井下转载破碎点粉尘分布特征及降尘系统研究

为了改善综放工作面转载破碎区域的工作环境,结合粉尘分散度分析和现场实测得出转载机机头前1 m处、破碎机处及前刮板机和后刮板机处是四个主要的产尘位置。其中,转载机机头前1 m处持续不断地产生呼吸性粉尘,其PM5占比高达85.19%,原因在于煤块与带式输送机猛烈撞击后产生大量呼吸性粉尘;破碎机处也产生大量呼吸性粉尘,但积累呼尘的速率相对较慢,其PM10占比可达98%,这些粉尘主要来源于两防护罩间由于连接不吻合而产生的缝隙;前刮板机和后刮板机处可吸入粉尘占比相对稳定且比例较高,粉尘粒度分布相对均匀,这是由于此处煤块普遍较大且携带较高的势能,下落后产生大量微细粉尘。并根据每个产尘点的特性采用不同的喷雾降尘技术并设计相应的降尘系统:转载点喷雾形成全断面喷雾抑尘,破碎机喷雾将粉尘封闭在破碎机内部并沉降,前后刮板机喷雾利用雾群将粉尘完全覆盖。最后通过现场检验,PM5和PM10粉尘的降尘率都达到85%左右,降尘效果良好。

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。

极寒地区室内矿石转运产尘密封净化性能研究

极寒地区选矿车间密闭性强,室内矿石转运环节产尘聚集度高,威胁作业人员职业健康和电器设备运行安全。以我国东北某金属矿磨浮车间矿石转运过程为例,在研究矿石粉尘理化特性的基础上,提出了新型导料槽密闭抽尘与气液卷吸除尘器除尘协同的粉尘控制方案,研究了导料槽密闭抽尘系统对转运扬尘的封闭性能,探讨了气液卷吸除尘器对收集的含尘气流的净化能力。结果表明:钼矿石转运点外逸粉尘粒径集中分布于0.2~3.0μm,且具有较强的亲水性,游离二氧化硅含量高达48.6%,属于矽尘范畴;导料槽密闭抽尘系统在过料口风幕隔离和导流作用下,有效抑制了转运点粉尘外逸,转运点附近全尘和呼尘浓度较使用前分别下降了61.1%和50.0%;气液卷吸除尘器在剪切液幕和卷吸气泡2种流型下具有较好的除尘效果,对转运点钼矿石粉尘的除尘效率可达92.8%~96.3%。研究成果和现场实施经验可为我国北方极寒地区封闭车间粉尘治理提供有益借鉴。

煤矿胶带运输巷道综合降尘技术

为了解决煤矿运输转载过程中的粉尘污染问题,以曹家滩煤矿主斜井、主运大巷为研究背景,根据主要产尘来源和产尘规律,在传统的喷雾降尘措施基础上,优化实施了“运输胶带密闭喷雾降尘+运输胶带地面快速清洁+巷道断面风流降尘”综合降尘技术,通过理论分析和现场试验确定了胶带密闭喷雾水量和喷雾间距,研制了胶带清刮、胶带喷雾冲洗、胶带旋转毛刷等胶带清洁装置,分析了巷道断面喷雾的合理间距。结果表明:胶带密闭喷雾水量为20 L/min、喷雾间距为800 m时,结合胶带清洁装置处理可以从源头上明显地降低胶带运输过程中的产尘量;当巷道断面相邻降尘水幕间距为900 m时,湿式捕尘网可以有效净化巷道内弥散的粉尘。现场应用表明曹家滩主斜井及主运大巷的呼吸性粉尘均可降至8 mg/m^(3)以下,粉尘治理效果良好,为类似条件下的降尘措施制定提供借鉴。

