粉塵是礦山企業(yè)最主要的職業(yè)病危害因素，礦山采選過(guò)程的各生產(chǎn)工序均會(huì )產(chǎn)生一定量的粉塵，尤其是井下采掘工作面和地表的破碎、篩分生產(chǎn)系統，產(chǎn)生的粉塵濃度最高。通過(guò)前期對礦山粉塵開(kāi)展粒度分析發(fā)現，礦山粉塵的粒徑主要集中在-100 μm，其中粒徑-50 μm微細粉塵質(zhì)量分布達到90%以上，因此礦山粉塵主要為高濃度的微細粉塵。微細粉塵不易沉降，對作業(yè)崗位的工人身心健康危害極大，可能引發(fā)塵肺病。同時(shí)，生產(chǎn)崗位高濃度的粉塵也會(huì )對作業(yè)人員的視線(xiàn)造成干擾，容易導致誤操作，引發(fā)生產(chǎn)安全事故。

濕式除塵器是礦山除塵系統的首選除塵設備，主要原因是濕式除塵器初投資低、結構簡(jiǎn)單、容易操作，能夠有效凈化濕度較大且含有黏性粉塵的氣體。在礦山行業(yè)，由于礦山粉塵具有高濕高濃度的特點(diǎn)，袋式除塵器的應用極易出現黏袋及使用壽命短的缺陷。因此，濕式除塵器在礦山應用廣泛，主要應用于礦山井下采掘工作面、卸礦站、粗破碎硐室以及地表破碎、篩分車(chē)間、轉運站等粉塵比較集中的產(chǎn)塵作業(yè)場(chǎng)所。隨著(zhù)國家對環(huán)保意識和粉塵排放標準的不斷提高，如今越來(lái)越多的廠(chǎng)家、高校和科研單位對濕式除塵器在礦山的應用開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，旨在開(kāi)發(fā)出更高效的新型礦用濕式除塵器，以滿(mǎn)足國家現行的粉塵排放標準的要求。

1 除塵原理

濕式除塵器的工作原理是將空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、射流力學(xué)和氣溶膠力學(xué)等經(jīng)典理論與旋流技術(shù)有機結合，應用于同一裝置中。采用噴霧器產(chǎn)生的微細水霧對粉塵顆粒進(jìn)行捕集，粉塵凝聚于水霧顆粒表面，自身質(zhì)量和粒徑增加而沉降下來(lái)。噴霧器噴出的水霧分布均勻且水霧粒子的粒徑小，可使空氣中的水蒸汽濃度迅速達到飽和狀態(tài)，同時(shí)均勻分布的微細水霧射向含塵空間時(shí)，與空間的粉塵粒子能夠充分接觸，這些都為粉塵的濕潤、凝并提供了非常有利的條件。然后，霧滴與塵粒經(jīng)集流口隨氣流進(jìn)入旋流除塵脫水段，進(jìn)一步對粉塵進(jìn)行離心分離，水膜黏住到達除塵器壁面的粉塵并隨水通過(guò)塵漿收集器排出除塵器。

含塵氣流進(jìn)入濕式除塵器后，不同粒徑的粉塵在氣流空間中的運動(dòng)特征不同，由除塵器內部的噴霧器產(chǎn)生的水霧顆粒會(huì )與粉塵產(chǎn)生碰撞、攔截和擴散等綜合作用，最終形成塵水混合物。在旋流除塵脫水段離心力的作用下，塵水混合物被拋到壁面被脫除。因此，重力沉降、慣性碰撞、靜電捕集、攔截捕集、布朗擴散以及離心分離等多種作用機理綜合形成了濕式除塵器除塵技術(shù)機理。

2 發(fā)展現狀

通常情況下，水與含塵氣流接觸的方式主要為水滴、水膜和氣泡3種形式。濕式除塵器在凈化含塵氣流過(guò)程中實(shí)際上可能同時(shí)發(fā)生以上2種甚至3種接觸方式。因其具有初投資低、結構緊湊，且對高濕高濃度的黏性粉塵也具有較高的除塵效率，因此應用非常廣泛。

隨著(zhù)我國工業(yè)水平的快速發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，先后出現了各種高效濕式除塵器。不同類(lèi)型的濕式除塵器的脫水方式以及分散液體的方式是不相同的，以下列表對幾種典型的濕式除塵器的性能進(jìn)行比較。

在以上幾種典型濕式除塵器中，除塵效率最高的是文丘里濕式除塵器，但其也存在能耗高、耗水量大的缺點(diǎn)；其他除塵效率較高的濕式除塵器同時(shí)還具有體積大的缺點(diǎn)；部分濕式除塵器除塵效率較低，無(wú)法滿(mǎn)足當前環(huán)保標準的要求。

