露天矿潜孔钻机旋风-布袋二级除尘机理量化分析

潜孔钻机是露天矿使用率最高的钻机,其钻孔扬尘是露天矿主要尘源之一,也是粉尘治理的难点。为获得钻孔扬尘最佳控制方案,以平朔安家岭露天矿为例,采用现场实测和数值模拟相结合的手段,依据气固两相流理论,运用Eulerian模型和DPM模型,对潜孔钻机粉尘扩散规律和除尘效率进行研究。同时基于粒子追踪技术,通过对比旋风一级除尘方案,对旋风-脉冲滤袋二级除尘方案进行量化研究。通过对比分析发现,在等风量条件下,二级除尘系统全尘脱除效率要高于一级除尘系统47%,呼吸性粉尘的脱除效率要高于一级除尘系统56%,与现场实测数据相一致。结果表明,治理现场采取二级除尘系统后,全尘和呼吸性粉尘脱除率分别达到99.7%和94.7%,粉尘浓度值低于国家标准规定的上限值。     

破碎站粉尘逸散规律及降尘技术的数值模拟及其应用

针对露天矿破碎站粉尘污染严重、治理技术中存在的缺陷,提出了超声波雾化喷雾降尘技术。以平朔安家岭煤矿为例,根据破碎站区域粉尘污染情况,应用数学模型对破碎站粉尘逸散规律进行解算,将模拟结果与现场实测数据对比,确定对卸载坑采用150~300μm雾滴粒径和对破碎机各产尘点采用1~10μm雾滴粒径的机体梁上外喷雾方式,通过对采取治理方案后破碎站粉尘浓度逸散的数值模拟和现场实际应用后的测试数据,显示全尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到94%和82%。结果表明,超声波喷雾降尘技术能有效降低破碎站粉尘浓度,保障了作业人员工作环境和安全。     

静电除尘器内细微尘涡流现象的数值模拟

基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台模拟了粉尘粒径、烟气流速、电晕极电压和烟气含尘浓度对静电除尘器内细微尘涡流现象的影响。研究表明:随着粉尘粒径和烟气流速的增大,颗粒在静电除尘器内的合速度增大,粒子突破空气阻力维持原方向运动的能力增强,涡流的强度降低;随着电晕极电压和在一定范围内烟气含尘浓度的增加,高速流体区域与低速流体区域的速度差增大,涡流的强度会随之增加;继续增大烟气含尘浓度,导致静电除尘器内出现电晕封闭现象,"电风"逐步减弱,电场力大幅减小,粒子跟随烟气流出静电除尘器,涡流被大幅削弱或消失。根据以上规律,以相对均方根值为指标设计L~9(3~4)正交模拟,得出各因素对涡流影响程度由高到低分别为烟气流速、电晕极电压、含尘浓度、粉尘粒径。     

新型湿式除尘器在烧结厂粉尘抑制中的实践

在对烧结厂转载点附近沉积粉尘进行分析的基础上,提出了以单个转载点为处理单元,新型湿式除尘器就近处理、分类排放的治理方案。运行显示:0～9.98μm的呼吸性粉尘的除尘效率约为92.3%,而9.98～55.36μm的较大粒径粉尘的除尘效率高达96.8%～98.9%,而大于55.36μm的大粒径粉尘的除尘效率接近100%;每个转载点除尘能耗约为3.5kW,能耗不足改造前的10%;除尘水和尘淤达到完全回用,入风口粉尘结块现象得到很好解决。     

基于Fluent多喷嘴喷雾干涉数值模拟分析

对于发尘强度大的尘源,需要布置多个喷嘴进行联合抑制,多个喷嘴联合布置会伴有干涉现象。干涉区域雾滴之间的相互碰撞和再次破碎在微雾除尘过程中起着重要作用。同时,喷嘴数量和位置也显著影响整体雾化效果。为了进一步了解雾滴在运动过程中发生的一系列动力学事件,基于碰撞模型、破碎模型以及蒸发模型,采用UDF方法对雾化场进行了数值模拟,模拟结果表明,增加喷嘴数目可以适当提高雾滴粒径分布的均匀性,进而提高除尘效率;随着雾化压力提高,雾滴初始动能增加,对小于5μm的呼吸性粉尘有很好的除尘效果。     

公路隧道空气颗粒物净化实验研究

研制了窄极距双区电除尘公路隧道空气颗粒物净化系统,研究了粉尘浓度、粉尘粒度、工作电压及电场风速等主要因素对其净化性能的影响。结果表明,该技术方案可行,颗粒物净化效率随粉尘浓度及电场风速增大而降低,随工作电压及粉尘粒径增高而提高。     

多孔介质过滤细颗粒

以活性炭为过滤介质,利用其多孔结构脱除细颗粒,实现低压降除尘工艺。研究活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观过滤风速等条件对多孔介质过滤细颗粒效果的影响,并通过表面光滑的不锈钢珠进行实验作对比,分析多孔介质过滤细颗粒的机理。结果表明:活性炭颗粒对细颗粒的过滤效率明显高于表面光滑的不锈钢珠。过滤效率随活性炭颗粒粒径和表观过滤风速的减小而增加,当粒径从1.5 mm降至0.45 mm时,平均过滤率从53.17%升至80.34%,当表观风速从26.54 cm·s~(-1)降到1.66 cm·s~(-1)时,平均过滤率从41.89%升至75.24%。过滤效率随滤层厚度的增加明显增加,当层厚从60 mm增加到140 mm时,过滤效率从47.62%增大到70.78%。不同实验条件下,过滤压降都没有随时间有明显变化,细颗粒没有在活性炭颗粒表层形成粉尘层。活性炭颗粒床主要是依靠细颗粒扩散、惯性碰撞和拦截效应沉积在活性炭多孔结构内,从而脱除细颗粒。     

微细水雾除尘技术的实验研究

分析了煤矿并下呼吸性粉尘防治技术现状，并对水的超声雾化技术进行了实验研究，应用回归分析建立了超声雾化性能的数学模型。在分析微细水雾捕尘机理及捕尘水雾凝并沉降技术的基础上，设计了一集微细水雾捕尘-凝聚、凝并降尘-惯性沉降分离为一体的含尘气流净化系统，并对该系统的除尘效率进行了实验研究，建立了相应的数学模型。     

烟气和粉尘性质对除尘效率影响的仿真研究

应用欧拉-拉格朗日多相流模型对影响电除尘器内部气流分布的烟气含尘浓度、烟气湿度、粉尘粒径及真密度等因素进行了数值仿真。分析了烟气和粉尘性质对除尘效率的影响。由于在仿真过程中考虑了烟气特性和粉尘性质等因素,不仅可获得各因素对气流分布均匀性的影响,而且仿真结果更能反映电除尘器气流分布的实际情况。提出的烟气和粉尘性质仿真方法可以为电除尘器除尘效率分析提供新的途径。     

基于FLUENT软件的综掘工作面粉尘运移规律研究

以某矿综掘工作面为研究背景,在现有实际条件下,采用长压短抽通风系统方式进行降尘。运用FLUENT软件对综掘巷道进行数值模拟,对研究区域粉尘运移规律进行分析。结果表明,粉尘浓度沿程先快速下降,在工作面5 m处出现峰值,10~40m处略有波动,40 m后趋于稳定。同时,用新设计的采尘工具对现场粉尘浓度进行实测,使得实测数据更准确,模拟和实测比拟结果基本一致,验证模型稳定性,得出了研究区域长压短抽通风系统作用下的粉尘运移规律,为综掘工作面粉尘的防治技术研究提供科学依据。