《综合防尘技术》PPT课件.ppt

1,第五章 通风净化及除尘降尘技术,主讲教师：王洪粱黑龙江科技学院2012.4,2,5 综合防尘技术,预防煤尘爆炸的技术措施主要包括：减、降尘措施；防止煤尘引燃措施及限制煤尘爆炸范围扩大等三个方面。目的是将空气中含尘浓度控制在国家规定的卫生标准以内。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,3,粉尘的主要来源：,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,4,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5,通风排尘：指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度。主要影响因素：风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。一、粉尘在静止空气中的沉降运动 粉尘重力：粉尘浮力：粉尘阻力：,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,6,式中：p、g-分别为尘粒和空气的密度；v-尘粒的相对速度；dp-尘粒的直径；Cp-阻力系数。,随着v 的不断增大，尘粒的运动阻力不断增大，当 时，尘粒做等速运动，此时的速度称为尘粒的沉降速度。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,7,将G、Ff、Fg代入上式，并令a=0，则有：根据经验：代入上式得：得：从上式可以看出，相同密度的尘粒在空气中的沉降速度总是和尘粒的直径的平方成正比，,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,8,所以较大的尘粒能较快地沉降，而对人体危害较大的尘粒，则能长时间的悬浮于空气中。流动空气除平均风速外，还存在脉动风速，脉动风速一方面促使尘粒扩散下沉，另一方面，阻止尘粒重力沉降。所以风流中尘粒的沉降比静止空气中复杂。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,9,二、通风除尘的风速和风量 1、风速 决定通风除尘效果的主要因素。过低：粗粒矿尘与空气分离下沉，不能被排出；过高：将落尘扬起，增大空气中的矿尘浓度。最优排尘风速：能最大程度地排除矿尘而又不使落尘扬起的风速。一般地：掘进面：0.4 0.7 m/s机采面：1.5 2.5 m/s,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,10,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,11,2、排尘风量的确定（1）按排尘风速计算 式中：Q-排尘所需风量；S-通风空间的断面积；V-排尘风速，按规程中最低允许风速计算。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,12,（1）局部通风系统 局部通风是利用局部风流，使局部工作地点不受有害物的污染，造成良好的空气环境，分为局部排风和局部送风两大类。局部排风 局部排风就是在有害物产出地点直接把他们捕集起来，经过净化处理，排至室外。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,13,对于面积很大，操作人员较少的生产车间，用全面通风的方式改善整个车间的空气环境，既困难又不经济。某些高温车间，没有必要对整个车间进行降温，只需向个别的局部工作地点送风，在局部地点造成良好的空气环境，这种通风方法称为局部送风。局部送风系统有系统式和分散式两种。,5.1 通风排尘,局部送风,14,局部排风罩的形式及设计原则 局部排风罩的几种形式：密闭罩柜式排风罩外部吸气罩(上吸式、侧吸式、下吸式及槽边排风罩等)接受式排风罩吹吸式排风罩,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,15,5.1 通风排尘,16,5.1 通风排尘,17,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,18,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,19,20,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,21,局部排风罩口气流运动方式有两种：一种是吸气口气流的吸人流动，一种是吹气口气流的吹出流动。1、吸入口气流运动规律 位于自由空间的“点汇”吸气口的吸气规律为：可见，“点汇”外某一点的流速与该点至吸气口距离的平方成正比，因此，设计排风罩时，罩口应尽量靠近污染源，以提高捕集效率。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,22,若在吸气口的四周加上挡板，吸气范围减少一半，其等速面为半球面，则吸气口的排风量为 可以看出，在同样距离上造成同样的吸气速度时，吸气口不设挡板的吸气量比加设挡板时大1倍。因此，在设计外部吸气罩时，应尽量减少吸气范围，以便增强控制效果。,5.1 通风排尘,23,根据试验结果，吸气口气流速度分布具有以下特点：1)吸气口附近的等速面近似与吸气口平行，随离吸气口距离的增大，逐渐变成椭圆面，而在1倍吸气口直径d处已接近为球面。因此，当xdl时可近似当作点汇。