p>

75、<p>　?。?）擋風(fēng)抑塵板的材質(zhì)</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)使用的材質(zhì)根據(jù)使用目的，環(huán)境狀態(tài)不同而不同。目前主要有木柵網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)、鋁鎂合金網(wǎng)、鋼板網(wǎng)、尼龍編織網(wǎng)、聚酯編織網(wǎng)、高密度聚乙烯網(wǎng)、聚乙烯同乙烯一醋酸聚乙烯酯共聚物（簡稱EVA樹酯）混合加工擠出網(wǎng)（高分子復(fù)合材料網(wǎng)）等。</p><p>　　以上幾種材料各有特點，能夠滿足不同用戶的需要，尼龍編織網(wǎng)價格低；不銹鋼網(wǎng)、

76、鋁鎂合金網(wǎng)美觀、壽命長；鋼板網(wǎng)可回收；高分子復(fù)合材料網(wǎng)具有阻燃、抗老化、良好的彎曲性、硬度、使用壽命長、色彩美觀等特點，可選擇各種厚度和顏色，是當(dāng)前使用較為廣泛的擋風(fēng)抑塵網(wǎng)材料。</p><p>　　（2）擋風(fēng)抑塵板的結(jié)構(gòu)</p><p>　　擋風(fēng)抑塵板的結(jié)構(gòu)主要包括擋風(fēng)抑塵板的形狀、層數(shù)、開孔率。形狀及開孔率是依據(jù)空氣動力學(xué)原理，通過風(fēng)洞實驗設(shè)計，擋風(fēng)抑塵板一般為喇叭形狀，板底面和側(cè)面均

77、有開孔，使流通的空氣（強(qiáng)風(fēng)）從外部通過墻體時，在墻內(nèi)側(cè)形成上、下干擾的氣流以達(dá)到外側(cè)強(qiáng)風(fēng)，內(nèi)側(cè)弱風(fēng)；外側(cè)小風(fēng)，內(nèi)側(cè)無風(fēng)的效果。擋風(fēng)抑塵板的開孔率作為擋風(fēng)抑塵板的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，它是擋風(fēng)抑塵板的開孔透風(fēng)面積與總面積之比，是設(shè)計擋風(fēng)抑塵板的一個重要參數(shù)。不同材質(zhì)、不同加工工藝，開孔率不同，透風(fēng)系數(shù)也不同，抑塵效果也就大不相同。一般開孔率要在15%以上；至于擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的層數(shù)，多層網(wǎng)要優(yōu)于單層網(wǎng)，但多層網(wǎng)的投資費用高，可以根據(jù)環(huán)境要求和具體條件確定。

78、</p><p>　　4.3.6 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的設(shè)計及使用</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)在露天儲煤場的使用，其設(shè)計一般要解決設(shè)網(wǎng)方式、設(shè)網(wǎng)高度、擋風(fēng)抑塵網(wǎng)與堆垛的距離和擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計等主要問題。</p><p><b>　?。?）設(shè)網(wǎng)方式</b></p><p>　　儲煤場設(shè)置的擋風(fēng)抑塵網(wǎng)，一般分為主導(dǎo)風(fēng)向設(shè)網(wǎng)

79、和堆場四周設(shè)網(wǎng)兩種方式。采用何種方式主要取決于堆場范圍大小、堆場形狀、堆場地區(qū)的風(fēng)頻分布等因素。</p><p><b>　?。?）設(shè)網(wǎng)高度</b></p><p>　　儲煤場擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的高度主要取決于煤堆垛的高度、堆場范圍大小和對環(huán)境質(zhì)量要求等因素。對于一個具體工程來說，要根據(jù)儲煤場地形、堆垛放置方式、擋風(fēng)抑塵網(wǎng)及其設(shè)置方式，求出網(wǎng)高與堆垛高度、網(wǎng)高與庇護(hù)范圍的關(guān)系

80、，結(jié)合儲煤場附近的環(huán)境質(zhì)量要求等綜合因素確定某一儲煤場擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的高度。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，擋風(fēng)抑塵網(wǎng)總體高度應(yīng)比正常儲煤堆高度高出10%以上（一般30%效果最佳），且高出部分不小于lm，底部須有1m以上的實心墻。</p><p>　?。?）擋風(fēng)抑塵網(wǎng)與儲煤場煤堆垛的距離</p><p>　　試驗結(jié)果表明，在網(wǎng)后一定距離內(nèi)有一個低風(fēng)區(qū)，減速效果較好。因此，如果擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的設(shè)定有一最佳距離。對于由