自循环抑尘除尘装置设计与研究

为满足高落差、大运量转运的需求,缓解传统设计下转运站点粉尘超标的问题,研发设计了一种自循环抑尘除尘装置,旨在从源头上减少粉尘的产生。详细介绍了自循环抑尘除尘装置的结构,对其工作原理和特点进行了分析。该装置能够有效地降低粉尘浓度和压力,满足严格的降尘降压要求,具有维护简便、无二次污染、能耗低及无需人工操作等特点。在当前强调节能减排的背景下,作为一种新型节能技术,在除尘过程中展现出独特的优势。

煤矿布袋除尘优选研究与应用

为避免布袋除尘器在使用过程中出现除尘效率过低或设备高配低用造成浪费,采用三维建模软件对加装了布袋除尘器、密闭罩的煤矿粉煤灰卸灰仓转载点的整套粉尘治理系统建模,并运用CFD流体动力学软件Fluent对其内部流场进行数值模拟。通过调节布袋除尘器排气口风速,得到不同风速下的整套系统的除尘效果、需风量及总阻力,优选出最佳风速,从而确定适合系统的滤袋、风机、管路等设备。将优选好的设备进行现场应用,密闭罩两端开口处的粉尘浓度分别从607.4、54.7 mg/m^(3)降到3.7、0.3 mg/m^(3),降尘效率分别为99.4%、99.5%,除尘效果满足需求且无浪费。

吹灰上料拆包工艺自动化设备的设计与应用

在海洋石油勘探开发大宗料服务方面,吹灰上料拆包作业存在着人工劳动强度大、粉尘外溢严重、作业效率低、耗用机具人力多、职业健康安全隐患大等问题。为解决这些问题,文章设计了一款工艺自动化拆包设备,集成吨包输送、抓取、破包、粉料传输、废袋回收、密闭除尘等功能于一体,实现了吨包拆破自动化、密闭除尘和废袋自动收集的目标。这达到预期效果,消除破包环节人工操作模式,降低工人操作强度,减少机具人力占用消耗,消除粉尘外溢,改善提高工人作业环境。

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。

粗铅冶炼过程中砷镉铊的走向分布及治理措施

在粗铅冶炼工艺中,铅精矿和其他含铅物料中的砷、镉、铊分布于各工序环节,不利于有价金属资源的回收,而且加大了冶炼废弃物的处理难度,另外还对人体健康和环境造成负面影响。现有文献对于砷、镉、铊在粗铅冶炼过程中的分布及趋向还未见报道,本文根据某冶炼企业实际生产情况,统计了2021年及2022年分别为期14d的两套物料平衡数据,对砷、镉、铊在各冶炼工序的分布进行了分析,得到以下结论。砷的分布情况:在底吹炉工序中,约85%砷进入高铅渣,约9%砷进入烟灰,约6%砷进入硫酸净化污酸系统;在还原炉工序,约70%以上砷形成铅铜锍进入粗铅,约20%砷进入还原炉烟灰,10%以下的砷通过还原渣进入烟化炉。镉、铊的分布情况:高度富集于底吹炉和侧吹炉烟灰中,其中底吹炉烟灰中富集比例为85%~95%,只有5%~15%进入高铅渣转至还原炉工序,极少部分进入硫酸系统。企业采用开路底吹炉烟尘方式减少粗铅冶炼系统中砷、镉、铊的含量,开路标准是烟尘含镉超过20%时从收尘系统开路,当烟尘含镉低于15%停止开路,取出的烟尘可直接作为回收镉的原料外售。本文分析结果及解决方法可为同类企业控制冶炼系统中砷镉铊的分布提供参考。