当xd=l时，该点气流速度已大约降至吸气口流速的7.5。2)对于结构一定的吸气口，不论吸气口风速大小如何，其等速面形状大致相同。而吸气口结构形式不同，其气流衰减规律则不同。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,24,2吹出气流运动规律 空气从孔口吹出，在空间形成一股气流称为吹出气流或射流。根据空间界壁对射流的约束条件，射流可分为自由射流(吹向无限空间)和受限射流(吹向有限空间)；按射流内部温度的变化情况可分为等温射流和非等温射流；在设计热设备上方集气吸尘罩和吹吸式集气吸尘罩时，均要应用空气射流的基本理论。,圆锥的顶点称为极点，圆锥的半顶角口称为射流的扩散角。射流内的轴线速度保持不变并等于吹出速度的一段，称为射流核心段(由吹气口至核心被冲散的这一段称为射流起始段。射流核心消失的断面BOE称为过渡断面。过渡断面以后称为射流基本段。,5.1 通风排尘,25,等温自由射流一般具有以下特征：由于湍流动量交换射流边缘有卷吸周围空气的作用，所以射流速度逐渐下降，射流断面不断扩大，其扩散角a约为1520。与吸气口气流运动规律比较，吹出气流的能量密集度高，速度衰减慢。射流各断面动量相等。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,26,排风罩排风量计算方法 目前最常用的排风罩风量计算方法之一，即风速控制法。当排风罩抽吸时，为保证有害物全部吸入罩内，必须在距离吸气口最远的有害物散发点(控制点)上造成适当的空气流动。控制点的空气运动速度称为控制风速(也称吸捕风速)，也就是指正好克服该尘源散发粉尘的扩散力再加上适当的安全系数的风速。只有当排风罩在该尘源点造成的风速大于控制风速时，才能使粉尘吸入罩内。,5.1 通风排尘,27,28,5.1 通风排尘,29,（2）按稀释粉尘浓度计算 式中：G-产尘强度；Ci-规程允许矿尘浓度；V-进风流中矿尘浓度。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,30,（2）全面通风由于生产条件的限制、有害物源不固定等原因，不能采用局部排风系统，或者采用局部通风系统后，室内的有害物浓度仍超过卫生标准，这种情况下可以采用全面通风。全面通风也成稀释通风，它一方面用清洁空气稀释室内空气中有害物浓度，同时不断把污染空气排至室外，是室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。全面通风所需的风量大大超过局部排风系统，相应的设备也较庞大。,5.1 通风排尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,31,密闭罩 1、工作原理 密闭罩的把有害物源全部密闭起来，割断生产过程中造成的一次尘化气流和室内二次气流的联系，再利用抽风在罩内造成一定的负压，保证在一些操作孔、观察孔或缝隙处从外向里进风，防止粉尘等有害物向外逸出。,5.1 通风排尘,32,2、密闭罩的基本形式 1）局部密闭罩 2）整体密闭罩 3）大容积密闭罩,33,5.1 通风排尘,34,外部吸气罩1、外部吸气罩排风的计算 1）侧吸罩排风量 吸气罩口平均风速V2与罩外某点处控制风速的Vx数学表达式为：,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.1 通风排尘,35,外部吸气罩排风的计算,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,36,机械力除尘装置是相对电除尘器而言。除重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器外，还包括湿式除尘器和袋式除尘器等，其除尘机理可概括为五个方面：1重力沉降：气流中的尘粒依靠重力自然沉降，从气流中分离出来。主要适用于粒径较大的尘粒，沉降速度V较小。2离心碰撞：含尘气流作圆周运动时，在惯性离心力作用下，尘粒和气流产生相对运动，使尘粒从气流中分离。主要适用于10m以上的尘粒。,5.2 重力和惯性除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,37,3惯性碰撞：含尘气流运动过程中遇到障碍物（如挡板、水滴等）时，气流会改变方向而绕流，细小的尘粒会随气流一起流动，而较大的尘粒惯性较大，则脱离流线保持自身的惯性运动，于是尘粒就和物体发生了碰撞。4滞留：细小的尘粒随气流绕流时，如流线和物体表面靠得很近，有些尘粒就和物体表面接触，从气流中分离出来。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,38,5扩散：小于1m的微小粒子在气流中会和气体一样作不规则的布朗运动，布朗运动随粒径减小而增大。若作布朗运动的尘粒和物体表面接触，就可能从气流中分离，这种分离机理称为扩散。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,39,一、重力沉降室 重力沉降室是通过重力从气流中分离尘粒的。沉降室可能是所有空气污染控制装置中最简单和最粗糙的装置。就其本身的特点而论，有广泛的用途。能用于分离颗粒分布中的大颗粒，它的主要是作为一种初筛选装置。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,40,1、除尘原理：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理。