81、多個煤堆垛組成的儲煤場而言，可以視儲煤場周圍情況，因地制宜地設(shè)置擋風(fēng)抑塵網(wǎng)，一般可以沿儲煤場煤堆垛邊上設(shè)置擋風(fēng)抑塵網(wǎng)。</p><p>　　（4）擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的設(shè)計和施工</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的設(shè)計主要是以儲煤場的具體地質(zhì)資料及近3-5a的氣象資料為依據(jù)實施的。主要分為三部分：</p><p>　　地下基礎(chǔ)：由預(yù)制混凝土塊或現(xiàn)場澆注地下基礎(chǔ)。</p&g

82、t;<p>　　支護(hù)結(jié)構(gòu)：“擋風(fēng)抑塵網(wǎng)”一般采用鋼支架進(jìn)行支護(hù)，支架結(jié)構(gòu)元特殊要求，主要考慮能給“擋風(fēng)抑塵網(wǎng)”提供足夠的強(qiáng)度，抵御強(qiáng)風(fēng)的破壞，其次考慮整體美觀。工程設(shè)計中一般按風(fēng)力風(fēng)速30m／s、風(fēng)壓750Pa為設(shè)計參數(shù)。支架主體選用鋼管，也可以采用鋼筋砼支柱作“擋風(fēng)抑塵網(wǎng)”的支架，但造型笨重，整體不夠美觀。</p><p>　　擋風(fēng)板安裝：高分子復(fù)合材料的擋風(fēng)抑塵板采用無機(jī)非金屬材料高分子材料經(jīng)模

83、壓一次成型。理論使用壽命15-20a。使用環(huán)境溫度：-40-+80℃，與支架的連接方式采用螺釘和壓板固定。擋風(fēng)抑塵板的具體尺寸及開孔率將根據(jù)不同堆場的實際情況進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　4.3.7 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的使用效果</p><p>　?。?）擋風(fēng)抑塵網(wǎng)與其它環(huán)保治理辦法比較</p><p>　　擋風(fēng)抑塵網(wǎng)與其它環(huán)保治理辦法比較見表4.1。</p>

84、;<p>　　表4.1 擋風(fēng)抑塵網(wǎng)與其它環(huán)保治理辦法比較</p><p>　　（2）擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的使用效果</p><p>　　經(jīng)過近幾年的推廣使用，擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的綜合抑塵效果非常明顯。單層擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的綜合抑塵效果可達(dá)65%—85%，雙層擋風(fēng)抑塵網(wǎng)的綜合抑塵效果可達(dá)75%—95%。尤其是該技術(shù)相對于其它環(huán)保技術(shù)工藝還具有投資費用低、技術(shù)設(shè)備可操作性高；使用、維修工作量小（基本上

85、沒有）、“擋風(fēng)抑塵網(wǎng)”在工作過程中不需要消耗任何動力，即該技術(shù)不需要運轉(zhuǎn)費用等顯著特點。因此，擋風(fēng)抑塵網(wǎng)在露天儲煤場的應(yīng)用，既可以最大限度的降低堆料場所堆物料的揚(yáng)塵損耗，又可解決燃料的浪費問題，提高經(jīng)濟(jì)效益，使原來污染嚴(yán)重的堆料場變成一處美麗整潔的綠色環(huán)保景觀[29]。</p><p>　　4.3.8 儲煤場綠化隔離帶方案</p><p>　　為了減少擋風(fēng)抑塵網(wǎng)漏網(wǎng)粉塵外排，影響周邊地域

86、環(huán)境空氣質(zhì)量，特別是工業(yè)廣場辦公區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量，在擋風(fēng)抑塵網(wǎng)外，應(yīng)建設(shè)綠化隔離帶，進(jìn)一步減少二次揚(yáng)塵遠(yuǎn)距離擴(kuò)散。</p><p>　　綠化隔離帶應(yīng)采用分排多行交叉種植常綠喬木、灌木，喬木株距2m，喬木間密植灌木。綠化呈帶狀密植，形成樹屏。在綠化隔離帶靠近儲煤場，即容易產(chǎn)生粉塵的地方，宜種植面積大、表面粗糙，具有絨毛和分泌脂的樹種，以提高對粉塵的吸附能力。樹種可選擇珊瑚樹、女貞、側(cè)柏、龍柏等。同時交叉種植適宜密植

