Design and Development of a High Efficiency Carbon- Granular Bed Filter in Industrial Scale

The new dust removal technical route using the carbon-granular bed filter, packed of carbon particles with appropriate grade derive from an online-process vibration sieve, to replace the traditional baggy filter had been developed successfully for capturing the micro-carbon dusts produced from pulverization of petroleum coke, and the green close loop of carbon materials is thus completed in the combined pulverizing and classifying system and pulverized carbon dust removal process. The high dust removal efficiency greater than 99%, low outlet dust concentration less than 100mg·m-3, low pressure drop through dust filtration chamber less than 980Pa, simple and easy design, and flexible and stable operation were achieved also with the carbon-granular bed filter in both bench and industrial scale operations.

斜巷转载点粉尘污染规律及多断面雾幕控尘技术研究

针对斜巷转载点粉尘污染严重的问题,运用COMSOL软件对棋盘井煤矿3号转载点进行了几何建模,并基于计算流体力学(CFD)粒子追踪模型、有限元法和k-ε湍流模型,计算了3号转载点风流流线分布、速度多切面分布以及粉尘粒子运动轨迹,研究了生产工作时3号转载点处风流变化及粉尘运移规律,并针对性地提出了一种多断面雾幕控尘技术。该技术基于螺旋雾幕控尘、超音速隔尘原理,可形成距离长、覆盖范围广的雾幕以最大限度包裹粉尘颗粒,实现粉尘高效净化。最后通过控尘试验及在棋盘井煤矿3号转载点现场应用,验证了该技术的高效降尘特性以及可靠性。研究结果表明:风流分布主要受皮带速度、牵引力和诱导气流的综合作用影响,沿水平和垂直方向分层分布,形成密集且平均速度为0.5 m/s的涡流;粉尘易受涡流影响向四周扩散,主要分布在下风侧,粒径为5~15μm更容易受风流牵引扩散,聚集于工人呼吸带高度,污染严重。将该技术进行控尘试验和现场应用后,全尘和呼尘降尘效率分别高达93.65%、85.59%以上。

气固逆流式移动床过滤器的实验研究

为探究操作条件对气固逆流式移动床过滤器过滤性能的影响,通过大型冷模实验,考察了气固逆流式移动床过滤器的捕集颗粒循环强度、入口粉尘浓度、表观气速及入口粉尘粒径对装备性能的影响。实验结果表明,表观气速是影响床层压降的主要因素,表现出正相关的趋势。捕集颗粒循环强度、入口粉尘浓度、粉尘粒径的改变对床层压降影响较小。捕集颗粒循环强度和入口粉尘浓度的增加使压降增加。而粉尘粒径与床层压降间的关系随时间变化,开始时粉尘粒径与压降呈正相关,但当装置运行至平稳阶段则趋于降低。装备的除尘效率与入口粉尘浓度及颗粒循环强度正相关,与粉尘粒径及表观气速负相关。但粉尘粒径越小过滤效率越高的趋势受装置内滤饼的影响,仅在粉尘中位粒径10μm以上,且入口粉尘质量浓度在0~32 g·m^(-3)出现。移动床过滤器保持稳定床层压降的同时,具有较高的除尘效率。在颗粒循环强度0.3119 kg·s^(-1),16.5~32.7 g·m^(-3)入口粉尘浓度条件下,除尘效率可达99%;且对细微(13μm以下)粉尘的粒级效率接近99.9%。

声波团聚净化火电300 MW机组湿法脱硫后烟气试验

目前国内火电燃煤机组广泛采用的石灰石-石膏湿法脱硫系统会产生大量颗粒物,传统除尘除雾装置对粒径较小的颗粒物尤其是PM_(10)的脱除效果比较有限。声波团聚对于控制细小颗粒物尤其是PM_(10)的排放具有重要意义,可作为烟尘预处理环节与传统除尘除雾器组合使用。为解决火电机组湿法脱硫后烟气中粉尘特别是PM_(10)的逃逸问题,对烟道进行工程改造试验,配置3200、1600和800 Hz频率的不同组合方案,探究其对PM_(10)数量浓度、粒径分布的影响,选取其中团聚效果最好的声波组合方案,分别测试背景工况、声波单独作用、声波耦合喷雾作用时的除尘效率。结果表明:未开启声波时PM_(10)数量浓度较高,为2.75×10^(4) cm^(-3),峰值粒径在0.05μm左右,声波开启后PM_(10)的数量浓度明显降低,且峰值粒径增大,多种组合方案中3200 Hz×4+1600 Hz×2的声波组合方案PM_(10)的数量浓度最低,为2.26×10^(4) cm^(-3),代表此方案团聚效率最高,为17.82%。除尘效率的测试中,除雾器单独作用时除尘效率较低,仅为34.3%,配合上述声波可将除尘效率提升至52.1%,再辅助喷雾时除尘效率最高,达到60.4%,此时除雾器出口烟尘质量浓度降至5 mg/m^(-3)以下,满足超低排放要求。此外,对于试验中的低质量浓度PM_(10)环境,声波团聚规律依然适用,但颗粒物碰撞概率较低,可采用高低频声波组合的方案弥补。