含尘气流进入沉降室后，引流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,41,2、沉降室的性能：沉降式的实际性能几乎不进行实验测量或测试，在最好的情况下，这种装置也只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒。沉降室的除尘效率约为4070%，仅用于分离dp50m的尘粒。穿过沉降室的颗粒物必须用其它的装置继续捕集。优点：结构简单、投资少、易维护管理、压损小（50130Pa）。缺点：占地面积大、除尘效率低,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,42,3、沉降室的结构：重力除尘一般是让气流慢慢地通过结构简单而体积较大的除尘室，这样可为颗粒提供落入底部灰斗的机会。颗粒需要降落的距离可通过在除尘室中放置一些水平隔板而缩短。类型：重力沉降室可放置导流板，以改变气流的方向，以产生惯性作用，也可利用鱼鳞板、百叶窗以产生惯性作用。有单层沉降室，有多层沉降式（平行的放置一些隔板）。折流板式沉降室（垂直的折流板安装在沉降室的顶部，惯性作用力会增强颗粒的重力作用。当气流被绕过折流板底部的时候，由于气流路径上这段弯曲部分的惯性作用，颗粒被分离下来。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,43,二、惯性沉降惯性沉降原理：作直线运动的含尘气流，当遇到障碍物（挡板、水滴、纤维、各种金属丝网等）时，气流的运动方向将发生急剧改变，由于尘粒的质量较大，仍保持向前运动的趋势，乃有部分粉尘撞击到障碍物上 而被沉降分离。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,44,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,45,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,46,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.2 重力和惯性除尘,47,三、旋风除尘器 旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于10m的尘粒。1工作原理 1)除尘器内气流与尘粒的运动 气流从宏观上看可归结为三个运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,48,普通旋风器由筒体、锥体、排出管等部分组成。含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后，沿器壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流），外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡（内涡流）。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，含尘气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力推动下移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力 共同作用下沿壁面落入灰斗。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,49,气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。旋风分离器内气流运动是很复杂的，除切向和轴向运动外，还有径向运动。在这里，上涡旋不利于除尘。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,50,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,51,2、旋风除尘器分离性能 旋风除尘器的除尘效率与颗粒的直径有关，直径愈大，效率愈高。当dp达到某一值时，其除尘效率可达100%，此时的颗粒直径为全分离直径dc100（临界直径）。分离直径越小，除尘其性能越好。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,52,3、影响旋风器性能的因素,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,53,3、影响旋风器性能的因素（1）工作条件 1）进口速度Vr,Vr增大，则切向速度Vt增大，分离粒径dcp减小，效率增大。但不能过大，过大会影响气流运动的方向（剧烈、方向混乱），破坏了正常的涡流运动，另外阻力会加大，故常选用Vr=12-25m/s。2）气体物理性质：增大对除尘不利，dcp增大，效率减小。温度增大，则增大，温度高或增大都会使效率减小。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,54,3）粉尘：离心力跟粒径的三次方成正比。综合来说，dp增大则效率增大，浓度增大则效率增大。（2）尺寸影响 一般而言，出口管直径减小，减少了内涡旋，则效率增大。但排出管直径dp减小阻力会增大，故不能太小。筒体长度增大，则效率增大，但过大阻力会增大，所以，筒体长度不大于5倍筒体直径。另外，希望锥体长度大一点，这样会使切向速度大和距器壁短。