煤矿安全用强化除尘装置

摘要

本发明公开了一种煤矿安全用强化除尘装置，包括风机、壳体、吸附过滤部件、水汽除尘部件、布袋除尘部件以及粉尘入口，从粉尘入口后依次排布水汽除尘部件、布袋除尘部件、风机和吸附过滤部件，所述壳体位于整个除尘装置外侧；通过依次对各种粒度的尘粒进行除去，从而既保障了煤矿安全，又优化了煤矿工人的工作气体环境。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全领域，具体涉及煤矿安全用强化除尘装置。

背景技术

煤矿中粉尘的存在对于煤矿安全存在巨大隐患，为了满足煤矿安全的需要，目前符合安全标准的的煤矿均设置有用于保证煤矿安全的除尘装置。

煤矿矿井井下开采时的爆破、装载及运输作业过程中产生大量粉尘，这些粉尘随着矿井通风风流会排到地面，其颗粒物浓度高达800mg/m ³ 以上，严重污染地面环境，造成大气污染物浓度超标。目前，我国现行的大气污染物综合排放标准对颗粒物允许的排放的最高浓度限值为150mg/m ³ ，矿井排风风流中的颗粒物浓度普遍超标，需要进行治理。目前的除尘和通风设备大多数采用以水为主的湿式除尘技术，例如：洒水喷雾、水幕，降尘，脉冲喷吹袋式除尘设备，静电除尘等。湿式除尘因为体积较小，简单易行设备成本低而普遍采纳。但湿式除尘的处理风量小，雾化不好，除尘效率不高。并且水雾影响视线，排放的污水影响施工和清渣运输。而静电除尘有超高压静电，在潮湿的隧道施工环境中实用有一定的危险性，并且占地面积相对较大。脉冲喷吹袋式除尘设备一般采用布袋式滤袋为滤料，雾尘极易积于滤袋表面不容易剥落，引起滤料透气率下降，而且即便采用脉冲喷吹清洗系统，在隧道潮湿环境中清灰还是不够彻底。并且，对含静电粉尘环境中袋式滤料很难处理静电粉尘爆燃问题，为此个别场所还采用普通抗静电过滤组件接地使用，但滤筒整个表面覆有导电炭黑浆，导致粉尘颗粒极易粘附在导电炭黑浆涂层上，使得过滤器很短时间内被堵塞滤料使用寿命短，透气率小，压降大，过滤效果一般。并且以往工业用除尘设备设计中很少考虑粉尘中含有的潮气处理和大颗粒粉尘的预处理系统，在大负压作用下有很大弊端。

发明内容

本发明的目的在于提出一种煤矿安全用强化除尘装置；

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤矿安全用强化除尘装置，所述除尘装置包括风机、壳体、吸附过滤部件、水汽除尘部件、布袋除尘部件以及粉尘入口，其特征在于：

从粉尘入口后依次排布水汽除尘部件、布袋除尘部件、风机和吸附过滤部件，所述壳体位于整个除尘装置外侧；

所述水汽除尘部件用于将从粉尘入口收集到除尘装置中的粉尘进行水汽初步除尘；

所述布袋除尘部件用于将经过水汽除尘部件处理后依然存在于气体中的尘粒进行布袋除尘；

所述风机用于将环境中的含尘气体吸入到除尘装置中；

所述吸附过滤部件将流过布袋除尘器后的气体中残余的粒径较小的尘粒进行深度除尘。

所述水汽除尘部件包括水汽除尘壳体，水汽进风口，水汽出风口，水汽进风框，多孔板，复合锥形喷水嘴，水汽出风口过滤芯和风扇，所述水汽进风口内设置有风扇，所述风扇内侧设有水汽进风框，所述多孔板设置在水汽进风框的另一侧，所述水汽进风框用于固定风扇和水汽进风口以及多孔板；所述多孔板开设有多个通孔，该通孔的厚度为70mm-100mm，设置复合锥形喷水嘴插入到多孔板开设的孔洞中，所述复合锥形喷水嘴包括一根尖端能够喷水的主锥形喷水嘴和多根沿主锥形喷水嘴的锥形斜面倾斜设置的尖端能够喷水的次锥形喷水嘴，主锥形喷水嘴中设置一根主喷水管道，每个次锥形喷水嘴设置一根次喷水管道，复合锥形喷水嘴的每根次喷水管道与其主喷水管道联通，多个复合锥形喷水嘴的主喷水管道连接供水联通管，所述供水联通管连接水源，水汽出风口处设置有水汽出风口过滤芯，该水汽出风口过滤芯成圆锥形设置，所述多孔板的通孔内表面水平方向上设置有多条齿条，所述齿条的最高点与最低点的高度差为5-6mm，齿条的个数为6-10个，在多孔板两侧壳体底部分别设置污水出口。