带式输送机装载除尘装置设计及试验

通过设计一款带式输送机装载除尘装置,缓解综采工作面带式输送机运行过程中转载点粉尘浓度大、煤矸转载冲击砸断皮带、皮带跑偏等问题。通过现场测试应用,转载点粉尘质量浓度由132 mg/m^(3)减少至45 mg/m^(3),输送皮带跑偏、断带故障大幅减少,实用效果显著。

井下皮带机转运点除尘方案探析

基于井下皮带机转运点除尘方案,介绍一种转运点静电除尘装置设计结构。此静电除尘装置主要包括收尘电极、电晕线、振打清灰装置、高压电源、风机等结构,采用有限元仿真模拟方法,从除尘装置内流场、除尘装置内颗粒物轨迹以及皮带速度对气流的影响三个角度初步验证静电除尘装置的可行性,再采用工业性试验进一步确认静电除尘装置的应用价值,证明此除尘装置具有较好的皮带机转运点除尘效果。

青龙寺煤矿带式输送机转载点封闭微负压除尘技术研究

为了解决青龙寺煤矿带式输送机转载点粉尘问题,提出了封闭微负压除尘理论。首先对转载点封闭微负压空间模型进行了分析,确定了确保空间内保持微负压状态时排风量与诱导风量和挤占同体积空气量之间的关系;其次对诱导风流的计算开展研究,拟定了诱导风量计算方程,并结合青龙寺煤矿转载点实际数据,开展保持微负压状态时的最小排风量及控尘点保持最低控尘风速时所需排风量计算,经过对比确定了排风量不得小于153 m^(3)/min;最后根据计算结果,现场选取了KCS-180D除尘风机为主要除尘设备的除尘系统,转载点降尘效率达到90%以上,取得了理想效果。

KXJW6-660S型带式输送机转运点除尘问题探析

以KXJW6-660S型带式输送机为例,分析了造成其转运点扬尘的主要原因,并从收尘系统优化、收尘管道施工、收尘罩布设、导料槽优化等方面对输送机转运点除尘系统的改进进行了研究。从除尘效果可以看出,转运点除尘系统改进后,粉尘质量浓度普遍降至26.9~32.3 mg/m^(3),除尘率提升至94%左右,除尘降尘效果明显改善,可在煤矿井下生产中推广应用。

流化床气化旋流—过滤复合除尘设备的功能耦合研究

流化床气化出炉合成气中含尘量高,通常采用多级旋风分离器+颗粒床过滤的方式进行气固分离,工艺流程较长。本文提出一种耦合旋流分离与过滤分离功能的新型旋流-过滤复合除尘设备,可缩短除尘工序工艺流程。通过冷模实验考察了复合除尘设备的分离性能,采用正交实验方法确定了各因素的影响程度,采用单因素实验获得了除尘器性能的变化规律。研究结果表明,旋流分离可去除大部分粒径>1μm的粉尘颗粒,颗粒床过滤几乎可以捕集<1μm的大部分微细粉尘,复合除尘设备的整体分离效率稳定在99.9%以上。

移动式带式输送机落料点除尘研究

针对现有移动式带式输送机落料点除尘设备存在的除尘效率低、能耗高以及智能化程度低等问题,提出了一种智能移动式带式输送机落料点除尘方案。该方案通过降低落料点物料冲击速度,结合旋流除尘和喷雾除尘技术,并利用PLC控制箱进行粉尘浓度监测,最终通过阻尼挡尘帘减少粉尘排放,实现了对移动式带式输送机落料点的智能高效除尘。通过数值模拟实验验证了方案的有效性。结果表明,该方案显著提高了除尘效率和智能化程度,为煤矿的绿色生产提供了重要支持。

高炉喷吹焦炭除尘灰的研究与实践

为解决焦炭除尘灰带来的环境污染和难以高效低碳处理问题,结合其理化特性,设计了高炉喷煤配加不同比例焦炭除尘灰的性能对比实验,稳定烟煤比例45%,用焦炭除尘灰替换不同比例无烟煤的方式,研究了焦炭除尘灰对混合煤粉性能的影响。结果表明,焦炭除尘灰配加比例3%时,混合煤粉燃烧性能指数相对最佳;配加比例5%时,混合煤粉燃烧速率相对最佳;配加比例8%时,混合煤粉可磨性指数和灰熔点相对最佳。通过进一步开展工业试验,研究高炉喷煤配加不同比例焦炭除尘灰的冶炼参数与成本变化,明确高炉喷煤中配加焦炭除尘灰的效益最优配加比例为5%。通过高炉喷吹焦炭除尘灰的方式,不仅可以充分发挥焦炭除尘灰的价格优势,降低高炉燃料成本7.80元/t,而且可以有效解决焦炭除尘灰在储存、运输过程中衍生出的一系列环保问题,实现了焦化环节固废零排放,铁前工序单位产能,降低二氧化碳排放40.82 kg/年,取得了焦炭除尘灰高效低碳处理的效果。

固体颗粒床高温除尘器的等温实验研究

针对工业界提出的高温除尘问题,采用固体颗粒床除尘方式,对用砂粒作为过滤介质的可行性和实用性进行了研究.通过模拟高炉一次除尘后的含尘气体浓度,进行了固体颗粒床除尘器的等温实验,探索了气体过滤速度、过滤床层厚度对除尘器除尘效率和床层压力损失的影响.根据实验结果,确定了最佳过滤速度和过滤床层厚度.