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,55,（3）分离器的气密性漏风：0%、5%、15%：90%、50%、0要求保证旋风器的气密性。旋风器一般:用于粒子较大（10m）的场合；除尘效率不太高；浓度较高时作为初级处理；可串联使用。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,56,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,旋风除尘器的其它结构形式,57,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,58,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,59,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,60,旋风式除尘器,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,61,CLK扩散式旋风除尘器,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,62,旋风除尘器,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,63,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,64,旋风除尘器,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,65,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,66,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.3 旋风除尘,67,一、概述 是煤矿井下应用最普遍的一种方法。即利用水or其它液体，使之与尘粒相接触而分离捕集粉尘的方法。两种主要方式：（1）用水 or 其它液体湿润、冲洗原生和落尘。（2）用水or 其它液体捕集悬浮于空气中的粉尘。,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,5.4 湿式除尘,68,二、水除尘的作用及特点 1、作用（1）水能湿润矿尘；（2）水能增加尘粒的重量，并能将微细尘粒聚结为较大的颗粒，使浮尘加速沉降；（3）使落尘不易扬起。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,69,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,70,2、特点 优点：（1）所需设备简单；（2）使用方便；（3）费用较低和除尘效果。缺点：（1）增加了工作场所的湿度，（2）恶化了工作环境，能影响煤矿产品的质量。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,71,三、湿式除尘方式 1、湿式凿岩、钻眼 实质：指在凿岩和打钻过程中，将压力水通过凿岩机、钻杆送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的矿尘。湿式凿岩、钻眼能有效降低掘进工作面的产尘量。除尘率可达90%左右。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,72,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,73,风钻湿式凿岩。将压力水经过风钻和钻杆中心孔送到炮眼底部，把岩粉从炮眼中湿润并冲洗出来达到防尘的目的。湿式凿岩可使粉尘1000mg/m3以上降到10mg/m3左右。按供水方式分，有侧式供水和中心供水两种。中心供水是在风钻的中心安装有水针，水针前端插入钎尾的中心孔，后段通过弯头与供水管相连。凿岩时，水通过水针和钎尾中心孔进入炮眼。水压应低于风压，防止机膛进水。侧式供水是从风钻机头侧面直接向钎尾供水。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,74,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,75,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,76,2、洒水 洒水降尘是用水湿润沉积于煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等处的矿尘。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,77,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,78,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,79,3、喷雾洒水-将压力水通过喷雾器在旋转或冲击作用下，使水流雾化成细散水粒喷射于空气中。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,80,（1）雾体结构：喷出雾体的几何形状。