氣壓對(duì)空氣霧化噴霧特性及降塵效率的影響

1、    氣壓對(duì)空氣霧化噴霧特性及降塵效率的影響    錢杰摘要：近年來(lái)粉塵爆炸事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)從業(yè)人員以及生產(chǎn)構(gòu)成了極大威脅，然而當(dāng)前的壓力噴嘴降塵技術(shù)存在著霧化效果不理想，耗水量大等問(wèn)題，本文研究了新型的空氣霧化噴霧降塵技術(shù)?？諝忪F化噴霧以壓力水和壓縮空氣為雙動(dòng)力，屬于介質(zhì)霧化式噴霧技術(shù)，它是為了改進(jìn)霧化技術(shù)開展的。文章采用實(shí)驗(yàn)方法，探究供氣壓力對(duì)空氣霧化噴霧霧化特性以及其降塵效率的影響，結(jié)果表明：1）隨著噴霧供氣壓力的增加，空氣霧化噴霧霧化粒徑不斷減小且噴霧霧化流量也減小。2）隨著噴霧供氣壓力增加，噴霧的全塵和呼吸性粉塵降塵效率增加，但一定氣壓后除塵

2、效率開始下降。關(guān)鍵詞：空氣霧化；實(shí)驗(yàn)；供氣壓力；霧化特性；降塵效果1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方案空氣霧化噴霧特性實(shí)驗(yàn)在模擬巷道除塵裝置性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由巷道模擬系統(tǒng)、噴霧特性分析系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)組成。該實(shí)驗(yàn)的特性參數(shù)包括霧化粒徑以及霧化流量。其中，巷道模型由混合段、整流段、測(cè)量段、噴霧段、除塵風(fēng)機(jī)段及出流段組成，為便于實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，噴霧粒徑測(cè)量巷道模型噴霧段采用板厚為1cm的透明有機(jī)玻璃制作；特性分析系統(tǒng)由馬爾文粒徑分析儀、激光發(fā)射器、接收器組成；供水系統(tǒng)部分由市政管道、儲(chǔ)水箱、高壓水泵、智能電磁流量計(jì)、數(shù)字式壓力表等裝置組成；供氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、減壓閥、壓力表、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)裝置組成。此

3、外，巷道模擬系統(tǒng)還配備有風(fēng)速儀，可測(cè)量靜壓/壓差、風(fēng)速、溫度等參數(shù)。另一實(shí)驗(yàn)是空氣霧化噴霧降塵實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)增加了粉塵測(cè)試系統(tǒng)。于巷道模擬系統(tǒng)混合段前設(shè)置了發(fā)塵器；在噴霧段前后分別布設(shè)采樣器和粉塵濃度測(cè)定儀，測(cè)定噴霧段前后模擬巷道中粉塵濃度變化及其粒徑分布情況。首先，用粉塵通過(guò)sag-410干粉氣溶膠擴(kuò)散器輸送煤粉，在巷道內(nèi)經(jīng)過(guò)整流段和測(cè)量段到達(dá)噴霧除塵段。在除塵段，高壓空氣與高壓水同時(shí)作用形成噴霧場(chǎng)。在噴霧段兩側(cè)的噴霧粒度分析儀發(fā)射器和接收器測(cè)量分析噴霧場(chǎng)粒徑情況。經(jīng)過(guò)除塵段后，由安設(shè)在噴霧前后測(cè)量段內(nèi)的ccf-7000直讀式粉塵濃度測(cè)定儀和ccz-20型粉塵采樣器實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧前后含塵氣流粉

4、塵濃度的測(cè)定及采樣分析。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析2.1 霧化特性為了描述和評(píng)定霧滴群的霧化質(zhì)量和表示其霧化特性，可以用“平均直徑”來(lái)表示，其是設(shè)想有一個(gè)液滴尺寸均勻的噴霧場(chǎng)，它在某方面的特性可以代替實(shí)際的不均勻噴霧場(chǎng)的特性，這個(gè)設(shè)想的均勻噴霧場(chǎng)的霧滴尺寸稱為平均粒徑。從霧化粒徑參數(shù)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，描述霧滴粒徑大小的所有參數(shù)即dv（10）、dv（50）、dv（90）、d3，2及d4，3均隨著供氣壓力的增加而減小，供氣壓力為0.3 mpa時(shí)，dv（50）為344.04m，當(dāng)壓力分別增加至0.4、0.5、0.6、0.7mpa時(shí)，對(duì)應(yīng)的dv（50）分別減小至163.90、92.89、73.50m。同樣地，對(duì)于

5、dv（10）、dv（90）、d3，2及d4，3這些霧滴粒徑參數(shù)也是在供氣壓力不變的條件下隨著供水壓力的增大而減小。但當(dāng)壓力增大至0.5mpa后，繼續(xù)增加供氣壓力時(shí)，粒徑的減小幅度有所減緩，噴霧供氣壓力由0.5 mpa提升至0.6 mpa，dv（10）、dv（50）、dv（90）、d3，2及d4，3僅分別減少了38.49、19.39、8.66、21.82和14.11m。隨著氣壓的增大，由于氣壓阻力的增大，噴霧的耗水量不斷減小，從氣壓0.3 mpa下的0.111m3/h下降到氣壓0.6 mpa下的0.038m3/h。2.2 噴霧降塵效率提高噴霧供氣壓力對(duì)全塵和呼吸性粉塵的降塵效果都有改善，噴霧后測(cè)

6、量段內(nèi)全塵的除塵效率由0.3mpa時(shí)的53.71%提高至0.4mpa時(shí)的58.43%，0.5mpa時(shí)的69.68%，再到0.6mpa時(shí)的58.65%；呼吸性粉塵除塵效率由0.3mpa的45.74%提高至0.4mpa時(shí)的54.20%，0.5mpa時(shí)的57.82%，再到0.6mpa時(shí)的56.67%。分析可見，相比于高壓噴霧70%80%的全塵降塵效率，空氣霧化噴霧的降塵效率并不高。但是空氣霧化噴霧對(duì)呼吸性粉塵的除塵效率相對(duì)較高。因此，僅依靠改變噴霧供氣壓力來(lái)提高降塵效率具有的局限性。為實(shí)現(xiàn)降塵效率的進(jìn)一步提高，必須同時(shí)控制噴霧水壓、噴霧流量等，或者可以通過(guò)在水中添加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，降低水的表面張力從而提高?rùn)濕效果。3 結(jié)論通過(guò)上述兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著噴霧供氣壓力的增加，空氣霧化