Dust removal efficiency of high pressure atomization in underground coal mine

To master theoretical calculation for dust removal efficiency of high pressure atomization in an underground coal mine, the corresponding atomization characteristics and dust removal efficiency were both comprehensively studied in theory by virtue of related theories of hydromechanics and aerosol.According to actual measurements of flow coefficients and atomization angles of X-type swirl nozzle,computational formula was derived for atomized particle sizes of such a nozzle in conjunction with relevant empirical equation. Moreover, a mathematical model for applying high pressure atomization to dust removal in underground coal mine was also established to deduce theoretical computation formula of fractional efficiency. Then, Matlab was adopted to portray the relation curve between fractional efficiency and influence factors. In addition, a theoretical formula was also set up for removal efficiency of respirable dust and total coal dust based on dust size and frequency distribution equations. In the end,impacts of dust characteristic parameters on various dust removal efficiencies were analyzed.

旋风滤布除尘器的除尘性能研究

为了解决传统旋风除尘器对颗粒捕集效率差、袋式除尘器使用寿命短等问题,将传统旋风除尘与滤布除尘有效结合,形成一种优势互补的一体式旋风滤布除尘装置。采用数值模拟和试验相结合的方法,探究在不同出口压力的条件下,旋风滤布除尘器的除尘效率及压力损失情况。利用Fluent软件对旋风滤布除尘器的除尘性能进行模拟,模拟采用雷诺应力模型(Reynolds Stress Model, RSM)和多相流模型(Discrete Phase Model, DPM)。通过搭建试验平台,测试除尘装置的除尘性能,验证数值模拟的可靠性与正确性。结果表明:旋风滤布除尘器的除尘效率相对于旋风除尘有明显的提高,旋风滤布除尘器的除尘效率与出口负压呈正相关,旋风滤布除尘总效率随出口负压的增加而逐渐增加,且旋风滤布除尘器除尘效率的最小值都高于旋风除尘部分除尘效率的最大值;旋风滤布除尘器的压力损失随出口负压的增加而线性增大,压力损失增大使得除尘器损耗的功率也增多,且压力损失的上升速度快于除尘效率的提升速度;在旋风滤布除尘器中,负压增大后,旋风除尘捕获大粒径颗粒,逃逸到滤布部分的颗粒粒径都较小,降低了滤布被大颗粒划破的风险,提高了滤袋的使用寿命。

智能卸煤机器人关键技术

传统机械卸煤方式易损坏敞车车体,敞车破损严重危害煤炭运输安全,破损敞车维修费用高昂,对比传统卸煤方法优缺点,提出使用卸煤机器人方式进行敞车卸煤。作为一个新兴的研究领域,卸煤机器人在国内外的研究尚处于起步阶段,并没有成熟的技术体系可以借鉴,因此对现有的研究进行系统的分析和总结。提出智能卸煤机器人概念,根据卸煤机器人智能化的需求提出了卸煤机器人所需突破的关键技术问题。详细探讨智能卸煤机器人自动化作业框架,对框架进行模块化处理,分成不同的子系统,对不同子系统进行了定义与阐述分析,强调了自动化作业系统的功能主要依托于关键技术。研究结果表明:今后国内中小型露天场站敞车卸煤将朝着自动化、智能化的方向发展,智能卸煤机器人为国内中小型露天场站智能化、自动化卸煤提供了一个新的思路。

综合防尘治理技术研究及其应用效果

为降低工作面粉尘浓度,实现粉尘的有效治理,设计采用分段注水+高压喷雾降尘的综合防尘治理技术。应用分段注水技术不仅降低了原始粉尘浓度,且通过在水中添加湿润降尘剂可有效解决亲水性差的问题。经验证,工作面仅采用喷雾降尘技术时,回风侧15 m处总粉尘浓度降尘效率为72.9%,采用综合降尘技术后,同一位置的降尘效率高达90.8%,这表明综合降尘技术效果显著。

