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5物理化学降尘

(1)发泡量
在一定条件下,发泡量随着发泡剂实际耗用量的增 大而增加。
(2)网格面积 网格面积的大小、形状直接影响发泡装置的发泡量。 抛物面或截锥面;网层1-2层为好。材料
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(3)网格风速 如果风速过低,网孔上只能保留很薄的溶液层,不 能形成气泡;如果风速过高,形成的泡沫层破裂, 产生大量溅沫。通常1-3m/s。 (4)网格转角 转动角度的网夹。降低泡沫倍数时,增大转角,提 高泡沫的黏度和稳定性。 (5)喷雾液滴直径 液滴过小,容易从网孔内穿出漏掉;液滴大,起泡 耗液量大,使更多的溶液在发泡过程中不起作用。
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2.粘尘剂的种类
粘尘软膏:膏状液体
湿度大于35%的巷道;正常生产的采掘工作面;隔 爆水槽中;煤层注水;阻燃剂
粉末状粘尘剂:固体,水稀释后得到粘尘软膏。无 人作业地点或休假日使用。 鳞片状粘尘剂:结晶体,颗粒大,运输方便,撒布 不均匀
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3.影响粘尘剂抑尘效果的因素 (1)在沉积粉尘中,粉尘粒度越小,粘尘剂的抑尘能 力越低; (2)粉尘的沉积强度越大,粘尘剂的抑尘能力越低; (3)煤尘的炭化程度直接影响粘尘剂的效果,炭化程 度过高或者过低,均会使粘尘剂的抑尘效果下降; (4)矿井空气中的二氧化碳浓度越大,粘尘剂的抑尘 能力越低; (5)粘尘剂中添加的表面活性剂浓度越大,粘尘剂的 抑尘效果也越好; (6)沉积粉尘的灰分越大,粘尘剂的抑尘效果越佳。
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4.声波雾化降尘技术 利用声波凝聚、空气雾化的原理,提高尘粒与尘 粒、雾粒与尘粒的凝聚效率以及雾化程度来提高呼 吸性粉尘的降尘效率。 5.预荷电高效喷雾降尘技术 电介喷嘴喷出带电雾滴,通过提高水雾荷质比提 高呼吸性粉尘的降尘率。
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作 业
简述添加湿润剂增加防尘效果的原理是什么
无毒,易溶于水、来源充足且价廉。 除尘中应用的泡沫倍数一般要大于100倍。
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4.发泡器发泡原理
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5.泡沫发生器的发泡性能及参数 发泡量、发泡倍数、析液时间,风泡比,成泡率
发泡量:泡沫发生器每分钟产生泡沫的自由体积
发泡倍数:一定数量的泡沫自由体积,与该体积的 泡沫全部攀灭后析出的溶液的体积比。 析液时间:随着泡沫消失而析出一定重量的溶液所 需要的时间。析液时间越长,稳定性越好。
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三、磁化水除尘
前苏联最先进行了磁化水除尘试验。磁化水比常水 平均降尘率可提高8.15%~21.08%;在磁化水中添 加湿润剂,还可在此基础上提高降尘率38%左右。
我国是从20世纪80年代末开始在井下进行有关实验
研究的,现已在各矿井推广应用。
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1.磁化水降尘原理 磁性存在于一切物质中,并与物质的化学成分及 分子结构密切相关,因此派生出磁化学。实践过程 中又将其分为静磁学和共振磁学。目前,国内外降 尘用磁水器都是在静磁学和共振磁学理沦基础上发 展起来的。 磁化水是经过磁水器处理过的水,这种水的物理 化学性质发生了暂时的变化,此过程称作水的磁化。 磁化水性质变化的大小与磁化器磁场强度、水中含 有的杂质性质、水在磁化器内流动速度等因素有关。
泡沫剂和水一起按一定比例混合,通过发泡器产生 大量高倍数泡沫喷洒到尘源或空气中。
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3.泡沫剂
