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。

转炉湿法除尘系统不粘丝网除雾特性研究

为了研究转炉湿法除尘系统的丝网除雾特性,搭建丝网除雾实验平台,研究了不同气流速度下,含水量、丝网层数、丝网目数对不粘丝网的除雾特性的影响。结果表明:随着气流速度的增加,除雾效率先提高后降低,为避免产生二次夹带现象,转炉湿法除尘系统丝网中的气流速度应控制在3~4 m/s;丝网层数从2层增加至6层,除雾效率先提高后趋于平缓,层数为4层时,除雾效率可达95%;气流速度不变时,除雾效率随着含水量、丝网层数、丝网目数的增加而提高,泛液气速随着含水量的增大而减小。

回风顺槽全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术研究

为治理综采工作面采煤过程中回风顺槽粉尘污染问题,基于超音速气动雾化控尘原理,提出全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。以敏东一矿01工作面回风顺槽为例,采用离散元和有限元方法,利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)仿真模拟软件中的k-ε湍流模块和流体流动颗粒跟踪模块,建立控尘技术装置三维数值模型。利用数值模拟方法分析技术装置气流场和液滴粒子轨迹的变化特征,以得到技术装置风流场及液滴粒子分布规律;搭建仿真试验模型,并通过仿真试验平台研究技术装置最佳抗风性能参数。结合现场试验对比分析,以验证控尘技术的高效除尘性能。结果显示:当雾幕装置气压为0.6 MPa时,雾化效果好且不会影响现场其他设备供压,捕捉小粒径粉尘能力强,但抗风性较弱;车载装置抗风性高,控尘能力强,但雾化效果较差且受气压的影响较小。2种装置有效地结合应用并形成了全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。该技术有效阻止了粉尘的运移,有效覆盖了全断面。呼吸性粉尘和总粉尘控制效率分别达到94.92%和96.53%,这为治理煤矿井下回风顺槽粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。

矿井胶带转载点气动螺旋雾幕控尘技术研究

为治理煤矿胶带运输巷转载点输煤过程中粉尘污染问题,基于气动喷雾及螺旋雾幕控尘原理,提出气动螺旋雾幕控尘技术。以敏东一矿00工作面3号转载点为例,基于流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散粒子模型和有限元方法,利用COMSOL仿真模拟软件中的κ-ε湍流模型和粒子追踪模型,建立了井下胶带运输巷转载点风流-煤尘三维数值模型。研究了煤尘在受到巷道风流干扰时的运移轨迹及气动螺旋雾幕控尘技术装置气流流线分布,得到其空间分布规律。通过试验研究了技术装置最佳性能参数,结合现场试验对比分析,验证控尘技术高效除尘性能。结果表明,煤尘受到巷道风流及皮带牵引力的影响,大部分煤尘以0.3 m/s以下的速度向地面沉积,小部分煤尘吸附在皮带表面的速度约为1.3 m/s。气动螺旋喷雾装置的主路与侧路气压比为5?1时螺旋雾化效果最佳,除尘覆盖面积最大,具有较强的抗风性,降尘能力最佳;粉尘污染最为严重处总煤尘质量浓度降尘效率为87.53%,呼吸性煤尘质量浓度降尘效率为91.02%,证明气动螺旋雾幕控尘装置在喷头处液滴粒径极小,为治理煤矿井下胶带转载点粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。

综掘面长压短抽—雾幕除尘系统参数优化研究

为解决综掘工作面割煤粉尘污染严重的问题,根据气固两相流理论建立粉尘运动的数学模型,通过流体力学软件对综掘工作面不同条件下粉尘浓度分布及长压短抽—雾幕除尘系统关键参数进行数值模拟研究。结果表明:当压风量为330 m^(3)/min、最佳压抽比为0.75时,抽风口距离掌子面3m时控尘效果较好;在综掘机操控区前方0.5 m处设置雾幕隔尘装置,采用井下静压水进行喷雾,空气幕发生器出口风速为15 m/s时控尘效果最好,联合降尘效率达80%以上。

超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术

煤炭行业受到高质量浓度呼吸性粉尘危害严重,常规湿式除尘方法针对性不足、捕集效率低、能耗高、可靠性差。为解决该问题,提出超音速汲水虹吸式气动喷雾降尘技术,并采用夫琅禾费衍射原理,测定其外雾场粒径分布;采用计算流体力学有限元方法,利用COMSOL软件Spalart-Allmaras与液滴破碎雾化粒子追踪模块模拟研究了试验手段无法获得的喷管出口0~30 cm处的近场雾滴粒径、雾场速度分布特性。通过与超声波干雾抑尘技术的控尘对比试验,得出该技术的控尘特性、控尘机理;通过试验研究得到了不同工况参数、喷嘴出口锥度对雾化能耗和降尘速率的影响规律,研究结果表明:所设计雾化降尘装置,在低至0.2 MPa的气动压力下,达到负压汲水虹吸的微米级、高动力雾化效果。在气动压力为0.6 MPa时,雾场粒径分布为1.00~21.87μm,喷嘴近场区域雾滴粒径10μm以下的数量浓度占百微米以下的90%,5μm以下的占80%;雾滴速度快、射程远,雾滴速度160 m/s以上的数量浓度占50%,50 m/s以上的占99%;耗气量与耗水量低,不同工况、开口锥度时,均随气动压力的增加而增大;喷雾角在60°~95°内,随喷嘴锥角的增大先增大后减小。降尘速率为超声波干雾抑尘方式的1.5倍,并随雾滴数量浓度、速度的增大而增加,瞬时效率提高了2%~26%;相同降尘效率时,采样滤膜上PM;以下粉尘占比减小24%;隔尘效果提高了10%。在敏东一矿06回风巷应用后,受到中心风速为0.86 m/s的风流扰动,依旧能将之穿透并覆盖全断面,对呼吸性粉尘的降尘效率达到了88.8%以上,证明该雾化系统可达到低湿、节水和高效的控尘效果。

莱钢型钢2×265m^2烧结混匀料配料系统工艺技术的优化与改进

莱钢型钢2×265m^2烧结混匀料配料系统通过工艺技术的优化与改进使配料系统日产混匀料能力由15000t提高到了18000t,配料能力提高了20%,混匀料中的大块杂物明显减少,配料系统沿线扬尘得到有效抑制。实现了混匀料产能和环保双提升的目标。

PLC在高能/干雾微雾抑尘系统中的运用

本文介绍了高能/干雾微雾抑尘的工作流程和控制要求,高能/干雾微雾抑尘的发展历史,以及港口、火电、钢铁、矿场、化工场所的运用,对于高能/干雾微雾抑尘控制采用小型PLC或触摸屏控制方式,实现了用户可以通过PLC设置接口或触摸屏修改喷雾时间、周期及管道吹扫时间等,由PLC构成的高能/干雾微雾抑尘系统降低了粉尘对大气的污染,改善了周围环境和现场作业人员的劳动环境,减少了职业病的发生,创造了广泛的社会效益和经济效益,更加安全、稳定、操作简便、控制灵活、维护工作量少而受到用户青睐。