矿井粉尘防治新技术讲座.pptx
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1、矿井粉尘防治新技术矿井粉尘防治新技术中中中中 国国国国 矿矿矿矿 业业业业 大大大大 学学学学二二二二 一一 二二 年年 三三 月月一一 二二 年年 三三 月月中国矿业大学中国矿业大学中国矿业大学中国矿业大学周福宝周福宝 教授教授教授教授主要内容主要内容一、泡沫抑尘技术一、泡沫抑尘技术一、泡沫抑尘技术一、泡沫抑尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术三、柔性附壁风筒辅助降尘技术三、柔性附壁风筒辅助降尘技术三、柔性附壁风筒辅助降尘技术三、柔性附壁风筒辅助降尘技术 截留机理认为,粒子有大小而无质量或粒径小于5m时,不同大小的粒子都跟着气体的流线
2、而流动。如图所示,当流动的气体对着泡沫流动时,气流将在泡沫的上游折转而绕泡沫流过。如果在某一流线上的粒子中心正好使dp/2 能接触到泡沫,则该粒子被截留。截留效应截留效应惯性碰撞效应惯性碰撞效应 在惯性碰撞中,粒子沿流线运动绕流时,由于惯性作用而偏离流线,与泡沫相撞而被捕集,如图中虚线所示。一、泡沫抑尘技术一、泡沫抑尘技术 泡沫降尘原理泡沫降尘原理黏附效应黏附效应 泡沫外表面具有黏附粉尘的功能,其捕尘机理如图所示。当具有一定速度的泡沫向粉尘运动,粉尘经过碰撞、截留和扩散等一系列作用后到达泡沫表面,被泡沫所黏附。扩散效应扩散效应 微细尘粒(dp92.1)试剂试剂4(55.7)4(55.7)试剂试
3、剂1(45.1)1(45.1)试剂试剂3(39.5)3(39.5)试剂试剂2(25.4)2(25.4)。试剂。试剂2 2的接触角最小,实验的润湿性能最好,试剂的接触角最小,实验的润湿性能最好,试剂4 4的接触角最大,单独使用润湿效果不佳。的接触角最大,单独使用润湿效果不佳。p表面活性剂复配后产生协同效应和增效作用,有时能出现单一表面活性剂所没有的功能。煤尘沉降实验简单易行,并且比较能说明溶液对煤尘润湿能力的强弱,对表面活性剂复配后的溶液进行煤尘沉降实验,煤尘沉降时间越短,除尘效果越好。单体表面活性剂和助剂的复配单体表面活性剂和助剂的复配试剂名称试剂浓度(%)Na2SO4(g)加Na2SO4平均
4、沉降时间(s)单体平均沉降时间(s)沉降时间降低百分比(%)试剂10.40.54658.621.5试剂20.40.510.514.226.1试剂30.40.520.120.62.4试剂40.40.567.3681.1表面活性剂加入助剂表面活性剂加入助剂Na2SO4后煤尘沉降变化后煤尘沉降变化 p向试剂向试剂1和试剂和试剂2中分别加入无水中分别加入无水Na2SO4后,平均沉降时间比单体平均沉后,平均沉降时间比单体平均沉降时间分别下降了降时间分别下降了21.5%和和26.1%,下降幅度比较大,复配效果明显。,下降幅度比较大,复配效果明显。二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术润湿剂的复配实验
5、润湿剂的复配实验试剂名称试剂浓度(%)NaCl(g)加NaCl平均沉降时间(s)单体平均沉降时间(s)沉降时间降低百分比(%)试剂10.40.55658.64.4试剂20.40.513.614.24.2试剂30.40.520.420.61.0试剂40.40.567.8680.3表面活性剂加入助剂NaCl后煤尘沉降变化 表面活性剂两两复配表面活性剂两两复配表面活性剂两两复配后,复配协调效果不明显。表面活性剂两两复配后,复配协调效果不明显。表面活性剂加入助剂表面活性剂加入助剂NaCl后,复配协调效果不明显。后,复配协调效果不明显。单体表面活性剂和助剂的复配单体表面活性剂和助剂的复配二、润湿剂喷雾降
6、尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术注:试验时试剂2做成100ml的溶液,助剂1和助剂2加入溶液中兑成混合溶液配方。水平因素试剂2(g)助剂1(g)助剂2(g)10.10.20.120.30.40.230.50.60.3 正交设计因素表正交设计因素表 试验号因素煤尘平均沉降时间(s)试剂2(g)助剂1(g)助剂2(g)10.10.20.138.620.10.40.222.330.10.60.324.740.30.20.215.650.30.40.39.860.30.60.110.670.50.20.317.180.50.40.113.590.50.60.214.9正交试验数据及试验结果正交试验数据及试
7、验结果 以除尘剂除尘效果为研究对象,采用正交试验设计方法设计试验,通过直观以除尘剂除尘效果为研究对象,采用正交试验设计方法设计试验,通过直观分析和方差分析寻确定影响配方除尘效果的显著因子,最后找到除尘剂的最佳分析和方差分析寻确定影响配方除尘效果的显著因子,最后找到除尘剂的最佳配方的优化设计配方的优化设计。选取四个因素三个水平的正交表L9(34)二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技术润湿剂配方的正交实验润湿剂配方的正交实验影响因素直观分析表影响因素直观分析表 指标综合平均值因素试剂2(g)助剂1(g)助剂2(g)煤尘平均沉降时间K157.0647.5441.80K224.0030.4033
8、.34K330.3433.4635.86k128.5323.7720.90k212.0015.2016.67k315.1716.7317.93R16.538.574.43通过直观分析方法,利用正交试验所得试验数据,分别计算通过直观分析方法,利用正交试验所得试验数据,分别计算Ki、ki和和R.评价指标与试验因素影响趋势图评价指标与试验因素影响趋势图 试验结果:试验结果:在试剂在试剂2为为0.3g,助剂,助剂1为为0.4g,助剂,助剂2为为0.2g时,煤尘平均时,煤尘平均沉降时间应为最小,除尘剂配方的除尘效率最好沉降时间应为最小,除尘剂配方的除尘效率最好。二、润湿剂喷雾降尘技术二、润湿剂喷雾降尘技
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