【摘 要】
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煤矿井下的采煤和掘进工作面产生大量粉尘,特别是颗粒细微的呼吸性粉尘影响煤矿井下空气质量;由于煤矿井下空间较小,且气体流量较大,已成熟的大型地面除尘设备应用受到限制。目前,煤矿井下除尘技术主要采用湿式和干式除尘;湿式除尘采用组合式高压喷嘴,喷水雾化捕集煤粉,但使用水量较大,且增加煤矿井下空气湿度;采用滤筒或滤袋的干式除尘设备占地面积大,滤料表面粘附的煤炭粉尘不易脱落。旋转超重力场除尘是一种利用外场强
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煤矿井下的采煤和掘进工作面产生大量粉尘,特别是颗粒细微的呼吸性粉尘影响煤矿井下空气质量;由于煤矿井下空间较小,且气体流量较大,已成熟的大型地面除尘设备应用受到限制。目前,煤矿井下除尘技术主要采用湿式和干式除尘;湿式除尘采用组合式高压喷嘴,喷水雾化捕集煤粉,但使用水量较大,且增加煤矿井下空气湿度;采用滤筒或滤袋的干式除尘设备占地面积大,滤料表面粘附的煤炭粉尘不易脱落。旋转超重力场除尘是一种利用外场强化的除尘技术,具有除尘效率高,设备体积小,压降损失低等优点,已成熟应用于环境保护等领域。本文结合煤矿粉尘的理化特性,开展了旋转超重力场净化煤矿粉尘的应用研究。采用自制的旋转超重力场除尘设备,首先采用单因素方法研究了超重力机的转子转速、气体流量、气体初始浓度、粉尘颗粒直径、喷水量、除尘洗涤液添加剂、洗涤水含尘浓度等因素对模拟煤尘净化率的影响规律;其次:采用正交实验方法,进一步研究了转速、喷水量、气体流量等因素对旋转超重力场净化煤尘的综合影响规律。本研究旋转超重力场除尘器转子填料为316L不锈钢丝网按设计角度折叠成型,转子外径为200mm,内径为120mm,填料层厚度30mm,转子长度300mm。用变频电机作转子动力,用变频器调节转子转速。模拟粉煤采用200目（160目筛过物,200目筛余物）煤粉70%（w/w）、600目（500目筛过物,600目筛余物）煤粉25%（w/w）、700目（600目筛过物,700目筛余物）煤粉5%（w/w）配制,加入螺旋喂料机定量输入气流管道。研究结果表明:（1）随转子转速增加,超重机出口气体粉尘浓度降低,除尘率增加;随气体流量增加除尘率降低;入口气体初始浓度对除尘率影响不明显;随入口气体细颗粒重量增加,除尘率变小;随喷水量增加除尘率增大。在本实验条件下,当转子转速800rpm、喷水量12L/min,气体流量60m3/h,气体初始浓度11 00mg/m3时,除尘率大于90%。（2）研究发现在洗涤循环水中添加阴离子表面活性剂,可有效提高煤粉的润湿速率,随表面活性剂添加量增加,煤粉去除率增大;但当添加量大于0.4%后,去除率增加趋势逐渐变平缓;随循环水含尘浓度增加除尘率变化趋势不明显,说明循环水含尘浓度对除尘率影响不大。（3）正交实验研究表明:在旋转超重力场除尘过程中,转子转速、气体流量和液体喷淋量对煤尘净化率影响的顺序为:转子转速>气体流量>液体喷淋量。在最优化条件下,煤矿粉尘的最大除尘率可达98.2%。本研究结果可为旋转超重力场应用于煤矿井下粉尘净化提供理论依据,具有应用价值和环保意义。图[29]表[14]参[66]
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