多元离子除尘剂复配方法与细雾化颗粒喷洒装置的应用研究

论文摘要

我国煤矿安全形势依然严峻、煤尘爆炸事故时有发生、矿工尘肺病发病率逐年上升,选择多元离子细雾化颗粒除尘技术开展研究。针对潞安矿区煤层原始含水率低,煤尘亲水能力较差,喷雾洒水除尘率低,抽采后煤层干燥,掘进破碎产尘大的现状。通过现场提取煤样,测试分析了常村煤矿掘进过程的产尘特性及尘粒分布规律,常村煤矿掘进巷破碎生成的煤尘直径小于50μm的占总粉尘的92.5%,粒度直径大于50μm的粉尘相当少,而呼吸性粉尘占总粉尘26%。提出了多种表面活性剂同性离子组合复配,异性离子交叉复配方法,在复配湿润剂溶液中加入中性无机盐,增强溶液的电离特性;加入固化补强剂延长雾化颗粒的悬浮寿命,提高捕捉粉尘的概率;加入黏附剂,提高小粒径粉尘及呼吸性粉尘的捕捉效率;加入离子液体作为助剂,提高复配多元离子溶液的捕尘特性。对复配的9中多元离子除尘剂进行表面张力和接触角测试,获取了性价比较高的两种复配除尘剂。研发了多元离子细水雾化颗粒产生系统,研究了气压、水压、流量、喷头开口当量直径与形状,建立理想P-V-Ds调节模型。现场试验确定P-V-Ds调节方法,在合理用气与用水量的条件下产生70-100μm粒径的细雾化颗粒占80%以上。提出了二次雾化方法,研发了二次雾化喷头包括喷头管和引射罩,引射罩安装在喷头管的前端,喷头管内部设置有雾化管,雾化管分为扩孔雾化段、中孔增压段、缩孔调压段、除尘剂混合段。将多元离子除尘剂与矿用细雾化颗粒喷洒装置在常村矿+520西翼回风巷联络巷综掘工作面开展了工程试验。验证了多元离子复配能够提高湿润剂的除尘效果,圆形喷芯喷头的除尘效果优于椭圆形喷头;优化后的离子化细雾颗粒除尘系统,全尘的除尘效率达到85%,呼吸性粉尘的除尘效率达到80%。大幅提高了除尘效率,高效净化了井下工人的作业环境,取得了良好的综合除尘效果。

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致谢

摘要

abstract

变量注释表

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容与目标

1.4 本文研究的技术路线

2 常村煤矿粉尘的理化特性与产尘机理研究

2.1 煤尘类型划分

2.2 常村煤矿煤样的粒径分析

2.3 常村煤矿煤样的孔隙率测定

2.4 常村煤矿煤样的坚固性系数测定

2.5 常村煤矿的煤样的湿润性测定与特性分析

2.6 煤的产尘机理及特性分析

2.7 本章小结

3 多元离子细雾化除尘剂复配效果的实验研究

3.1 多元离子细雾化除尘剂的复配方法

3.2 多元离子细雾化除尘剂的表面张力分析

3.3 多元离子细雾化除尘剂接触角对比分析

3.4 复配多元离子除尘剂的沉降效果研究

3.5 本章小结

4 复配多元离子细雾化颗粒除尘系统及其组合功能分析

4.1 细雾化颗粒除尘系统装置设计研究

4.2 二次雾化喷嘴的功能分析

4.3 矿用多元离子细雾化颗粒除尘装置的组合功能研究

4.4 本章小结

5 复配离子化细雾颗粒除尘系统的应用及效果检验

5.1 常村煤矿现场概况

5.2 复配离子化细雾颗粒除尘系统应用

5.3 复配离子化细雾颗粒除尘系统应用效果分析

5.4 经济与社会效益分析

5.5 本章小结

6 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 江雨涵

导师: 王凯

关键词: 粉尘,多元离子,除尘剂,复配方法,二次雾化,雾化颗粒

来源: 中国矿业大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 中国矿业大学

分类号: TD714.4

总页数: 82

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多元离子除尘剂复配方法与细雾化颗粒喷洒装置的应用研究

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