气固错流移动颗粒床过滤器压降特性研究

研究了错流移动颗粒床过滤器操作压降与过滤介质特性、表观过滤气速、颗粒层移动速度和床层粉尘沉积量之间的关系。结果表明,无粉尘沉积时,床层压降可以用Ergun方程计算。颗粒层移动速度的变化并不会造成床层压降的显著变化。除尘过程中,床层内粉尘沉积量随气体中粉尘浓度的增大、颗粒层移动速度的减小而增加,同时将导致床层压降的显著增大。错流移动床除尘操作压降可以用带修正项的Ergun方程计算,其修正项为比沉积率和颗粒层空隙率的函数。在实验数据范围内,该方程的计算结果与实验数据最大偏差小于15%。

烟尘浓度对湿法脱硫吸收塔的影响及对策

分析了燃煤电厂湿法脱硫吸收塔进口烟尘浓度及吸收塔内产生的"飞沫"粉尘对脱硫效率、石膏脱水以及石膏综合利用等的影响。对此,使进入吸收塔前烟气含尘浓度降低到50 mg/m3,同时不再计算吸收塔50%的除尘效率,而将其留给增加的"飞沫"粉尘的处理,以确保烟尘排放浓度小于50 mg/m3。

自激式除尘器的除尘性能

介绍了新型自激式除尘器的结构及工作原理 ,以实验数据为基础 ,分析了液位高度、气体流速、接触室夹角等对除尘器性能指标的影响规律· 结果表明 ,除尘效率、阻力损失随气体流速和液位高度的增大而增加 ,随接触室夹角的增大而降低·研究结果对该种除尘器的合理设计和操作有指导作用·

错流移动颗粒床高温除尘模拟和操作特征分析

颗粒层内的沉积粉尘是影响颗粒床过滤器除尘效率和操作压降变化的重要因素,考虑颗粒层内沉积粉尘对除尘过程的影响,基于捕集单元的收缩管模型,建立了二维的气固错流移动颗粒床过滤器除尘过程的数学模型。分析了主要设计和操作参数对颗粒层除尘效果的影响,并对颗粒层内气体流动规律、粉尘沉积特点和气体含尘浓度变化进行了模拟分析。颗粒层内的沉积粉尘在气、固流动方向上具有二维分布的特点,沉积粉尘分布导致局部气体过床的阻力和捕集单元除尘效率的变化。模型计算结果和高温煤气除尘实验数据比较表明,表观过滤气速0．1～0.3 m/s范围内,计算值与实验结果吻合较好,可适用于过程的设计和优化。

颗粒床除尘器高温实验研究

针对工业界的高温除尘问题,采用固体颗粒床除尘方式,对砂砾作为过滤介质的可行性和实用性进行了研究.通过对颗粒床除尘器高温条件下的实验研究,探讨了不同工况时除尘效率和压力损失的变化规律.推导了除尘效率和压力损失与温度的关系,并与实验结果作了比较.结果表明,随着烟气温度的升高,除尘效率和压力损失均逐渐增大.

新型颗粒层的过滤性能

新型颗粒层采用固定床连续过滤、流化床连续清灰工作方式,克服了现有颗粒层过滤过程中存在的颗粒间隙增大、颗粒错位等问题,改善了过滤装置的过滤性能.通过试验研究了颗粒层的清灰周期、过滤速度和过滤介质粒径等重要参数对颗粒层过滤分级效率的影响,得出洁净气流中灰尘粒径分布规律,并探讨了新型颗粒层过滤装置的低能耗、高效过滤的设计参数和运行参数.研究结果表明,选择合适粒径范围的过滤介质能达到较高的过滤效率和较低的床层阻力;调节清灰周期能灵活地改变颗粒层的过滤性能,满足各种工艺的过滤要求.

含尘条件下PV型旋风分离器压降的计算

阐述了入口气流含尘浓度对旋风分离器压降影响的内在机理，并提出了转折点浓度的概念。通过对试验数据的分析，得出了ＰＶ型旋风分离器压降和转折点浓度的计算公式。

超重力旋转床微米级粉尘脱除实验研究

以超重力旋转床作为除尘设备，用超细滑石粉模拟工业微米级粉尘，考察旋转床除尘的分离效率和设备压降。在气量500～700m3／h、液量0．6～1．0m3／h、转速560～1400r／min、平面丝网层数为3的条件下，除尘总效率均大于97％，设备总体压降不超过490Pa。超重力旋转床相对于其他除尘设备，显示了高效除尘和低压降性能。