铅冶炼场地粉尘重(类)金属的迁移转化

粉尘是铅冶炼场地土壤重(类)金属的来源之一,但粉尘中重(类)金属的迁移转化机制尚不明确。本文系统研究了此过程中重(类)金属的地球化学行为和解离机制。实验结果表明,两类粉尘样品中Pb、Zn、Cd和As的总量和浸出均超过标准,其中,两类粉尘中约有80%的Pb、Zn为生物可利用态,底吹炉粉尘中70%以上的As为弱酸提取态,而还原烟化炉粉尘弱酸提取态的重金属为Cd,占比为60%。Pb同位素结果显示,表土中97.12%的Pb来自冶炼过程中排放的粉尘。XRD和MLA结果表明,粉尘中的主要矿物为PbSO_(4)、ZnSO_(4)和CdSO_(4),表土中的矿物主要是石英、方解石、白云石和白云母。利用地球化学模型对主要矿物进行拟合发现,在酸性条件下,Pb、Zn和Cd的解离主要依赖于硫酸盐矿物,而As的解离与氢氧化铁的吸附作用有关。

换热器翅片表面灰尘沉积特性的实验研究

为揭示不同运行工况下空气源热泵室外换热器翅片表面的灰尘沉积特性,构建灰尘沉积可视化实验系统,在干湿工况下,分别研究风速和沉积时间对灰尘沉积特性及传热的影响。研究结果表明:长沉积时间和高风速均会促进翅片表面的灰尘沉积,增加灰尘沉积量和翅片表面覆盖率。湿工况下的沉积效果为干工况的1.15~2.89倍,且效果随沉积时间与风速的增加而增加。此外,灰尘沉积会增加翅片传热热阻,导致灰尘沉积前后存在传热温差,从而降低传热效率。在相同积灰条件下,干工况的温降大于湿工况的温降,即干工况下的积灰热阻高于湿工况下的积灰热阻。

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。

综放工作面转载破碎点PM_(5)及PM_(10)粉尘分布规律

为了对综放工作面转载破碎点提出有效的防尘措施,从宏观上研究PM_(5)和PM_(10)粉尘的分布规律。在进风顺槽内靠近煤壁侧布置10个测点,对PM_(5)和PM_(10)粉尘质量浓度进行实时监测,同时采用数值模拟的方法建立转载破碎点几何模型并解算,将模拟与实测结果进行对比分析并得到了转载破碎点及周围工作空间的整体污染状况。结果表明:转载机周围无论是呼吸性粉尘和还是可吸入粉尘变化都比较稳定且产尘较多,破碎机周围呼吸性粉尘的产尘速率相对较低,但由于扩散较慢使粉尘不断积累;前溜和后溜周围可吸入粉尘的占比相对较高,同时受风流影响,前后溜中部和后溜处粉尘质量浓度升高明显;实测和模拟结果的浓度变化趋势基本相同,而高浓度粉尘主要集中于离地面1 m左右,且一直蔓延到整个进风顺槽和工作面;转载机机头1 m处、破碎机处以及前溜和后溜处是综放工作面进风顺槽转载破碎区域的主要起尘点,且以呼吸性粉尘和可吸入粉尘为主,治理时应高度重视。

积尘对板式换热器性能影响的实验研究

通过实验对颗粒物在新风换气机换热器表面的沉积规律及积尘对换热器性能的影响进行了研究。结果表明:对于相同结构的换热器,风量越大,相同粒径颗粒物的沉积分数越小;风量为250~350 m^(3)/h时,在0.3~10.0μm粒径范围内,颗粒物的沉积分数随着粒径的增大而增大;随着运行时间的增加,积尘量增大,积尘30、70 d后,换热器的平均全热交换效率比未积尘时分别降低2.314%和5.613%。对减少颗粒物在换热器表面的沉积提出了建议。

输煤皮带机转运点降尘除尘方案研究

针对输煤皮带转运点存在粉尘浓度高,易突发故障等问题,分析了皮带机转运点产尘特点,结合降尘除尘方案的设计要求,设计了皮带机转运点的降尘除尘方案,提出了方案的软硬件设计,并进行了应用测试,测试结果表明,应用该方案后皮带机转运点的粉尘质量浓度控制在了30 mg/m3左右,降尘率高达94%左右,取得了较好的降尘效果,改善了作业环境,更好地保障了皮带机的安全连续稳定运行。

