港口散货堆场铁矿石和煤起尘规律研究

摘要

随着我国经济以及现代化港口工业的快速发展,各类散货堆场在贮存作业中产生的粉尘对环境污染日益严重。因此,掌握散货码头矿物的起尘规律,可以为从根本上治理粉尘污染提供科学依据。
　　本文对前人风洞试验成果进行归纳和总结,对单个南非矿、澳洲矿、巴西矿和烟煤堆垛进行风洞试验,主要研究其静态起尘量随堆垛表层含水率、风速的变化规律。同时,依托曹妃甸矿石码头堆场,开展了起尘量现场观测研究。得到以下结论。
　　(1)影响颗粒物起尘的因素复杂而多变,包括风速、温度和湿度等气象因素,颗粒粒度和表面含水率等自身的因素以及现场作业因素,但主要考虑风速和颗粒自身的表面含水率对颗粒物起尘的影响。
　　(2)起尘量与风速成指数倍关系。风洞试验结果表明:烟煤在自然含水率下,当风速大于6m/s时起尘量开始增加。南非矿、澳洲矿和巴西矿的起尘量在风速小于9m/s时均较小;风速大于9m/s后,澳洲矿和巴西矿的起尘量开始增加,而南非矿的起尘量仍然较小。
　　(3)现场观测和风洞试验结果均表明,物料起尘量随含水率增大而减少。含水率较小时减少的较快;含水率增加到一定值后,减少速度趋缓。起尘量与含水率成负幂函数关系。煤随含水率变化的拐点位置约为6％。澳洲矿的含水率拐点位置约为5%;巴西矿的含水率拐点位置约为2.5%;南非矿拐点位置不明显。
　　(4)板结作用对于铁矿石和煤的起尘量影响都十分显著。在矿堆表层洒水板结后,铁矿石堆在12m/s风速内,烟煤堆在9m/s风速内,均不会发生起尘。
　　(5)现场观测结果表明:风速较小情况下,堆场静态起尘量较少,空气粉尘浓度随风速变化规律不明显。而空气粉尘浓度随含水率变化规律较明显。在同一风速条件下,起尘浓度随含水率增加呈负幂函数减少,指数在-2.64~-1.31之间。当含水率大于3%时,起尘量随含水率减小的幅度开始降低。
　　(6)气象条件对堆场起尘也有重要影响。雨雪天气堆场不起尘。

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第一章 绪论

1.1项目背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3国内外起尘量研究成果总结

1.4本文主要研究内容

第二章 起尘机理及其影响因素研究

2.1颗粒起尘过程受力分析

2.2粉尘起尘过程分析

2.3起尘影响因素分析

第三章 铁矿石和煤起尘量风洞试验

3.1试验条件

3.2试验相似条件的模拟

3.3大气边界层的模拟

3.4试验方法和试验组次

3.5试验结果

3.6小结

第四章 铁矿石堆场现场观测

4.1现场观测概况

4.2堆垛抑尘措施及尘源分析

4.3实测结果分析

4.4结论

第五章 结论及展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

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