矿山喷雾降尘技术研究与应用现状综述

喷雾降尘技术以其操作简单、成本低、降尘效率显著等优势,成为矿山井下应用最为广泛的降尘技术之一。但传统喷雾降尘技术普遍存在雾滴粒径大、耗水量多、呼尘沉降效率低等问题。针对以上问题,国内外学者对喷雾降尘技术开展了广泛研究,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,基于近20 a来矿山喷雾降尘技术的相关研究文献,梳理了喷雾雾化降尘机理、喷雾雾化效果评价参数与测试方法、喷雾雾化效果影响因素、喷雾降尘效率及其影响规律的研究现状。研究结果表明:喷雾雾化效果评价参数主要包括雾滴粒径、雾滴速度、喷雾射程等;喷雾雾化效果与喷嘴结构、气水压力、液体物理特性等参数密切相关;喷雾雾滴粒径越小、雾滴速度越快,其对粉尘的吸附沉降效率越高。针对矿山喷雾降尘技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即进一步探究喷雾雾化机理、完善喷雾雾化效果评价参数、规范喷雾降尘效率测定方法、关注喷雾添加剂对作业人员身体健康与工作环境的影响。

煤矿胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术

胶带转载点粉尘危害与治理是实现煤矿高效、安全、清洁生产的重要问题之一。为解决转载点粉尘污染问题,降低转载点粉尘危害,根据旋流卷吸理论,提出胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术。该技术是在竖直设立的落料管侧壁上安设一定数量和射流角度的进风口,抽风口设置在落料管正上方。工作原理是落料管侧壁射入的风流遇到侧壁改变方向,进风口射流相互作用下,在落料管内形成向上流动的旋流,抽风口负压牵引旋流携带粉尘流入除尘器,实现粉尘净化。通过建立高度仿真的3D实体模型和搭建胶带转载点多径向旋流卷吸除尘技术试验平台,采用数值模拟和试验测试相结合对转载点内风流分布、粉尘运移分布进行研究。数值模拟和试验测试中在落料管4个侧壁上分别设有8个倾斜向上且与水平面夹角为10°的进风口,导料槽上设有4个进风口,进风口朝向与下级胶带上粒子释放位置的圆相切。根据旋流卷吸理论得出:落料管上进风风速越大,落料管边界与中心压力差越大,对粉尘的聚集效果越好。模拟结果得出:多径向旋流卷吸除尘技术最佳进风速度为8 m/s,此时可收集下落过程中粒径小于50μm的粉尘和煤料与下级胶带撞击产生的粒径小于30μm的粉尘。对比试验中下落前后煤料分散度得出:除尘技术应用后下级胶带上煤料中粒径小于50μm的颗粒占比减小47.96%,粒径小于5μm的颗粒减小44.62%,降低煤料中有害颗粒的占比;通过测定导料槽两端及入料口处粉尘质量浓度,试验确定多径向旋流卷吸除尘技术最佳进风速度为8 m/s,此时,导料槽左右两端及入口处粉尘质量浓度最低,除尘效率分别为97.71%和99.92%,转载点整体的除尘效率可达95%以上。证明转载点多径向旋流卷吸除尘技术可以解决转载点粉尘污染难题,改善转载点处工作环境。

大采高综采工作面负压除尘微雾净化装置应用研究

综采工作面一直以来都是煤矿粉尘治理的重点场所,为解决大采高综采工作面采煤机滚筒割煤及液压支架降柱移架过程中产生的大量细微粉尘扩散到采场上部空间形成的高位浮游粉尘,改善工作面粉尘污染问题,创新提出了一种集支架顶梁抽尘净化与风送微雾除尘新方法。通过建立高度仿真的三维实体模型,采用数值模拟与井下测试相结合的方法详细分析了负压除尘微雾净化技术在不同处理风量下对工作面风流场、粉尘场的运移分布影响规律,得出其风量为120 m^(3)/min、布置间距为35 m时,对工作面浮游粉尘沉降效果最为显著。并以此关键参数为依据,自主研制了集动力抽尘与微雾除尘于一体的净化除尘装置。通过自主搭建除尘器性能测试实验系统对研制的除尘装置进行除尘性能测试,结果表明:该装置对总粉尘、呼吸性粉尘的平均降尘效率分别达到98.31%、95.29%。最后通过在国家能源集团神东补连塔煤矿22408大采高综采工作面现场应用表明,应用该装置后工作面总粉尘降尘效率超过80%,呼吸性粉尘降尘效率超过70%,工作面人行区人员呼吸带总粉尘质量浓度降低到15.3 mg/m^(3)以下,呼吸性粉尘质量浓度降低到10.3 mg/m^(3)以下,有效解决了大采高综采工作面高位浮游粉尘污染难题,大幅改善了大采高综采工作面的工作环境,为创建“安全,健康,绿色”的煤矿生产环境提供了新思路。

