众所周知，粉尘治理不是独立的，它既是工艺设备的配套工程，又是一个系统工程，要做好除尘，就要与各类工艺设备制造商一起，探讨如何做好该工艺环节的除尘设计。

煤炭采样和制样，是煤炭质量管理中的关键环节。煤炭是大宗产品，不可能对大量煤炭都进行化验，只能从大量的煤中采取一小部分具有代表性的煤样进行化验，以验证煤炭的平均质量。

煤炭采样，是指从一批煤炭中用科学的手段抽取部分有代表性的煤样的过程。煤炭制样，是指对所采集的具有代表性的原始煤样，按照国家标准规定的程序与要求，对其进行破碎、筛分、混合、缩分等操作，最终缩制出能代表原始煤样平均品质的少量分析煤样。

在煤炭制样过程中，会产生大量粉尘，人长期吸入粉尘，就会使肺组织发生尘肺的病理改变，严重损坏身体健康，此外粉尘还会使人的消化系统、眼睛、皮肤以及神经系统等方面发生病变，是产生煤肺气肿等职业病的致病因子。同时，由于煤尘散落在机械的转动部位，会加速转动部位的磨损程度，从而降低设备的使用寿命；煤尘散落在电器设备及自动装置表面，会使电器设备接触不良，使自动装置动作发生偏差或动作控制失灵。另外，制样过程中，大量的煤尘还容易混入试样，引起煤样污染。

近年来，行业对制样室的除尘越来越重视。2015年5月4日，贵州省颁布了地方标准《煤炭无尘制样室技术规范》（BD52/T 1040-2015）；2018年2月6日，国标《煤样制备除尘系统通用技术条件》（GB/T 35983-2018）发布。因此，倡导无尘制样室，改善制样室的工作环境，一方面是要满足标准要求，另一方面是确保职工的健康。同时，也是为了消除或降低粉尘对制样过程的不利影响。

▲说明：1.除尘器；2.控制系统；3.控制阀；4.顶吸罩；5.侧吸罩；6.管道；7.除尘工作台；8.制样设备1；9.制样设备2；10.堆掺区；11.制样设备3；12.密封罩。

（1）破碎、缩分等制样设备除尘

由于破碎、缩分等制样设备均封闭在相对密闭的外壳内，通过在制样设备外壳增加一个吸尘口，使制样机内部产生负压，使设备工作时产生的粉尘只能从设定的抽尘口排出。此种方式所需的风量少，控制效果优，不会妨碍制样操作和设备的维护，占用的空间少。制样设备的吸尘口，推荐风速为1-4m/s，内外部接口管口直径与设备预留的管口匹配。联合制样机吸尘主要在上料口及弃料口位置，推荐吸风口风速为3-10m/s。参考风量为500-1000m³/h。

（2）堆掺区除尘

堆掺区在地面进行样品的堆积掺合，为人工制样环节，在制样过程中空气中会产生扬尘，制样完毕后场地清扫时也会产生扬尘。由于堆掺区是完全敞开的，尘源控制方式是在工作台的侧面设计伞形的吸尘罩，利用外部负压作用，将距离吸气口一定范围的含尘气体汇流吸入罩中，伞形罩口有更小的压力损失和更好的风量均匀分布的优点。为了增强吸尘效果，可以在伞形的吸尘罩的罩口设置百叶窗式的电动风门，当风门打开时与垂直方向成一定方向的夹角，这样风门的叶片对气流有一定的导流作用，另外，还可以在罩口设置条缝式的挡板，在同样的风速下，风量减少一半，减少了能耗，提高了对粉尘的捕集效率。堆掺区侧吸口，可以采用明装，也可以采用暗装结构，采用暗装结构工程量稍大，但不作业时侧吸口暗藏在地沟内，不影响人员通行，需要吸尘时，侧吸口倾斜上翻开启，露出地面。对于较大的堆掺区，还可以通过旋流气幕软密封技术，来处理堆掺、缩分、等过程中产生的扬尘。堆掺区吸尘，推荐的吸风口风速为3-10m/s，风量为1500-3000m³/h，控制距离0.5m。

（3）除尘工作台

对于煤样装瓶等操作，可以在除尘工作台上操作。除尘工作台推荐的吸风口风速为3-8m/s，风量为1500-3000控制距离0.5m。内外部接口管口直径与设备预留的匹配。

（4）柔性吸尘臂

对于地面，制样设备表面，还有制样室空间内仍残留的粉尘，可以设置柔性吸尘臂进行补充除尘。柔性吸尘臂的合理分配与设置，可以完成从地面到制样设备粉尘的真空清扫，避免人工清扫时粉尘二次飞扬。通过柔性吸尘臂，可使空间除尘与设备除尘相结合，立体式、全方位防护，使除尘更彻底、有效。柔性吸尘臂的吸风口风速为3-10m/s，风量为1200-2500m³/s，可由人工控制吸尘距离。

除尘器有干式和湿式两大类，根据制样室的实际工况，一般选用干式除尘器，常见的有布袋除尘器，或滤筒除尘器。矿嘉科技根据制样室的粉尘特点，定制设计了一款制样室专用滤尘器，型号为KJD-LZY，其特点如下：