La-有效射程，雾体作直线运动，水滴稠密，有较大的动能，能吸引雾体周围的含尘空气进入雾体，此范围内捕尘效果最好。Lb-最大射程。流动轨迹呈抛物线，喷雾器的最大作用范围。因动能减少和重力作用，水粒下降，密度降低，捕尘效果减弱。-扩张角。其值愈大，雾体的截面积愈大，水粒的密集程度则愈小。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,81,（2）捕尘作用（a）在雾体作用范围内，高速流动的水嘀与浮尘碰撞后尘粒被温润，在重力作用下下沉；（b）高速流动的雾体将其周围的含尘空气卷吸到雾体内温润下沉；（c）将落尘尘粒温润粘结，使之不易飞扬；（d）增加煤尘的水份，降低它的爆炸性；（e）阻止爆炸火焰传播。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,82,(3)喷雾器的种类 煤矿常用的喷雾器依据其喷射动力分为：（a）水力喷雾器 中空的园柱体或园锥体，顶端开直径35mm的出水孔，水流在压力作用下高速喷出。特点：构造简单，水流饱满，水粒较大，射程短。能在有限的空间内湿润煤尘，出水孔不易堵塞。应用：机械切割机构上。备注：为了提高喷雾洒水的效果，常在该类喷雾器的外壳内装有促使水流旋转、冲击的机构，以提高喷出雾体分散度，扩张角增大，射程式增大，耗水量减少。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,83,（b）风水喷雾器 以压气为动力，将压力水二次分散为雾状细粒喷出。特点：射程远（10 20m），分散度高，40150m的雾粒可达90%)，喷射速度快，对高分散度矿尘除尘率高。（4）适用条件：广泛用于采掘切割、爆破、装载、运输等生产过程。（5）喷雾器的使用:安装在尘源附近，可以单个or几个联用，雾体的流动方向迎向向风流。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,84,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,85,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,86,水幕：在巷道周壁间隔地安装一定数量（3 5个）喷雾器，使整个巷道断面上都布满雾体，含尘空气经过此断面时，被除尘净化。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,87,安设位置为：矿井总入风流净化水幕：距井口20100m巷道内；采区入风流净化水幕：风流分叉口支流里侧2050m巷道内；采煤回风流净化水幕：距工作面回风口1020m回风巷内；掘进回风流净化水幕：距工作面3050m巷道内；巷道中产尘源净化水幕：尘源下风侧510m巷道内。水幕是净化入风流和降低污风流矿尘浓度的有效方法。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,88,KCS系列矿用过滤湿式旋流除尘器(原KC系列),5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,89,特点：它具有耗水量小、除尘效率高、脱水效率高、结构紧凑等特点。该除尘器采用斜流(或轴流)风机为动力，利用离心旋流原理脱水，既显著提高脱水效率，避免工作环境湿度增加，又进一步提高了除尘效率。主要应用于机掘工作面和锚喷工作面的粉尘治理。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,90,CSY-180液动湿式除尘器,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,91,产品说明：专为掘进机除尘配套研制开发的，以掘进机液压系统高压油为动力的掘进机机载除尘净化装置。由进风集流器、喷雾器、液动风机、旋风导流器及除尘脱水装置等组成。安全性能好：用马达代替电动机作为动力，含尘和瓦斯气流不经过电动机；风机叶轮采用抗静电、阻燃、高强度塑料叶轮，运行中不会产生摩擦火花。通过调节供给液压马达的油量，可实现对风机的无级调速，获得不同的处理风量，以适应不同时期的作业需求。具有体积小、重量轻、除尘效率高、维护简单等特点。,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,92,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,93,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,94,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,95,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,96,5.4 湿式除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,97,在我国应用的物理化学除尘有两种：湿润剂除尘和泡沫除尘。一、为什么应用湿润剂除尘？为了改善对粉尘的湿润效果。在水喷雾降尘过程中，雾滴捕尘经历了与粉尘惯性碰撞和拦截、接触或扩散湿润、凝聚和重力沉降分离等四个过程，其中使粉尘沉降是主要目的。而湿润作用是沉降的前提。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,98,粉尘和水的作用：粉尘具有一定的疏水性，水的表面张力较大，因而不易被水湿润。