脉冲喷吹对覆膜滤料膜结构变化和过滤特性影响的试验研究

针对覆膜滤料在使用过程中膜孔径变化影响过滤效率的问题,对相同覆膜形式的5种滤料进行了断裂强力、喷吹前后过滤效率的试验测试,并对其覆膜表面进行了扫描电镜观测。结果表明:无机纤维覆膜滤料的断裂强力明显大于有机高分子纤维覆膜滤料,其在脉冲喷吹时抵抗喷吹压力变形的能力更好,可以降低过滤效率的下降程度;无机纤维覆膜滤料的初始过滤效率更高,在多次喷吹后过滤效率下降程度也最低,长期使用时过滤效率的保持性更好。

微孔陶粒应用于颗粒床层过滤除尘效果研究

根据颗粒床层过滤的特点搭建除尘试验装置,采用微孔陶粒作为颗粒床层过滤介质进行试验,总结不同工艺参数下颗粒床层除尘器过滤效果的变化规律。试验结果显示,微孔陶粒对提高除尘效率有一定作用,且孔隙率越大除尘效果越好。孔隙率为70.86%的微孔陶粒除尘效率可达99.88%。此外,将该除尘装置作用效果与当前国内现有的旋风除尘技术、袋式除尘技术、颗粒床除尘技术、陶瓷过滤除尘技术、金属微孔除尘技术、静电除尘技术等高温过滤技术的工作性能、优缺点及其他方面的研究应用进行对比可知:颗粒床层过滤器作为过滤式除尘器的一种,具有耐高温、持久性好、滤料成本低等特点,配合微孔陶粒过滤介质的应用,在将来的实际工业中可作为理想的高温除尘设备进行应用。

高温雾化降尘效率关键影响参数研究及优化

为稳定提高高温环境中的雾化降尘效率,引入蒸发率构造的液滴蒸发因子,利用数值仿真模拟高温环境下的雾化过程,探索喷嘴结构、雾化性能和高温降尘效率之间的交互影响规律;采用L25田口方法设计试验,选取X旋流压力喷嘴的出口直径、进口压力、轴向距离作为关键参数,探究各参数对雾化性能的影响,获得最优参数组合。研究结果表明:雾化区受温度的影响,液滴质量浓度是提高高温雾化降尘效率的关键指标;3个关键参数的重要性由高到低依次为轴向距离、进口压力、出口直径;在HIB钢热轧工艺中,最优关键参数组合为喷嘴出口直径2 mm、进口压力8 MPa、轴向距离90 cm。高温降尘效率提高到80%以上。

高效空气过滤材料的研究现状及发展趋势

为高效解决大气污染的防治问题,阐述目前解决大气污染的治理途径、空气过滤材料的种类及应用情况,分析影响空气过滤材料过滤性能的因素。指出目前空气过滤材料在应用过程中存在的不足,提出高效空气过滤材料的研究发展趋势,并对未来的发展方向做出展望。

油田注水采油中高压注水管网积垢清洗新技术研究与应用

为有效清除油田注水采油中注水管线的积垢,实现注水管线的畅通,保证注水质量,分析管道积垢机理及种类,研究清洁复合酸液清洗技术。该技术在S采油厂W注水站现场实施应用,清洗后的管线压差从平均2.57 MPa降至平均1.68 MPa,实施管线首末端悬浮物固体含量差值控制在10%以内,井口水质达标率提高20%,清洗效果达标,极大地提高了注水效率和生产效率,对油田实现降本增效具有一定的意义。

铜冶炼高温电除尘试验研究

为了实现铜冶炼高温烟气粉尘的高效脱除,本文分析高温烟气领域除尘技术研究现状,搭建了基于铜冶炼烟气工况的高温电除尘中试装置,分析了炼铜粉尘的形貌、粒径等特性,研究了不同烟气流速、电压对除尘效率的影响,得出电除尘关键参数最佳设置方法。结果表明,高温电除尘器烟气流速为0.48 m/s时,烟气颗粒既不会造成高温电除尘器严重积灰,也不会导致大量颗粒大量逃逸,除尘效率最佳;电场电压越高,出口粉尘浓度越低,除尘效率越高,实践中要在满足除尘效率的前提下寻找能耗最低的电压值。在福建某铜冶炼厂进行高温电除尘技术工程应用试验,测试结果表明,高温电除尘器出口烟气含尘浓度由2.19 g/m^(3)降至62 mg/m^(3),除尘效率大于97.1%。

