超音速同轴气动雾化降尘技术

在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过实验和数值模拟的方法对该技术的雾化特性进行了研究,并基于自行设计的降尘实验平台对比了超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术与超音速同轴气动雾化降尘技术的降尘特性。同时通过2种技术的隔尘对比实验揭示了粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降机理。结果表明:在不同气动压力下,超音速同轴雾化降尘装置所采用的同轴探针注水方式大幅降低了探针结构对超音速流场能量的损耗,显著提高了雾化效率,产生了大量11μm以下、空间分布均匀的高速雾滴群,与虹吸雾化装置相比,粒径减小了12%~50%,在喷雾流场中形成了大范围高速细雾区域。雾滴场与粉尘场的耦合效果,可以由粉尘的瞬时分散度表征,并由雾滴场特性的分布特征决定。不同时刻,各个粒径区间的分级降尘效率的变化趋势不同,在不同压力下对总的降尘效率的贡献不同。超音速同轴雾化技术产生的大范围高速细雾易于捕集呼吸性粉尘,PM0~PM2.5的分级效率在75%以上,最高可达90%。压力的增大使高速细雾范围增大,有利于对微细颗粒的捕集。含尘气流在有限空间运移过程中粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降过程可划分为雾滴捕尘区、凝并沉降区、蒸发逃逸区。在不同区域雾滴与粉尘不同的行为与浓度分布,是受到喷雾气流及气载风流曳力运移,高速微雾碰撞捕捉、雾滴凝并沉降、雾滴蒸发失重作用的结果。

大采高工作面粉尘综合治理技术研究与应用

针对大采高工作面粉尘防控难题,提出了采煤工作面粉尘“分源-分区-分级”治理技术,通过对采煤工作面粉尘分布特征进行现场实测分析,将采煤工作面尘源分为采煤机割煤区域、液压支架跟机移架区域、刮板输送机转载区域、回风巷道区域,针对不同区域粉尘的分布特征及治理要求,进行分源、分区、分级治理。通过对采煤机内、外喷雾进行优化设计,有效提高了喷雾装置的射程与雾化效果;通过研发应用于液压支架的AAZ-LNN新型喷嘴,并结合负压卷吸除尘器和架间接尘装置,大幅提高了液压支架跟机移架区域的降尘效果;通过研发应用风水联动降尘装置,实现了对刮板输送机转载点及破碎机处粉尘的有效防控;通过应用回风巷道全断面雾幕捕尘网装置,对采煤工作面逃逸的粉尘进行有效捕捉。基于上述采煤工作面粉尘“分源-分区-分级”治理技术装备的研发应用,红柳林煤矿25212工作面总粉尘、呼吸性粉尘的除尘率均提高40%,工作面作业环境得到有效改善。

平衡尘粒模型用于旋风分离器分级效率的计算

运用平衡尘粒模型分析给出了旋风器分级效率的计算方法 ,对反映分级效率分布的参数切割粒径dc50 和分布指数 β进行了讨论。以Stairmand旋风器为例 。

大浓度范围内PV型旋风分离器粒级效率的计算方法

探讨了旋风分离器入口含尘浓度对其分离性能及粒级效率的影响机理。对旋风分离器内部气固两相运动进行了相似分析,得到了包括入口含尘浓度在内的一系列影响分离性能的相似准数。通过相似试验及试验数据的多元回归分析,建立了各相似准数与粒级效率的关系,得出了能精确估计大浓度范围内PV型旋风分离器粒级效率的计算公式。

电除尘器中粒子沉降特性研究

为更准确地描述粉尘粒子在电除尘器电场中的浓度分布,文章在现有电除尘器粉尘粒子沉降模型的基础上,通过引入影响因子的概念对改进的三维数学模型及其除尘效率估算方法进行了分析讨论,得到了不同精度下的除尘效率估算式和相应参数的估算方法。针对细粉尘,结合实验数据,得到预测其除尘效率时可以忽略竖直方向浓度变化,公式η=1-(e-1)e-al/fvω可以在无特殊边界条件下进行效率估算。这些为电除尘器的设计和运行提供了一定的参考价值。

煤矿湿润剂抑尘影响因素分析

通过室内实验选取了非离子型湿润剂和阴离子湿润剂进行复配,针对不同的变质程度煤样与除尘效率,湿润剂水溶液浓度与湿润时间的关系进行研究。实验表明非离子型湿润剂、阴离子湿润剂水溶液浓度为20%～40%最佳;同一种湿润剂随着煤的变质程度增加,非离子型湿润剂和阴离子湿润剂除尘效果越来越差。

顶灰环对旋风分离器分离特性的影响

针对旋风分离器顶部灰环逃逸现象，采取在升气管根部开孔直接导出顶灰环中颗粒的方法，以探究顸部灰环在环形空间的分布形态及粒径分布特性。实验在升气管圆周的8个位置分别开孔并试验，通过粗粉收率的变化判断顶灰环中颗粒的逃逸量，并分析了细粉中的粒径分布。发现顶灰环中颗粒逃逸的量是由于顶灰环在空间分布不均造成的，而且在空间的粒径含量和分布是一个动态平衡过程。实验数据袁明相对于升气管开孔前的收率下降了0．37％-5．5％，压降下降了20．1％-40％。最大效率可达97．47％，最低压降可达176．4Pa。

电除尘凝聚预处理技术对提钒转炉烟气除尘超低排放的影响

针对提钒转炉烟气粉尘中10μm及以下粒级的含量高于脱碳转炉,较难达到超低排放要求的问题,本文提出对提钒转炉一次烟气进行溶液喷雾凝聚预处理,再利用干式电除尘器进行静电吸附的工艺方法,并对3种凝聚剂进行了凝聚效果试验。结果表明,KGM-g-PDMC凝聚效果最好,可以使100%除尘粒径降到120μm,对10μm粒级以上大小颗粒物除尘效率达到了70%,而且通过适当增大凝聚剂浓度、降低烟气温度,可以增加KGM-g-PDMC的凝聚效果。通过对有、无凝聚剂处理的粉尘进行扫描电镜检测,发现凝聚预处理不同于静电吸附作用,凝聚作用不单使得颗粒物粒径变大,而且可以发生链式附聚耦合效应,使得比表面积进一步增大,更加有利于后续颗粒的继续附聚耦合。该附聚耦合工艺采用的凝聚剂KGM-g-PDMC经济合理,处理后的提钒转炉烟气可以满足超低排放要求,而且投资小于开发新型电除尘器,具有推广价值。

矿用立式旋风水膜除尘器除尘性能的试验研究

本文通过对立式旋风水膜除尘器除尘性能的模型试验,揭示了几个主要参数对其除尘性能的影响,确定了合理的取值范围,对该种除尘器的设计和应用提供了依据。

XZTD型陶瓷多管除尘器分级除尘效率的测定与分析

ＸＺＴＤ型陶瓷多管除尘器是旋风除尘器中一个新族。随着环保部门对环境质量的进一步要求及环境科学技术的发展，评价除尘设备除尘效率的高低，不应以现行的质量除尘效率作为主要指标，而应推行分级除尘效率。文中介绍了在我国具有广泛发展前景的高效陶瓷多管除尘器的分级效率的测定，并对其测定结果进行了较为深入的分析。