作为优选，所述吸附过滤部件的过滤膜为层状结构，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含过滤网层；所述过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.8~1mm，厚度为0.5~0.8mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.68~0.96mm，厚度为0.6~0.9mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为52~63%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为66~68%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的另一侧还设置有静电驻极纤维网，所述静电驻极纤维网为通过聚丙烯改性的静电驻极纤维网；

所述吸附过滤部件的过滤膜外侧设置金属框架，用于固定所述过滤膜，所述金属框架为插片式，从而当不需要吸附过滤部件的过滤膜时，直接将所述金属框架插片拔起，从而使得处理的气体不通过所述过滤膜。

作为优选，所述静电驻极纤维网的厚度为180~320μm；所述蜂窝状光触媒滤网层为铝质蜂窝材料。

作为优选，所述粉尘入口内部设置有喷嘴，所述喷嘴朝向含有粉尘的气体喷射水雾。

作为优选，所述吸附过滤部件的过滤膜垂直于含有粉尘气体的流动方向设置。

作为优选，所述除尘装置还设置有气体出口。

作为优选，所述除尘装置的所述吸附过滤部件后侧还设置有抗静电滤筒，所述抗静电滤筒采用聚醚砜材料为基材，把导电碳黑浆用热吸附工艺以方格网阵形式印制到所述基材的两面，并使方格方向与加工方向呈45~49度角。

作为优选，所述除尘装置在粉尘入口外侧设置瓦斯在线检测报警装置。

作为优选，所述风机、吸附过滤部件、水汽除尘部件以及布袋除尘部件均设置自动控制装置，用于根据瓦斯在线检测报警装置或手动指令控制风机、吸附过滤部件、水汽除尘部件中的喷嘴以及布袋除尘部件的开启和关闭。

作为优选，所述次锥形喷水嘴与水汽除尘壳体下表面的平面呈45-60度的倾斜角度。

本发明的效果在于：

通过设置具有特定过滤膜的吸附过滤部件，从而极大的强化了除尘效果，将以往难以除去的微小尘粒进行了收集除去，既保障了煤矿安全又使得矿下整体环境得到改善。并且设置吸附过滤部件的过滤膜是可抽取性的，当尘粒较大较多（如钻杆工作时）时，开启水汽除尘部件，且设置喷嘴具有高水压，这时通过水汽除尘部件即可以大幅除去尘粒，而将过滤膜抽取出来，避免尘泥堵塞过滤膜；而当日常工作时，不开启水汽除尘部件或将喷嘴设置为低水压喷雾状态，从而保证工作环境的安全和无尘；

通过多孔板与复合锥形喷水嘴的配合对空气中的粉尘进行清洗，充分发挥了在狭小空间重点清洗优势，此外复合锥形喷水嘴的喷水方向与进风方向相对，增加水与空气的接触时间，清洗效果好、清洗效率高；

此外通过清洗和多次过滤可以有效去除煤粉尘颗粒物，减小煤粉尘引起的爆炸的可能性，提高煤矿安全系数；

设置抗静电滤筒，且使方格方向与加工方向呈45~49度角，保证了矿内除静电的需求，由于矿内很多危险均由静电导致的，从而通过将矿内气体通过抗静电滤筒，避免了产生静电的危险；特别的是将其设置为使方格方向与加工方向呈45~49度角，尤其是45度角，申请人惊奇的发现，其技术效果出奇的好。