生物质烟气除尘技术实验研究

生物质能是重要的零碳可再生能源,烟气除尘技术是影响其发展的重要因素。基于耦合电袋除尘器实验平台,研究了不同电压下耦合电袋除尘器在生物质飞灰脱除领域中除尘性能、运行性能和能耗变化,对比了最佳实验电压下不同结构除尘器的性能和滤料类型对耦合电袋除尘器性能的影响。结果表明:施加电压增大,耦合电袋除尘器对大粒径生物质飞灰脱除效率明显提高,出口总尘浓度降低,最终压降降低,由-10 kV对应的920 Pa降至-20 kV时的317 Pa,减小了65.54%;起晕电流增大,总能耗先减后增,综合性能提升。最佳实验电压下,耦合电袋除尘器综合性能较前电后袋式除尘器优越,但能耗较高;电袋除尘器性能优于布袋除尘器。相较燃煤飞灰,耦合电袋除尘器对生物质飞灰脱除效率较高,出口浓度较低,能耗较高,综合性能较低。

高温气体除尘陶瓷纤维膜的研究进展

能源、冶金、化工等工业生产中会排放大量高温含尘烟气,而传统高温烟气处理技术存在热能损失、工艺复杂、成本较高等问题.陶瓷纤维膜凭借其孔隙率高、透气性好、耐高温、耐腐蚀等优点,成为高温气体除尘领域的关键材料.低成本开发高强度陶瓷纤维膜成为重点研究方向.本文重点整理了陶瓷纤维膜制备技术(真空抽滤成型、纤维缠绕技术、纺丝技术及模具成型技术)的研究进展,介绍了陶瓷纤维膜除尘机理及性能,并对其发展前景做了分析和展望.

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.

煤炭热力学高效和化学高价值利用新工艺

提出一种煤炭热力学高效和化学高价值利用新工艺(TCCUC),包括煤炭拔头技术—半焦富氧直燃制备燃气轮机高温工质系统—燃气发电—蒸汽发电系统—CO2捕集技术—干馏拔头产物提质处理技术六个技术模块。该工艺通过煤干馏拔头和焦油加氢等技术,对煤中大分子碳氢化合物进行适当热解和对热解产物焦油加氢处理得到高价值的碳氢液体燃料,实现煤炭的化学高价值利用;通过高温过滤、半焦直燃、燃气轮机与蒸汽轮机相结合等方法,实现对煤炭燃烧过程中高位热能的充分利用,进一步提高热-电联产效率。

泡沫陶瓷过滤煤气技术研究

介绍用泡沫陶瓷片作为过滤元件进行模拟高温焦炉煤气除尘 ,采用一种新的除尘工艺 ,增加了有效工作时间 ,避免了传统工艺很容易堵塞的弊端 ;并对相关实验数据进行了记录分析 ,充分验证了实验方案的有效性 ;最后 ,对泡沫陶瓷的相关应用作出探讨性的预测。

特高硫煤SO_2超低排放技术评估

以燃用特高硫煤的300 MW机组中应用的旋汇耦合脱硫除尘一体化技术为研究对象,对该类技术进行现场测试与评估。测试结果表明:燃煤硫分在5%左右时,脱硫系统的脱硫效率可稳定在99.70%~99.82%,SO_2排放质量浓度在23.4~30.8 mg/m^3,能够满足SO_2超低排放小于35 mg/m^3的要求;除尘效率在78.6%~87.8%,颗粒物排放质量浓度稳定在4.60~5.76 mg/m^3,能够满足颗粒物超低排放浓度小于10 mg/m^3的要求。与脱硫单塔双循环、双塔双循环系统技术改造方案相比,该类SO_2超低排放技术的改造与运行费用均有比较大的优势。

高铝煤混燃飞灰电除尘特性的试验研究

我国部分地区的煤燃烧后飞灰的铝含量高达45%以上,严重影响了飞灰的电除尘性能,实际测定其飞灰比电阻达到了1012Ω.cm以上,使电除尘器效率明显下降。采用高铝煤与其它煤种按不同比例混配后在高温炉中燃烧,并测定燃烧后飞灰的粒径、比电阻等特性;对电除尘效率进行建模计算,在保证对锅炉燃烧热效率影响不大的情况下,找出最佳混配比例,使混燃后高铝煤灰的物化特性得到改善,从而提高电除尘效率。