87、的灌木作為綠色屏障，可選擇山子甲、黃心梅、山茶樹等樹種。</p><p>　　在種植綠化帶時，考慮到原有土壤肥力不足，沙石較多，所以要對土壤進(jìn)行改良。首先更換適宜種植的土壤，根據(jù)樹種類型和樹高，必需保證的最低種植土層厚度為60cm，對種植地施足基肥，翻耕25~30cm，摟平耙細(xì)，去除雜物，平整度符合園林綠化工程的施工及養(yǎng)護(hù)技術(shù)要求[30]。</p><p><b>　　4.4

88、筒倉</b></p><p>　　4.4.1 筒倉的優(yōu)點及缺點</p><p>　　筒倉形式的封閉煤場是煤礦開采企業(yè)貯煤的發(fā)展方向，它具有占地面積小、運行方式簡單、系統(tǒng)調(diào)度靈活、不會對環(huán)境造成影響和有利于降低貯煤損耗等突出的優(yōu)點。該儲煤工藝沒有傳統(tǒng)意義上的儲煤場，而用筒倉替代煤場及煤場上的堆取料機(jī)，來煤根據(jù)不同的煤種用皮帶直接送到一個個排列在一起的筒倉內(nèi)儲存，生產(chǎn)上用到該煤種

89、時，從筒倉底部的放料口放出，然后到配煤盤進(jìn)行配煤，筒倉既起到了煤場儲煤的功能，又起到了配煤盤上斗槽的作用。在投資方面，相對于露天煤場較大，建設(shè)周期也較長；相對于開放式煤場，進(jìn)入同一個筒倉的不同礦井的同一種煤均勻化差[31]。</p><p>　　4.4.2 筒倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　圖6.1 筒倉結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　?。?）倉上建筑物：倉上建

90、筑物選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用輕質(zhì)材料，滿足防火要求。</p><p>　?。?）倉頂：根據(jù)“直徑大于或等于21m的圓形筒倉，倉頂可采用鋼筋混凝土整體、裝配整體正截錐殼、正截球殼及具有整體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)殼體或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”，故本設(shè)計倉頂采用鋼筋混凝土整體、裝配整體正截錐殼、正截球殼及具有整體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)殼體。</p><p>　?。?）倉壁：選擇不同的壁厚結(jié)構(gòu)尺

91、寸在各種控制工況下進(jìn)行計算分析，比較內(nèi)力分布和材料用量，達(dá)到優(yōu)化壁厚設(shè)計的目的。</p><p>　?。?）倉底：倉底選型應(yīng)綜合考慮：卸料通暢、荷載傳遞明確、結(jié)構(gòu)受力合理、造型簡單、施工方便、填料較少。</p><p>　　常用的筒倉倉底如下圖所示：</p><p>　　圖6.2 常用筒倉倉底和倉下支承結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　?。?）

92、倉下支撐結(jié)構(gòu)：根據(jù)筒倉直徑大小，選擇倉下支撐結(jié)構(gòu)，一般筒倉直徑＞15m時，采用筒壁和內(nèi)柱共同支撐的方式。</p><p>　?。?）基礎(chǔ)：基礎(chǔ)選用鋼筋砼整板基礎(chǔ)。各個筒倉筒壁間間距2m，通過地下鋼筋砼連廊以及倉上鋼結(jié)構(gòu)棧橋連成整體，經(jīng)工期及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析確定，漏斗以上倉壁采用滑升模板施工。</p><p>　　4.4.3 施工方案</p><p>　?。?）滑升模板

93、方案設(shè)計：主要材料如下：鋼桁架：高1.3m，長10.70～11.50m，計10榀/倉；開字架： 寬1.1m，高3.00m，計50架/倉；千斤頂：計90臺/倉；剪刀撐用L63×6，平臺方木80mm×110mm，木板滿鋪30mm白松板；模板外模用 3mm厚鋼板，高1.27m，內(nèi)模（200mm～300mm）×1200mm。</p><p>　　（2）滑模裝置的組裝：安裝提升架→安裝圍圈，先

94、安裝內(nèi)圍圈，后安裝外圍圈，包括外側(cè)鋼板→綁扎第一段倉壁鋼筋后， 安裝另一側(cè)內(nèi)鋼模板→安裝操作平臺的桁架、 支撐，鋪設(shè)平臺板→安裝外挑臺的三角架、欄桿及鋪板→安裝千斤頂及液壓設(shè)備，并進(jìn)行空載試車及對油路加壓排氣→在液壓系統(tǒng)試驗合格后，安裝支承桿→模板滑升至適當(dāng)高度時（約3m左右），安裝內(nèi)外吊腳手架。</p><p>　　（3）滑模施工：倉壁筋主要為環(huán)向內(nèi)外d22mm，d25mm，d125mm及豎向內(nèi)外d25mm，d