能够产生泡沫的液体称作泡沫剂,是在起泡性能很强 的发泡剂中加入不同性能的稳定剂及其它助剂,按一 定比例配制而成的。纯净的液体不能形成泡沫,只有 溶液中含有粗粒分散体、胶质体系或者细颗粒胶体等 形成可溶性物质时才能产生泡沫。非均质性
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1.吸湿性盐类粘尘剂作用原理
通过无机盐(如氯化钙或氯化镁等)不断地吸收空 气中的水分,使得沉积于粘尘剂的粉尘始终处于湿 润状态。在粘尘剂中添加表面活性物质,效果更好 粘尘剂可以持续粘结由井下空气带来的、不断沉 积于巷帮与底板的粉尘,随着粘结粉尘量的增加, 粘尘剂需要不断吸收空气中的水分,达到新的吸湿 平衡浓度;当粉尘沉积最超过平衡浓度时,粘尘剂 将固化,需要重新喷洒粘尘剂。
(1)单箱调配法(小型试验)
(2)连续添加法(现场生产)
①定量泵添加法
②添加调配器
③负压引射添加器 ④喷射泵添加器 ⑤孔板减压调节器
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4.湿润剂应用前景
添加湿润剂可以应用于各种湿式作业的生产环节
(1)新出现了低浓度配方比高浓度配方更经济,
更有效。以前0.1%,现0.001%。
(2)出现了固体配方,简化了药剂的运输和添加
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五、其他物理化学防尘技术 1.超声波除尘
原理:在超声波的作用下,空气将产生激烈振荡, 悬浮的尘粒剧烈碰撞,导致尘粒的凝结沉降。 试验证明,在控制好超声波的频率的情况下,超声 波可使那些用水无法除去或难以除去的微小尘粒沉 降下来。
对人体有危害,耗能大,时间长
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2.电离水除尘 原理:通过电离水使弥散于空气中的粉尘粒子及 降尘雾滴带电,利用带电极性相反时相互吸引的原 理,实现粉尘的凝聚沉降。 3.微生物法降低煤尘 原理:在有氧的情况下,微生物悬浮液能够直接 在煤体中实现瓦斯的低温氧化作用,使煤体硬度降 低。当煤体破碎时,由于塑性增加,产尘量降低。 据报道,采用这种方法可使工作面瓦斯含量降低50 %~75%,煤尘产生量降低40%~70%。
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2.磁化水的特性 磁化后的水,水系的物理化学性质发生变化, 可以使水的硬度突然升高,然后变软;水的电导率、 粘度降低;水的晶格发生变化,使复杂的长链状变 成短链状,水的氢键发生弯曲,并使水的化学键夹 角发生改变。因此,水的表面张力、吸附能力、溶 解能力及渗透能力增加,使水的结构和性质暂时发 生显著的变化。 磁化后的水粘度降低、晶构变小,会使水珠变 小,有利于提高水的雾化程度。
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风泡比:供给泡沫发生器的风量与发泡量之比值。 风泡比小,证明在同样发泡量下所需的风量少,风
泡比是选择风机的主要依据。
成泡率:实际发泡量与理论发泡量的比值。理论发 泡量可由供液量和发泡倍数的计算求得。成泡率高 说明在相同发泡量的前提下所消耗的泡沫液要少。
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6.发泡装置各主要参数的确定
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四、粘尘剂抑尘(抑制粉尘二次飞扬) 班后冲洗缺点:粉尘风干后仍具有飞扬能力 粘尘剂产品:美国:DCL-1803、Conhex型; 日本:SS-01剂和SS-02剂、TH-C剂; 南非:ANTI型疏水防尘剂; 德国:MONTAN型; 我国:NCZ-1型、丙烯酸酯型、己内酰 胺型、CM保湿型粘尘剂。
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20世纪60年代,国外矿山应用表 面活性剂降尘。 20世纪80年代,我国开始试验并 推广物理化学降尘。
目前,水中添加降尘剂降尘、泡 沫除尘、磁化水降尘及粘尘剂降 尘等。
