风井排风湿式共振栅除尘技术研究及其应用

摘要

近年来，我国的大气污染控制形势日益严峻。在矿产行业，如何更高效节能的控制风井排风过程中携带的颗粒污染物成为了研究的热点。当前，针对排风粉尘控制措施主要采用喷雾、洒水等湿式除尘方式，虽取得一定成效，但仍存在处理风量小、对呼吸性粉尘捕集效率低、耗水量大、水质要求高，能耗大等诸多问题。为此，本文在依托喷雾降尘的基础上，研制了风井排风湿式共振栅除尘技术。并对影响该技术除尘效率及阻力的因素进行了研究分析。
　　首先，分析了湿式共振栅除尘的技术原理，利用毛细力学和表面力学知识阐述了共振栅钢弦间隙间水膜形成的条件和机制。其次，通过将喷雾、共振栅及弦栅间隙水膜三部分分别对粉尘的惯性碰撞、拦截和扩散作用串联起来，理论推导出湿式共振栅除尘技术的除尘效率计算式，并分析了喷雾量，共振栅结构，排风风速等对除尘效率的影响情况。然后，利用桩柱群绕流理论类比气流绕流钢弦的气动特性，建立了湿式共振栅阻力特性数学模型，由此推出不同结构共振栅的阻力系数计算式，并得出系统总阻力大小。最后，就湿式共振栅除尘技术的工程应用相关内容进行了研究分析，并应用于凡口铅锌矿新南风井排风粉尘控制改造工程中。
　　理论研究结果表明，在液气比一定，共振栅弦栅间距直径比在2.0~2.5之间时，随着弦栅间距直径比越小、充填系数越高、钢弦直径越小，风速越大，湿式共振栅除尘系统的捕尘效率越高。当钢弦间距与直径比为2，钢弦直径0.35 mm，过滤风速为4 m/s时，对全尘的理论捕集效率达到96％以上，阻力168 Pa。应用结果显示，除尘效率为90.6%；由于实际风速偏大，导致阻力有所增加，为210 Pa；相比改造前，可节省原井下喷雾除尘所需的600 kW空压机运行能耗，年节电量达到400万 kW·h，约260多万元，节能及环保效果明显。通过理论与应用结果对比表明，湿式共振栅除尘技术是一种效率高、阻力低、能耗低，具有广泛应用价值的风井排风除尘技术。

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第一章 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 风井排风粉尘控制现状

1.3 粉尘防治技术发展现状

1.4 湿式共振栅除尘发展现状

1.5 本文主要研究内容

1.6 本章小结

第二章 湿式共振栅除尘技术原理

2.1 湿式共振栅除尘技术原理

2.2 湿式共振栅除尘影响因素

2.3 系统结构设计原则

2.4 本章小结

第三章 湿式共振栅除尘效率理论分析

3.1 捕集体对粉尘的捕集机理

3.2 液滴对粉尘的捕集效率分析

3.3 共振栅对粉尘的捕集效应

3.4 系统总除尘效率分析

3.5 本章小结

第四章 湿式共振栅除尘系统阻力分析

4.1 共振栅阻力系数数学模型的建立

4.2 湿式共振栅阻力系数实验分析

4.3 湿式共振栅阻力受喷雾量的影响分析

4.4 系统总阻力分析

4.5 本章小结

第五章 湿式共振栅除尘技术应用

5.1 凡口铅锌矿粉尘控制现状

5.2 湿式共振栅除尘技术应用

5.3 应用效果及分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录