带式输送机收尘方案优化研究

铝工业企业物料运输大多采用带式输送机,在带式输送转运点,会产生大量粉尘,影响工人身体健康。通过研究带式输送转运点的设备及部件结构,分析带式输送转运点的产尘机理,优化解决带式输送过程的粉尘污染问题。造成尘化的气流主要有:诱导空气流、剪切压缩气流以及综合诱导和剪切压缩气流;产尘量的主要影响因素有:物料含水率、粉尘粒径与分布、皮带运行速度、溜槽落差、溜槽角度和皮带部件密闭性等。通过对转运点收尘风量及各因素之间的数据分析,得出溜槽角度增大、落料高差增加,转运点收尘风量随之增大,并应用于实际工程设计。依此对转运点连接部件及结构进行优化设计结果,既解决了带式输送过程的粉尘污染问题,又降低了污染治理的投资及运行费用。

散货码头带式输送机转载点粉尘控制措施分析

该文通过对散货码头带式输送机转载点粉尘特性及其析出原因进行分析,认为转载点扬尘主要受到输送带牵引气流、诱导气流、剪切气流的影响。同时,还探讨了各种粉尘控制措施中抑尘类措施的目的在于减少扬尘量,除尘类措施的目的在于扬尘的有效捕集,提出抑尘措施组合使用、除尘措施根据物料特点选择使用的设置建议,旨在有效防治散货码头转载点扬尘。

沙尘天气过程沙地下垫面沙尘通量的获取与分析研究

利用浑善达克沙地地区2004年春季沙尘暴和微气象学加强观测实验资料,计算了浑善达克沙地地区不同沙尘天气条件下湍流交换系数、湍流动量通量和感热通量、沙尘浓度通量;研究了沙尘暴过程中湍流作用、沙尘输送特征及起沙条件。结果显示:浑善达克沙地地区非沙尘天气白天近地层热力湍流作用强于动力湍流,湍流交换以感热交换为主;沙尘天气过程中,近地面层湍流动力作用明显增加,湍流动量和感热交换都对湍流输送有主要贡献,感热通量数值有不同程度的降低。较强沙尘暴天气过程中动力湍流强于热力湍流。随着沙尘天气经历起沙、平衡、沉降的演变过程,沙尘通量数值呈现由正值为主,过渡到向上和向下数值相当、向下数值比例增加。非沙尘天气、扬沙天气和沙尘暴天气过程的沙尘通量值范围分别是±5μg/(m2.s)、±30μg/(m2.s)和-200—300μg/(m2.s)之间。浑善达克沙地地区,非沙尘天气也存在一定量的沙尘输送,但数值较小。浑善达克沙地地区沙尘通量与摩擦速度的三次方成正比,为F=Cu3*。临界起沙风速和临界摩擦速度分别约为6m/s和0.4m/s。

除尘器大灰斗安全运行策略研究

采用物料平衡算法,测算除尘器进灰量和放灰量得到大灰斗存灰量;依托常规传感器等监测数据,实现大灰斗灰量实时监控。对物料衡算大灰斗灰量数据误差进行分析并提出了误差控制方法;建立灰斗料位预警、转运车辆配置、特殊应急场景线性规划模型并求解。研究结果表明,基于物料平衡算法和复合线性规划的大灰斗安全运行策略有效可行。

沁水盆地煤层气水平井井筒煤粉迁移及控制

煤层气水平井煤粉的产出易造成储层伤害和卡泵问题,严重影响煤层气的产量。通过进行水平井井筒煤粉迁移规律物理模拟试验,研究了不同压差下,煤粉在水平井筒内的迁移特征。研究结果表明:煤粉和水两相流动为层流流动,煤粉迁移的速率与压差呈非线性增加关系,存在临界启动差压,压差增加到一定程度后,煤粉的迁移趋于稳定。根据煤粉产生机理分析、物模迁移实验和生产经验,提出了控制煤粉产出的生产措施。