露天储煤场煤尘起尘及抑尘研究

摘要

在我国城乡遍布有数以万计的储煤场，这些露天堆放的煤炭本身很容易因风化而导致大量煤炭的粉化，在干燥季节遇上刮风天气，细散的煤粉很容易随风飞扬，形成一种大面积的开放性煤尘污染源，严重污染了煤场周边的大气及生态环境，有的煤堆还会发生火灾和爆炸，造成经济损失，直接威胁人身安全。因此，开发有效的抑尘技术来控制煤尘污染，对保护大气环境，减少煤炭浪费，保护人民健康有着重要的意义。
　　本论文通过对露天储煤场现场调研和针对榆次肥煤、榆次烟煤、潞安贫煤、潞安瘦煤、西山贫瘦煤、西山8＃煤、西山3＃煤、西山2＃煤、晋城无烟煤等九种不同煤种的起尘机理研究，以及主要成分为表面活性剂的抑尘剂对煤尘的润湿抑尘性能影响研究，得出结论如下:
　　1、摸清了露天储煤场的污染现状，在露天储煤场所在地周围TSP的浓度远远大于《大气污染物综合排放标准》的无组织排放源周界外质量浓度标准，超过《大气环境质量标准》的浓度限值，最大值14.2 mg/m3为大气环境质量标准的10几倍，超标率高达4633％;路边降尘的平均粒径为306.62μm，其中50％的煤尘粒径都在314.29μm以下;TSP采样器采集到煤尘的平均粒径为167.56μm，且50％的煤尘粒径都在168.17μm以下，说明造成储煤场周围大气环境的污染的主要原因是小颗粒的煤尘长时间悬浮在空气中所致。
　　2、煤化程度、煤质好的晋城无烟煤最容易起尘;煤的外水分含量，对煤的起尘作用较大，对于榆次肥煤，当表面洒水量增大到0.6g时，就几乎不起尘，而晋城无烟煤在表面洒水量为1.0g时仍然较大;风速越大，煤尘的起尘量越大，当风速大于4.4m/s时，起尘量成指数倍增长;粒径小于0.105mm时，煤的粒径越小，就越不容易产尘;粒径大于0.125mm时，粒径越小起尘风速小，煤尘在120目即粒径为0.105≤d≤0.125mm时，起尘风速最小，但粒径小到一定程度后起尘风速不再减小，反而增加，实验中为粒径大于140目即粒径为d≤0.105mm时，起尘风速增加;增加混煤中大粒径的煤尘数，可以减少起尘量。
　　3、润湿性的强弱与煤中碳的含量有较显著的关系，服从[Cad]=-6.9643θ+95.544的规律，相关系数为0.8449;晋城无烟煤、潞安瘦煤、西山2＃煤等煤化程度较高的优质煤则呈现较强的疏水性，而煤化程度低的煤种则易被水润湿;在水溶液中添加表面活性剂后可以很好的降低表面张力，进而降低煤尘的飞扬，且表面张力越小，润湿性能越好，抑尘效率比水高46％以上;混合表面活性剂的润湿、抑尘效果好于单一表面活性剂;粗粒煤的润湿效果好于细粒煤。

目录

摘要

绪论

第一章 文献综述

1．1 露天储煤场煤尘起尘规律的研究现状

1．1．1 露天储煤场煤尘在大气中的受力

1．1．2 露天储煤场煤尘的起动过程研究

1．1．3 露天储煤场起尘量的经典估算方法

1．1．4 煤的理化性质对起尘性能的影响

1．2 露天储煤场防尘抑尘技术应用现状

1．2．1 洒水抑尘现状

1．2．2 挡风抑尘墙(网)的防尘现状

1．2．3 化学抑尘技术现状

1．2．4 其它抑尘技术现状

1．3 表面活性剂的润湿抑尘研究

1．3．1 表面活性剂对煤尘的作用机理

1．3．2 添加表面活性剂对煤尘电位的影响

1．3．3 表面活性剂的润湿降尘机理

1．3．4 表面活性剂润湿煤尘的研究现状

1．4 本论文研究内容

第二章 露天储煤场煤尘污染现状调查

2．1 露天储煤场扬尘污染的原因分析

2．2 调查的目的及内容

2．3 调查分析的主要方法

2．3．1 TSP采样与分析方法

2．3．2 降尘的采集与分析

2．3．3 粒径分布的测定

2．4 调查结果与分析

2．4．1 调查地点的地理位置及气象条件

2．4．2 采样点的选取

2．4．3 TSP采样结果与分析

2．4．4 降尘量的分析

2．4．5 煤尘粒径分布分析

2．5 本章小结

第三章 露天储煤场煤尘起尘机理研究

3．1 实验材料、仪器及方法

3．1．1 实验原料

3．1．2 实验装置与仪器

3．1．3 实验方法

3．2 实验结果与分析

3．2．1 煤化程度、氧化程度对煤尘起尘量的影响

3．2．2 水分含量对煤尘起尘量的影响

3．2．3 煤堆紧密程度对起尘量的影响

3．2．4 粒径对煤尘起尘量的影响

3．2．5 风速对煤尘起尘量的影响

3．3 本章小结

第四章 表面活性剂的润湿抑尘研究

4．1 实验材料、仪器及方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验仪器及装置

4．1．3 实验方法

4．2 实验结果与分析

4．2．1 润湿角的测量结果与分析

4．2．2 表面张力的测量结果与分析

4．2．3 SDBS改善非离子表面活性剂润湿煤尘的性能研究

4．2．4 添加Na2SO4改善阴离子表面活性剂润湿煤尘的性能研究

4．2．5 不同粒径的煤尘的润湿性能研究

4．2．6 表面活性剂溶液对煤尘起尘性能的影响研究

4．3 本章小结

结论

参考文献

硕士研究生期间发表论文

致谢

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