煤矿多功能车尾气治理

申 涛

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西 延安 727307)

0 引言

黄陵矿业一号煤矿自2012年7月实现无轨辅助运输以来，多功能车、防爆无轨胶轮车、铲车等广泛应用于日常生产作业过程。实际使用期间，柴油防爆无轨胶轮车辆在促进高效生产作业的同时，排放尾气现象也日趋严重，造成矿井空气质量污染严重，对作业人员身体健康产生重大威胁。该矿通过采用添加柴油保护剂和安装尾气后处理装置，有效降低了车辆尾气排放量。

1 尾气治理的必要性及治理途径

1.1 尾气治理的必要性

尾气危害：随着煤矿无轨化运输的普及与推广，防爆无轨胶轮车作为物料、设备运输的主要工具，在煤矿日常的生产经营过程中发挥着重要的作用并且占有比重越来越大。车辆在正常运行过程中排放出大量的尾气，而排放的尾气中含有一氧化碳、氮氧化物以及对人体产生不良影响的其他一些固体悬浮颗粒，对人体的危害很大。同时，其与水体结合生成强酸，对生产系统设备造成锈蚀破坏。此外，尾气与各种材料发生化学反应生成大量有毒物质，渗入地下水层后，直接污染水资源。

环保形势：矿井防爆无轨胶轮车尾气排放是大气污染的重要来源，在陕西、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆等主要产煤省份的现代化矿井污染更为严重。依据《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》的总体要求“全面促进资源节约利用，加大自然生态系统和环境保护力度，大力推广绿色发展、循环发展、低碳发展，弘扬生态文化，倡导绿色生活”思路，明确了煤矿环保治理工作的力度，尾气治理必然成为环保工作的重中之重。

1.2 尾气治理途径

随着煤矿防爆无轨胶轮车的普及应用，矿井通风系统无法与不断增大的尾气排放相抗衡，因此，唯有从车辆本身寻找应对措施。经过近年来国家对环境保护的日趋重视，尾气治理工作虽然取得了较大进展，但并不能彻底消除。在柴油防爆无轨胶轮车广泛应用的矿井，通过改善动力装置和燃油质量，采用废气净化技术处理达到减少污染的目的。黄陵一号煤矿通过采用添加柴油保护剂和安装尾气后处理装置的举措，有力推进了防爆车辆尾气治理工作的有序进行。

2 柴油保护剂应用介绍

一号煤矿现使用的柴油保护剂由西安倍佳化工科技有限公司生产加工，其主要包括UEK发动机油抗磨润滑剂、EK柴油节能剂和EK310G齿轮油高效抗磨复合剂。其工作原理为：产品中含有使燃油充分燃烧的十六烷值，提高燃烧值，因为燃油燃烧不充分也会增加排放量；根据国家规定，目前使用的普通柴油为了降低排放量污染，都会进行脱硫，脱硫之后的油，排放量虽然降低，但是润滑作用也大大降低，本保护剂中的边界润滑剂增加了润滑效应，减少磨损，清洗喷油嘴，也能达到减少排放量的作用。

UEK发动机油抗磨润滑剂容量有20 L/桶和1 L/瓶2种，使用时按照发动机油量3%～5%比例添加。EK柴油节能剂容量为80 mL/瓶，使用量为80 L柴油添加1瓶。EK310G齿轮油高效抗磨复合剂容量有1 L/瓶和20 L/桶2种，使用比例为油品的3%～5%。

2.1 UEK发动机油抗磨润滑剂

产品优势：①减少磨损85%以上；②提升动力17%以上；③降低噪音15%以上；④减少尾气排放8%～15%；⑤节省燃油消耗8%～20%；⑥延长出现异常磨损颗粒的时间1 000 h以上；⑦延长发动机使用寿命1倍以上。

使用说明：①按发动机油量3%～5%比例添加；②适用各种汽，柴油发动机和LPG发动机及其它机械设备。

2.2 EK柴油节能剂

产品功能：节能剂主要为降低柴油的凝点，提高柴油燃烧值，提高柴油清洗、润滑功能。

产品优势：①节省燃油8%～20%以上；②增强机械动力8%以上；③降低凝点14℃；④减少尾气和有害物体的排放8%～15%以上；⑤清洗燃油系统，清除积碳，延长油嘴、油泵寿命；⑥启动容易、降低发动机噪音；⑦清洗柴油过滤器，提高燃油燃烧值。