3 礦用濕式除塵器存在的問(wèn)題

國內外有關(guān)學(xué)者對濕式除塵器進(jìn)行了大量的研究工作，從濕式除塵器的除塵機理到某些參數對裝置的性能影響等方面均取得了許多理論成果，這為認識和開(kāi)發(fā)新型礦用濕式除塵技術(shù)及裝置奠定了良好的基礎。不過(guò)在現場(chǎng)實(shí)際應用中，仍然沒(méi)有一種使用簡(jiǎn)便可靠的相關(guān)濕式除塵設備，國外已有荷電濕式除塵設備，結構相當復雜，在國內現有技術(shù)條件下無(wú)法使用。從國內礦山使用濕式除塵器的情況看，水膜除塵器、沖擊除塵器、文丘里除塵器、纖維層過(guò)濾除塵器等常用設備中，這些設備或是除塵效率低、波動(dòng)范圍大，或是耗水量大、存在水處理問(wèn)題，或是除塵效率雖高但阻力很大，或是除塵器易堵塞等等。其他新型除塵器如水霧荷電除塵器、纖維柵除塵器等僅停留在試驗研究中，未在礦山推廣應用。

礦用濕式除塵器經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，雖然在礦山應用過(guò)程中取得了一定的除塵效果，但隨著(zhù)國家節能減排要求的提高，濕式除塵器在礦山實(shí)際使用過(guò)程中，仍然存在一些不可忽視的問(wèn)題。

(1)濕式除塵器的除塵效率與噴霧的參數、粉塵性質(zhì)密切相關(guān)。目前礦用濕式除塵器對礦山的呼吸性粉塵除塵效率不高。因此，礦用濕式除塵器的結構、噴霧器型式及布置位置、噴霧水量和水壓等還需要進(jìn)一步研究?jì)?yōu)化，以提高濕式除塵器對礦山呼吸性粉塵的除塵效率。

(2)當前礦用濕式除塵器的脫水裝置脫水效率欠佳，凈化后的氣流仍存在帶水情況，給后續設備和工作部件的運行和管理帶來(lái)嚴重影響，這些水汽會(huì )引起風(fēng)機葉片運轉不平衡，使得風(fēng)機產(chǎn)生振動(dòng)甚至葉片和地腳螺栓發(fā)生振裂現象。

(3)國內現有礦用濕式除塵器普遍存在除塵效率不高、阻力和能耗過(guò)大、漏風(fēng)率高、耗水量大、耐磨和耐腐蝕性能差等問(wèn)題。

(4)目前使用的礦用濕式除塵器都是小風(fēng)量、低負壓的，按照國內礦山的發(fā)展趨勢，未來(lái)大產(chǎn)能、大規模的機械化開(kāi)采必然要求礦用濕式除塵器朝大風(fēng)量、高負壓方向發(fā)展，在這種情況下如何滿(mǎn)足其除塵效率、阻力、能耗和降噪要求是未來(lái)急需解決的難題。

4 結論與展望

粉塵污染問(wèn)題一直是礦山生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，礦山除塵廣泛采用濕式除塵技術(shù)及裝備，隨著(zhù)我國礦山企業(yè)對粉塵防治工作要求的進(jìn)一步提高，勢必對礦用濕式除塵器提出更高的要求。因此，礦用濕式除塵器需要在現有除塵器的基礎上進(jìn)行優(yōu)化，設計研發(fā)出更加適合礦山的新型礦用濕式除塵器。綜合考慮礦山生產(chǎn)的實(shí)際情況，未來(lái)應從以下幾個(gè)方面考慮礦用濕式除塵器的發(fā)展方向：

(1)除塵效率高。隨著(zhù)國家對粉塵排放濃度的限值越來(lái)越嚴格，針對礦山企業(yè)研究高效率的除塵設備是必然趨勢。如果除塵設備的凈化效率不高，雖然解決了崗位粉塵污染，卻產(chǎn)生了新的大氣污染問(wèn)題。目前在礦山除塵系統中，由于普遍采用濕式除塵器，因此只有開(kāi)發(fā)出高效的濕式除塵器才能達到環(huán)保排放標準的要求。

(2)處理風(fēng)量大。當前，隨著(zhù)生產(chǎn)工藝設備不斷向大型化發(fā)展，除塵設備處理的粉塵氣流量也大大增加，沒(méi)有大型除塵設備就難以解決除塵風(fēng)量的需求。

(3)礦用濕式除塵設備的結構及性能參數優(yōu)化。對現有的濕式除塵器進(jìn)行結構優(yōu)化，在確保具有較高除塵效率的基礎上，進(jìn)一步降低除塵器阻力、能耗等指標以及研究除塵器排放的污泥綜合回收利用技術(shù)及設備。

(4)新型濕式除塵設備的研制。對現有濕式除塵器開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)發(fā)出適應礦山特點(diǎn)的新型高效礦用濕式除塵器，實(shí)現濕式除塵器的大型化、系統化、節能化以及智能化特性。