95、200mm。鋼筋需按計劃進(jìn)料，在監(jiān)理的見證下對照合格證切取試件， 及時送至實驗室檢驗，合格后方可使用。</p><p>　　水平環(huán)向筋采用綁扎接長，搭接長度1000m，并按25%要求，將接頭位置錯開設(shè)置。豎向鋼筋采用直螺紋連接技術(shù)，按50%要求將接頭位置錯開。鋼筋綁扎時，應(yīng)保證鋼筋位置準(zhǔn)確，并應(yīng)符合下列規(guī)定：一是每層砼澆灌完畢后，在砼表面上至少有一道綁扎好的橫向鋼筋；二是豎向鋼筋連接后，其上端應(yīng)用限位支架或箍筋等

96、臨時固定；三是里外雙層配筋的倉壁， 鋼筋綁扎后應(yīng)用拉筋定位，保證正確位置； 四是設(shè)置鋼筋保護(hù)層掛鉤 d25mm，保證鋼筋保護(hù)層位置；五是水平環(huán)向筋接頭應(yīng)點焊，以免滑模后崩出筒倉之外；六是預(yù)埋件的留設(shè)位置與型號必須準(zhǔn)確，滑模施工前，應(yīng)有專人熟悉圖紙，繪制預(yù)埋件平面圖，詳細(xì)注明預(yù)埋件的標(biāo)高、位置、型號及數(shù)量。</p><p>　　預(yù)埋件采用短鋼筋與結(jié)構(gòu)主筋焊接牢固，但不得突出模板表面。模板超過預(yù)埋件的，應(yīng)立即清除表面

97、的砼，使其外露，其位置偏差不應(yīng)大于20mm。</p><p>　　砼C30要根據(jù)天氣情況適當(dāng)調(diào)整坍落度，用于滑模施工的砼，除應(yīng)滿足設(shè)計強(qiáng)度要求外，尚需滿足下列規(guī)定：砼初凝、終凝時間及早期強(qiáng)度增長速度，必須滿足模板滑升施工的要求；坍落度以120mm～140mm為宜；砼中摻入外加劑和摻合料，其品種和摻量應(yīng)通過試驗確定。</p><p>　　5 運煤道路硬化及綠化</p><

98、;p>　　5.1 運煤道路治理標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　煤礦礦區(qū)內(nèi)道路主要為運煤道路，該道路主要是運煤車輛使用，根據(jù)水泥道路結(jié)構(gòu)分析，水泥砼面層是承受行車荷載的主體，面層混凝土的強(qiáng)度及疲勞特性是決定路面結(jié)構(gòu)承載能力和使用壽命的關(guān)鍵因素。水泥混凝土面層的剛度大，要求基層和路基提供均質(zhì)穩(wěn)定、密實的支承，以避免其不均勻變形使面層產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致面層斷裂。因此水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有足夠剛度的基層，在季節(jié)冰凍

99、地區(qū)，積水及不良地段還要設(shè)置墊層。所以該道路根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》要求，應(yīng)按照二級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。</p><p>　　運煤道路揚(yáng)塵治理后達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)即煤礦區(qū)的顆粒物濃度排放標(biāo)準(zhǔn)，煤礦開采企業(yè)一般遠(yuǎn)離居民居住區(qū)，故其執(zhí)行的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)為：《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）中二級標(biāo)準(zhǔn)，如表5.1。</p><p>　　表5.1 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（

100、GB16297-1996）</p><p>　　5.2 汽車道路揚(yáng)塵</p><p>　　汽車道路揚(yáng)塵量按朱景韓等人的汽車道路煤揚(yáng)塵規(guī)律研究提供的經(jīng)驗公式估算[32]:</p><p><b>　　(式5.1)</b></p><p>　　式中：——每輛汽車行駛揚(yáng)塵量，；</p><p>　　V