附图说明

图1为实施例1的本发明煤矿安全用强化除尘装置示意图；

图2为吸附过滤部件的过滤膜的层状结构示意图；

图3为水汽除尘部件的结构示意图；

其中：1，粉尘入口；2，壳体；3，水汽除尘部件；4电极除尘部件；5，风机；6，吸附过滤部件；7，气体出口；8，粉尘入口处的喷嘴；11，吸附过滤部件的过滤膜；12，第一蜂窝状光触媒滤网层；13，第一固载纳米二氧化钛滤网层；14，第二蜂窝状光触媒滤网层；15，第二固载纳米二氧化钛滤网层； 21，水汽除尘壳体；22，水汽进风口；23，水汽出风口；24，水汽进风框；25，多孔板；26，复合锥形喷水嘴；27，水汽出风框；28，出风口过滤芯；29，风扇；30，通孔；31，主锥形喷水嘴；32，次锥形喷水嘴；33，供水联通管。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，为日常工作状态的本发明煤矿安全用强化除尘装置，所述除尘装置包括风机、壳体、吸附过滤部件、水汽除尘部件、布袋除尘部件以及粉尘入口；

从粉尘入口后依次排布水汽除尘部件、布袋除尘部件、风机和吸附过滤部件，所述壳体位于整个除尘装置外侧；

所述水汽除尘部件用于将从粉尘入口收集到除尘装置中的粉尘进行水汽初步除尘；所述电极除尘部件处于关闭状态；

所述风机用于将环境中的含尘气体吸入到除尘装置中，风机为罗茨风机；

所述吸附过滤部件将流过电极除尘器后的气体中残余的粒径较小的尘粒进行深度除尘。

所述吸附过滤部件的过滤膜为层状结构，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含过滤网层；所述过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.9mm，厚度为0.7mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.82mm，厚度为0.75mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为58%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为67%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的另一侧还设置有静电驻极纤维网，所述静电驻极纤维网为通过聚丙烯改性的静电驻极纤维网；所述静电驻极纤维网的厚度为280μm；所述蜂窝状光触媒滤网层为铝质蜂窝材料；所述吸附过滤部件的过滤膜外侧设置金属框架，用于固定所述过滤膜；

其后还设置抗静电滤筒，所述抗静电滤筒采用聚醚砜材料为基材，把导电碳黑浆用热吸附工艺以方格网阵形式印制到所述基材的两面，并使方格方向与加工方向呈48度角。

所述水汽除尘部件包括水汽除尘壳体，水汽进风口，水汽出风口，水汽进风框，多孔板，复合锥形喷水嘴，水汽出风口过滤芯和风扇，所述水汽进风口内设置有风扇，所述风扇内侧设有水汽进风框，所述多孔板设置在水汽进风框的另一侧，所述水汽进风框用于固定风扇和水汽进风口以及多孔板；所述多孔板开设有多个通孔，该通孔的厚度为90mm，设置复合锥形喷水嘴插入到多孔板开设的孔洞中，所述复合锥形喷水嘴包括一根尖端能够喷水的主锥形喷水嘴和多根沿主锥形喷水嘴的锥形斜面倾斜设置的尖端能够喷水的次锥形喷水嘴，主锥形喷水嘴中设置一根主喷水管道，每个次锥形喷水嘴设置一根次喷水管道，复合锥形喷水嘴的每根次喷水管道与其主喷水管道联通，多个复合锥形喷水嘴的主喷水管道连接供水联通管，所述供水联通管连接水源，水汽出风口处设置有水汽出风口过滤芯，该水汽出风口过滤芯成圆锥形设置，所述多孔板的通孔内表面水平方向上设置有多条齿条，所述齿条的最高点与最低点的高度差为5.5mm，齿条的个数为7个，在多孔板两侧壳体底部分别设置污水出口；还具有气体出口。所述除尘装置在粉尘入口外侧设置瓦斯在线检测报警装置。本实施例的所用动作为手动控制。

通过本实施例处理的日常工作状态下的粉尘，远远满足煤矿安全的粉尘要求，可以达到室外达标呼吸的粉尘，既保证了煤矿安全，又保证了煤矿的工作环境，对矿下工作的工人呼吸环境进行了改善；同时为了进一步保证煤矿安全，还设置了防止静电产生的装置，进一步的消除了煤矿安全隐患。