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一、湿润剂除尘
1.湿润剂除尘机理
它由亲水基和疏水基两种基团组成的化合物。溶于水 时,其分子完全被水分子包围,亲水基一端被水分子 吸引,引入水中;疏水基一端被水分子排斥,伸向空 气中。湿润剂分子会在水溶液表面形成紧密的定向排 列层,即表面吸附层,使水的表层分子与空气的接触 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,把尘粒带入 水中,得到充分湿润。
②直观测定walker法。将一定量的粉尘轻轻地堆放于
水溶液表面,使其自然沉入水中,记录粉尘没入水面 所需的时间,以此时间长短评价湿润剂降低水的表面 张力情况。
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(3)湿润剂使用浓度的确定 首先确定适 合的湿润剂; 然后通过实 验确定临界 浓度,并据 此确定最佳使用浓度。
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3.湿润剂的添加方法
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3.国产磁水器 TEL高效磁化喷嘴降尘器:静磁学。磁化率高,体 积小,雾化效果好,耗水量低。邢台矿务局全尘 36.5%,呼尘50%。 RMJ型磁水器:共振磁学。徐州矿务局韩桥煤矿。 尘敌磁化喷嘴 4.应用前景 (1)磁化水降尘设备简单、安装方便、性能可靠; (2)成本低、易于实施、一次投入长期有效; (3)降尘效率高于其他物理化学方法。 清水100%,添加湿润剂166%,磁化水降尘282%
工艺。山西SR-2型降尘剂 (3)湿润剂配方趋于简单化和专业化。特定粉尘 采用特定配方。
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二、泡沫除尘 20世纪70年代中期,英国首先展开研究。 1.泡沫除尘原理 其除尘机理包括:拦截、粘附、湿润、沉降等。
几乎可以捕集所有与这些相遇的粉尘,尤其对呼吸性
粉尘具有更强的凝聚能力,而且耗水量少。
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当泡沫液喷洒到岩石或料堆上时,形成无空隙的
泡沫体覆盖和遮断尘源,使粉尘得以湿润和抑制;
当泡沫液喷射到含尘空气中,则形成大量的泡沫
粒子群,其总体积和总面积很大,从而大大增加雾 液与尘粒的接触面和附着力,提高水雾的除尘效果。
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2.泡沫的产生
泡沫的产生有化学方法和物理方法两种,除尘的泡 沫一般是物理方法产生的空气机械泡沫。 通过喷嘴将起泡能力很强的泡沫剂溶液均匀地喷洒 于发泡网格上,在网孔上形成薄膜,再经风流的吹 激,使每个网孔连续不断的形成气液两相的泡沫。
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4.粘尘剂发展动向
无机盐类粘尘剂
优点:抑尘效果好、成本低廉。
缺点:容易受许多因素影响而降低其粘生效果;在 空气湿度较大的井巷中或者在倾斜巷道中容易流失; 若添加的缓蚀剂不当,还将具有一定的腐蚀性。
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有机物为主体的粘尘剂具有机械防腐性和较高的 粘性;不怕细菌分解;在CO2等气体中也是稳定的。 一些有机物类粘尘剂还具有触变性,即当粘尘剂 受到机械负荷时,其粘性降低,负荷消失时粘性 又自然恢复,因此可用水泵将它附着于巷壁上, 以后恢复粘性持续捕尘。有机物类粘尘剂主要由 高分子醇或低分子脂肪酸类组成,有些还添加有 碳酸钙、氢氧化铝等无机物防腐剂。
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2.湿润剂的选择 (1)一般要求 矿井选用的降尘剂应能满足无毒、无臭、能完全溶于 矿井防尘用水中、低温时不发生结晶现象、无沉淀或 盐析现象、对金属无腐蚀、不延燃、成本低、运输方 便等要求。
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