水湿润粉尘时有一个平衡接触角，其大致在7582之间（对煤粉）。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,99,实验证实，只要在水中添加0.1%的除尘剂，可使水的表面张力从71dyn/cm2降到3040dyn/cm2。二、湿润剂的除尘机理 湿润剂是一种高效的表面活性剂，是由亲水基和疏水基两种不同性质基团组成的化合物，湿润剂溶于水中时，其分子完全被水分子包围，亲水基一端被水分子吸引，疏水基一端被水分子排斥，亲水基一端被水分子引入水中，,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,100,疏水基一端则被排斥伸向空气中，于是湿润剂物质的分子会在水溶液表面形成紧密的定向排列层，即界面吸附层，由于存在界面吸附层，使水的表层分子与空气的接触状态发生变化，接触面积大大缩小，导致水的表面张力降低，同时朝向空气的疏水基与粉尘粒子之间有吸附作用，而把尘粒带入水中，得到充分湿润。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,101,因为改善了粉尘的表面湿润性能，提高了降尘能力。粉尘的特征是粒径越细沉降速度越慢，被人吸入的可能性越大，危害性也越大。想达到好的捕获粉尘的效果，应使雾滴的直径也相应的减小，经实验 证实，降尘剂在喷嘴压力一定时的成 雾过程，如图。界面吸附形成的低表面张力能够减小雾滴粒径，增加雾滴滴数，提高碰撞捕集几率，亦有助于提高降尘能力。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,102,降尘剂还有助于粉尘穿过小的雾滴表面，防止水表面形成尘埃的薄膜，使较少量的水能发挥更大的作用。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,103,干燥的细尘因表面电荷的斥力而难以发生碰撞凝聚。降尘剂可有效地改变尘粒表面的电位，提高尘粒的表面活性，使微尘与尘埃碰撞后凝成较大直径的尘粒，从而在水的充分润湿下能加速沉降。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,104,三、湿润剂满足的条件(1)大幅度降低水的表面张力，对粉尘具有较强的湿润性能。(2)无毒、无特殊气味、不燃烧、不污染环境。(3)生物降解率高。(4)价格便宜，成本低。(5)pH约等于7。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,105,四、湿润剂浓度与降尘效果的关系 湿润剂的添加量多少与降尘效果关系很大。目前我国多数湿润剂加入水中的最佳浓度在0.05%0.5%之间，具体使用要根据湿润剂性质不同酌量。应该指出，对于不同型号湿润剂，最佳浓度与降尘率的关系是不一样的，它要受湿润剂性质、试验时的温度、粉尘与水的性质等因素影响。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,106,五、湿润剂的添加方法 湿润剂在实际使用中，不但要通过试验选择最佳浓度，而且还要解决添加方法。一般有两种添加法(1)单箱调配法。(2)连续添加法。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,107,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,108,六、国产降尘剂的牌号及使用效果 近几年国内研制和开发了多种降尘剂，并经现场试用取得了明显的效果。1、DA-85型降尘剂 淮南矿务局合成材料厂研制开发的产品。曾在平顶山一矿、晋城矿务局古书院矿的综掘工作面，淮南矿务局谢一矿的锚喷作业和晋城矿务局古书院矿的综采工作面使用过。其效果列于下表。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,109,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,110,2、FC-1型降尘剂 FC-1型降尘剂是晋城矿务局与上海有机化学研究所在引进日本KLN-10型降尘剂的基础上，经过分析，研制的国产降尘剂。经上海劳动防护研究所鉴定属于无毒、无腐蚀的中性黄褐色液体，可与水以任意比例混合。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,111,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,112,3、DS-1高效化学降尘剂 新汶矿务局和煤科总院建井研究所合作研制成功的。该降尘剂与水的比例达1:700时就其作用，实际使用时添加量为0.1%。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,113,4、J-85型高效化学降尘剂 由北京煤炭设计院和河南巩县降尘剂厂研制和生产的一种化学降尘剂。曾在乌达等4个矿务局进行试用，实测的降尘效果在79.793%之间。,5.5 物理化学除尘,5综合防尘技术5.1通风排尘5.2重力和惯性除尘5.3旋风除尘5.4湿式除尘5.5物理化学除尘5.6个体防护,114,泡沫除尘：一、泡沫除尘的原理 利用表面活性剂的特点，使其与水一起通过泡沫发生器，产生大量的高倍数的空气机械泡沫，利用无孔隙的泡沫体覆盖和遮断尘源。除尘原理包括：拦截、粘附、湿润、沉降等，几乎可以捕集所有与之相遇的粉尘，尤其对微细粉尘具有更强的聚集能力。泡沫的产生分