101、 ——汽車速度，；</p><p>　　W——汽車載重量，t；</p><p>　　P ——道路表面粉塵量，。</p><p>　　由上式可知，在汽車運煤道路揚(yáng)塵取決于汽車的速度、載重量以及道路表面粉塵量。作為煤礦開采企業(yè)，治理運煤道路揚(yáng)塵首先應(yīng)做到的是降低道路表面粉塵量。通常的做法是針對原煤運輸，硬化道路，在廠界、道路兩側(cè)以及工業(yè)廣場空閑場地進(jìn)行綠化、美化。其次應(yīng)

102、制定必要的衛(wèi)生措施，親掃道路，購置灑水車，對運輸?shù)缆范〞r親掃灑水抑塵。車輛采用廂式運輸車輛，可較好的解決超載問題和遮蓋不嚴(yán)造成沿途拋灑現(xiàn)象。</p><p>　　5.3 運煤道路硬化工程技術(shù)方案</p><p>　　根據(jù)工程的特點，擬定總體方案。一般方案為：場地清理完畢后，先安排擋土墻及路基施工并作為施工便道，排水工程以路基成型情況實時展開、穿插進(jìn)行。主體工程包括：排水工程、路基工程、穩(wěn)

103、定層工程和水泥混凝土面層工程[33]。</p><p>　　5.3.1 排水工程</p><p><b>　　（1）溝槽開挖</b></p><p>　　機(jī)械挖槽，應(yīng)確保槽底土壤結(jié)構(gòu)不被擾動或破壞，同時由于機(jī)械不可能準(zhǔn)確地將槽底按規(guī)定高程整平，設(shè)計槽底高程以上留20cm左右一層不挖，待人工清挖。溝槽挖出的土方，應(yīng)妥善安排堆存位置。溝槽挖土一般

104、堆在溝槽兩側(cè)。在下管一側(cè)的槽邊，應(yīng)根據(jù)下管操作的需要，不堆土或少堆土。</p><p><b>　?。?）墊層</b></p><p>　　溝槽開挖完成后，應(yīng)立即鋪設(shè)墊層，以防槽底暴露過久。鋪設(shè)砂墊層和碎石灌砂墊層時一般用人工拍實，在厚度較大時應(yīng)用平板振動器灑水振動夯實，但要隨時將基坑內(nèi)積水排除。對素砼墊層，要求當(dāng)澆筑高度超過2m時，應(yīng)采用串桶溜槽或其它垂直運輸設(shè)備下

105、砼，以防骨料離析，且要用振動器振搗密實。</p><p><b>　?。?）下管</b></p><p>　　在混凝土基礎(chǔ)上下管時，除檢查基礎(chǔ)面高程必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，同時混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到50kg/cm2以上。采用吊車下管時，應(yīng)根據(jù)溝槽深度、土質(zhì)、環(huán)境情況等，確定吊車距槽邊的距離、管材存放位置以及其他配合事宜。</p><p><b>

106、;　?。?）平基管座施工</b></p><p>　　排水管道施工，把先澆筑平基混凝土，等平基達(dá)到一定強(qiáng)度再下管、安管、澆筑管座及抹帶接口的安管方法，稱為平基法。適合于雨季施工或地基不良者，雨水管用的較多。施工程序：支平基模板→澆平基混凝土→下管→安管→支管座模板→澆管座混凝土→（抹帶接口）→養(yǎng)護(hù)。</p><p>　　注意：管子安好后，應(yīng)用干凈石子或碎石卡牢，并及時立模澆筑混

107、凝土管座</p><p><b>　?。?）回填</b></p><p>　　回填應(yīng)在管座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后方可進(jìn)行，溝槽兩側(cè)應(yīng)同時回填，兩側(cè)高差不得超過30cm；井室等所屬構(gòu)筑物回填砂應(yīng)四周同時進(jìn)行。使用擋土板或鋼板樁支撐的溝槽，撥出板樁立板后，所遺留的孔洞，應(yīng)用砂子灌實。管頂以上填土夯實高度在1.5m以上，才能使用碾壓機(jī)填壓夯實，應(yīng)夯夯相連，不得漏夯，壓路機(jī)

108、壓實時，碾輪重疊寬度應(yīng)大于20cm。</p><p>　　5.3.2 路基工程</p><p>　?。?）路基施工中應(yīng)做好排水、基底處理、邊坡防護(hù)和砂的壓實工作。路基的壓實度應(yīng)達(dá)到壓實標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓實度，以確保路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。</p><p>　　（2）挖方、不填不挖填方高度小于80cm的原地面，如一層壓實達(dá)不到規(guī)定的壓實度要求，必須分壓實。挖方、不填不挖路基，