实施例2：

钻进状态的本发明煤矿安全用强化除尘装置，所述除尘装置包括风机、壳体、吸附过滤部件、水汽除尘部件、布袋除尘部件以及粉尘入口；

从粉尘入口后依次排布水汽除尘部件、布袋除尘部件、风机和吸附过滤部件，所述壳体位于整个除尘装置外侧；

所述水汽除尘部件用于将从粉尘入口收集到除尘装置中的粉尘进行水汽除步除尘；

所述风机用于将环境中的含尘气体吸入到除尘装置中，风机为加强版的强化风机；

所述水汽除尘部件开启，包括水汽除尘壳体，水汽进风口，水汽出风口，水汽进风框，多孔板，复合锥形喷水嘴，水汽出风口过滤芯和风扇，所述水汽进风口内设置有风扇，所述风扇内侧设有水汽进风框，所述多孔板设置在水汽进风框的另一侧，所述水汽进风框用于固定风扇和水汽进风口以及多孔板；所述多孔板开设有多个通孔，该通孔的厚度为80mm，设置复合锥形喷水嘴插入到多孔板开设的孔洞中，所述复合锥形喷水嘴包括一根尖端能够喷水的主锥形喷水嘴和多根沿主锥形喷水嘴的锥形斜面倾斜设置的尖端能够喷水的次锥形喷水嘴，主锥形喷水嘴中设置一根主喷水管道，每个次锥形喷水嘴设置一根次喷水管道，复合锥形喷水嘴的每根次喷水管道与其主喷水管道联通，多个复合锥形喷水嘴的主喷水管道连接供水联通管，所述供水联通管连接水源，水汽出风口处设置有水汽出风口过滤芯，该水汽出风口过滤芯成圆锥形设置，所述多孔板的通孔内表面水平方向上设置有多条齿条，所述齿条的最高点与最低点的高度差为6mm，齿条的个数为9个，在多孔板两侧壳体底部分别设置污水出口；

所述吸附过滤部件关闭（通过电动装置将金属框架向上提起），并且平置于外壳之外的容置处，防止尘粒覆盖；

其后还设置抗静电滤筒，所述抗静电滤筒采用聚醚砜材料为基材，把导电碳黑浆用热吸附工艺以方格网阵形式印制到所述基材的两面，并使方格方向与加工方向呈45度角。

所述除尘装置在粉尘入口外侧设置瓦斯在线检测报警装置。本实施例的所用动作为电动自动控制。

通过本实施例处理的钻进工作状态下的粉尘，远远满足煤矿安全的粉尘要求，消除了煤矿安全隐患，由于此时工作处于较大的动态工作状态，工人通过防尘面具的实施来保证呼吸气体的清洁。

实施例3：

如图2所示的所述吸附过滤部件的过滤膜为层状结构，分别由外层、里层和中间层构成，所述中间层包含过滤网层；所述过滤网层包含第一蜂窝状光触媒滤网层、位于所述蜂窝状光触媒滤网层一侧的第一固载纳米二氧化钛滤网层、位于所述第一固载纳米二氧化钛滤网层另一侧的第二蜂窝状光触媒滤网层以及位于所述第二蜂窝状光触媒滤网层另一侧的第二固载纳米二氧化钛滤网层，所述第一蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.98mm，厚度为0.88mm；第二蜂窝状光触媒滤网层的孔径为0.79mm，厚度为0.89mm；所述第一固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性炭的体积含量为62%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的基体中活性肽的体积含量为67.5%，活性炭基体表面镀覆超微细的纳米二氧化钛层，纳米二氧化钛层采用CVD方法进行镀覆；所述第二固载纳米二氧化钛滤网层的另一侧还设置有静电驻极纤维网，所述静电驻极纤维网为通过聚丙烯改性的静电驻极纤维网；所述吸附过滤部件的过滤膜外侧设置金属框架，用于固定所述过滤膜，所述金属框架为插片式，从而当不需要吸附过滤部件的过滤膜时，直接将所述金属框架插片拔起，从而使得处理的气体不通过所述过滤膜。所述静电驻极纤维网的厚度为305μm；所述蜂窝状光触媒滤网层为铝质蜂窝材料。

通过上述设置，可以尽量多的除去矿下的粉尘颗粒，可以使得矿下工作环境达到室外呼吸空气标准。

同时，本发明的矿用除尘装置除了可以用于煤矿保证其安全外，还适用于其他矿下工作环境。