（1）选用塑烧板作为过滤芯由于塑烧板是刚性结构，不会变形，又无骨架磨损，所以使用寿命长，正常工况下，其使用寿命为10年。在日常生产中，几乎无须维修保养。

（2）根据工况定制塑烧板塑烧板种类很多，不同工况条件使用的不同的塑烧板；有耐酸型、耐高温型、耐强碱型、抗静电型等。不同类型的塑烧板，其价格差异很大，矿嘉科技根据制样室的工况，去掉冗余性能，选择一款适用于制样室除尘的塑烧板。不但性能好，而且总体成本可控。

（3）可以室内排放制样室不一定设置在工业厂房内，有的时候是独立设置，甚至设置在办公楼内，因此，若对制样室内的除尘器室外排放，根据规范，除尘器外排需要设置高于地面15m的烟囱，不方便且影响美观。因此，必须实现尾气的室内排放。按照 GBZ2.1-2019《工业场所有害因素职业接触限值化学有害因素》的规定，煤尘中含有10%及以下游离二氧化硅时，工作地点空气中总尘时间加权平均允许浓度不应大于 4mg/m³，呼吸性煤尘时间加权平均允许浓度不应大于 2.5mg/m³。也就是说，要实现室内排放，其排放浓度必须小于 4mg/m³。塑烧板除尘器除尘效率超高，可以达到排放浓度小于 4mg/m³这一要求。另外，在北方地区，室内都有采暖，采用室内排放，可以避免房间内热量损失，真正实现环保和节能。

（4）占地面积小设备由于采用了具有很高表面积的烧结板 和设计紧凑的多单元化组装式箱体，极大的减少了设备所占用的空间，体积为袋式除尘器的1/4~1/2，便于车间内的布置。

（5）清灰效果好，设备阻力稳定由于塑烧板的表面经过深度处理，孔径细小均匀，非常光滑，因而使粉尘极难透过与停留，能保持相当好的清灰效果。其次，设备阻力非常稳定，压力损失与运行时间几乎保持不变。另外，根据制样室工况，设计专用灰斗，便于清灰。

（6）采用变频控制因为制样室设备小，但数量比较多，共同使用的数量也不确定。若使用设备数量少时，除尘器也按大风量运行，其功耗较高，全部通过阀门控制，其风机效率也比较低。因此，矿嘉科技研发的制样室专用除尘器，选用变频风机，配置变频器，通过变频控制系统，根据各吸尘口的使用数量，自动调节风机的运行情况，减少耗电量，达到节能效果。

（7）配备消音装置除尘器配备了消音装置，实现在高效除尘的同时减少噪声等伴生污染。

除尘器的风量，需要根据制样设备的数量，除尘系统的配置，还有同时使用的吸气点数量来计算。国标《煤样制备除尘系统通用技术条件》（GB/T 35983-2018）列出了根据经验估算的除尘器风量选取表，可以用于风量的估算。

▲制样室除尘器风量估算表

除尘系统，建议采用智能控制系统，采用智能的处理模式，实现从风道、主机、除尘部件、反吹清扫一体化自动控制，使除尘系统时刻保持最佳的除尘效果。实现远程和近地的双向控制。控制系统设计可视化的人机对话界面，操作直观、简单、方便，能够更加快捷迅速处理各种信号，使整个控制系统更稳定。每个吸尘口均采用软密封电动蝶阀，能够实现风路的完全关闭，该蝶阀与对应设备运行信号联锁，设备运行时，阀门自动开启，设备停机时，阀门自动关闭， 实现风量的合理分配。另外，除尘系统设备较多，管路较长时，还需要考虑管路压力平衡，通过各路蝶阀的开度调整，调节各设备的风量与压力。

 为了提高代表性、降低水份丢失率，“一采二给一破一缩”系统是目前煤炭、电力系统中最普遍的中部采样系统。系统主要包括煤流皮带输送机、采样头，给料机、破碎机、缩分器、样品收集器以及斗式提升机。

▲皮带中部采制样系统流程图

为了减少粉尘的逸散，优秀的采制样系统，应该考虑全封闭设计。

图3  全封闭采制样系统案例1（德博利恩供图）

图4  全封闭采制样系统案例2（德博利恩供图）

在采制样系统全封闭的情况下，还需要根据物料的湿度、对环境的要求等，考虑是否设置除尘器。若物料干燥，容易产尘，且业主方对环境要求较高，则建议考虑配套除尘器。若物料不容易产尘，且输煤皮带也是敞开的，采样处的环境要求不是那么高，则第一项全封闭的设计即可达到除尘要求。是否设置除尘器，由业主方、设计方根据具体工况及要求确定。若设置除尘器，建议优选选用塑烧板除尘器，塑烧板除尘器的优点见前文所述。在采制样系统全封闭的基础上，只有入口和出口两端是敞开的，即采样头的采集端是开放的，而提升机的弃料口也是敞开的，采样系统的两头均有压力。因为破碎机等工作，使采样管路中存在一定的正压力。因此，要通过除尘器抽吸，保证管道内处于微负压状态。抽吸的位置，可以考虑在提升机的弃料口一处抽吸，也可以考虑在采样头的采集端及提升机的弃料口同时抽吸。抽吸时，风速不能太大，以避免除尘对采样过程代表性的影响。

除尘是一个系统工程，完善的智能化除尘方案，需要根据工况和要求定制。