2.3 EK310G齿轮油高效抗磨复合剂

工作原理：高效抗磨复合剂适用于中重负荷工业齿轮油的调配。其主要是在金属表面形成高强度保护膜，该层微膜可承载3.572 T/cm2的压力，在两个金属接触时油膜之间相互摩擦，代替金属与金属间直接摩擦，解决金属部件间在高极压状态下相互运动易产生严重磨损的难题，明显降低温度和噪音，减少齿轮锈蚀。

产品优势：①满足各类气候条件下工作要求；②超强的承载能力，可承受3.572 T/cm2的压力(减少85%的磨损)；③明显降低工作温度和噪音；④优异的热稳定性和氧化安定性，有效减少齿轮锈蚀；⑤减少能耗，提高动力17%以上；⑥有效抑制微点蚀，延长齿轮传动系统寿命；⑦提高设备使用率。

3 尾气后处理装置应用介绍

3.1 技术方案

通过采用重庆凯瑞伟柯斯环保科技有限公司研发的尾气后处理装置，主要是将多功能车发动机排气支管与废气处理箱之间的波纹管直接改为尾气后处理装置，并预先在8#WJ-7FB铲运车上安装试用。其采用DOC+POC/DPF被动单降方案对尾气中的固体颗粒、一氧化碳等进行搜集过滤的尾气后处理装置。

DOC的作用：将CO、HC和SOC氧化为CO2和H2O，部分NO氧化为N2。

POC/DPF的作用：颗粒铺搜器(DPF)为壁流式结构，POC/DPF为内部涂敷有保护剂的DPF。DPF通过收集碳烟颗粒，降低排放，并在一定条件下将收集的颗粒物氧化或燃烧成CO2。

预计改装后排放效果：CO≥80%；THC≥80%；PM≥95%；PN≥95%；烟度≤0.5。

3.2 改装优势

与原机防爆系统串联，不改变原机的防爆结构，更加安全；采用波纹管连接，安装维护方便；不改变被压，不影响原车动力；性能稳定，使用寿命长；兼容性强，适用于大部门矿用车型；在线实时监控，自动预警功能(选配)。

4 实际使用

4.1 未安装发动机尾气后处理装置

2019年12月5日，由陕西环境监测技术服务咨询中心在未安装尾气后处理装置前，采用“自由加速不透光烟度法”对8#铲运机尾气进行了3次检测，其结果为0.38，具体检测结果见表1。

表1 未安装发动机尾气后处理装置检测结果

4.2 安装发动机尾气后处理装置

2019年12月7日，经作业人员在8#多功能车安装尾气后处理装置后，由陕西环境监测技术服务咨询中心通过“自由加速不透光烟度法”再次进行了尾气检测，结果见表2。

表2 安装发动机尾气后处理装置后检测结果

为了确认和保证尾气后处理装置的使用效果，由一号煤矿和凯瑞伟柯斯公司共同决定在车辆使用200 h后再次检测尾气排放量。该次检测时间为2019年12月17日，检测方法同样采用“自由加速不透光烟度法”。检测结果见表3。

表3 安装发动机尾气后处理装置200 h后检测结果

通过对比3次检测结果发现尾气测量值呈下降趋势。经过8#铲运机在井下现场长时间的试用，尾气排放大大减少，作业现场空气质量确实大为改善。

5 结语

黄陵矿业一号煤矿致力于矿井宏观环境改善，通过在多功能车使用的柴油中添加发动机油抗磨润滑剂、柴油节能剂和齿轮油高效抗磨复合剂以及将多功能车发动机排气支管与废气处理箱之间的波纹管改为尾气后处理装置的方法，大大降低尾气排放量，有效促进矿井空气质量的改善，保护作业人员身体健康，为矿井油脂类无轨胶轮车尾气治理提供了实践依据。