一种多相综合除尘技术制造技术

本发明专利技术公开一种多相综合除尘技术，涉及工业除尘技术领域，基于多相流体动力学理论，实现了对粉尘产生和运动最深层次原因与机理的揭示，可找到粉尘发生的源头，为粉尘颗粒的有效治理提供支撑；该技术基于四项除尘原理和五项核心除尘技术，能够从粉尘运动的最深层次物理力学角度出发，解决目前粉尘治理遇到的难题，可应用于不同工业生产物料输送系统中各个环节的粉尘治理设备研发；此外，该技术可形成一套揭示粉尘运动规律的多相流体动力学理论，预测粉尘排放、粉尘沉积、气粉混合、气粉爆破等运动机理，能够为工业生产解决涉及到粉尘的各类疑难问题，并对进行相关设备的改造提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种多相综合除尘技术
本专利技术涉及工业除尘
，特别是涉及一种多相综合除尘技术。
技术介绍
随着社会的进步和发展，节能环保意识逐渐深入人心，企业也逐渐将环保治理作为头等大事来对待。然而在当今很多的工业生产过程中，如火力发电厂、钢厂、水泥厂、矿厂、食品加工厂等，通过带式输送机进行物料输送是工业生产的最重要的环节，这些生产环节在运行过程中，或在和其他生产环节交替的过程中会产生大量的粉尘，给现场运行人员的身体健康造成巨大的影响，同时可燃性颗粒与气体混合形成气溶胶极易爆炸，严重影响工厂的安全生产。因此，进行除尘设备的研发迫在眉睫。到目前为止，除尘技术主要经历了四代：第一代为袋式除尘技术，是一种干式滤尘技术，对煤种和粉尘特性的适应性强，对不同粒度的粉尘均有较高的捕集率，可同时脱除多种有害气体。但是袋式除尘技术必须依赖于滤袋进行粉尘的过滤，并建立滤袋的设备空间，同时滤袋的大小与烟尘的方量直接相关，因此该技术除尘效率低，占地面积大，造价高，清灰复杂，滤袋寿命有限，检修维护工作量大，维护运行成本大。另外，针对输送系统的除尘来说，稳定有效的抽取粉尘气体是布袋除尘面临的主要挑战。第二代为静电除尘技术，静电除尘技术必须依赖于高压电场将气体电离，因此电场在产生的过程中受外部条件变化敏感，同时高电阻粉尘和二次扬尘对电除尘器影响明显，必须装有卸灰系统，这便容易产生二次污染。并且，由于涉及静电装置，会产生大量的检修维护工作量，增加维护运行成本。第三代为干雾除尘、多管冲式除尘等湿式除尘技术，该技术对无组织排放的封闭及半封闭环境中粉尘抑制作用明显，其中干雾抑尘技术称得上是除尘领域的革命，粉尘的终结者。但是，该技术必须依赖于水，倒置设备投资大，需要连续提供动力，不仅耗电量大，用水量大，同时会造成二次污染，且检修维护工作量大。第四代为最新的无动力除尘技术，新颖合理，技术含量高，原理是根据空气动力学原理，利用空气在流动时所产生势能转换成动能，使含尘空气进入多功能尘气分离装置后进行惯性、重力沉降、过滤等自动分离除尘。无动力除尘作为近些年提出的新技术，虽然有很多优点，但该技术目前主要还是基于传统的经验，理论支撑有待提高，设备结构有待优化，粉尘气体流动的合理性要加强，同时还需进一步降低成本，提高技术可靠性和通用性。综上所述，现有的四种主要除尘技术基本都是用来处理粉尘气体收集充分的领域，如燃煤烟气粉尘处理等，对于物料输送中的粉尘来说，起尘源较多，气流压力分布不均匀，物料、气体、粉尘多相混合且相互间转化复杂，目前的单一除尘技术已无法完成有效处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多相流体动力学理论的粉尘处理技术，该技术从产生粉尘漂浮飞扬的机理出发，综合考虑输送设备的空间分布、扬尘源头、设备结构、外部气流等多方面因素，通过抑尘、降尘、吸尘和除尘多个过程，达到有效降低现场粉尘浓度、提高作业场所环境质量的效果，实现粉尘综合治理的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种多相综合除尘技术，主要包括如下步骤：步骤一：分析落料口与皮带机的相对位置，获取精确的高度差数据后，根据势能与动能转化定律，获取物料冲击到皮带机时的速度，从而得到由于空间分布造成的物料冲击起尘的权重；同时根据物料冲击到皮带机上的位置和皮带机输运的速度分析是否会造成物料反向运动，从而产生扬尘；步骤二：分析物料在皮带机上的输运过程，包括：物料与皮带机速度是否一致；皮带机输运过程是否存在震荡；皮带机上方是否产生诱导风，以及诱导风能否造成气流卷吸粉尘；皮带机上方的气压是否均匀以及不均匀的气压能否造成气流运动；皮带机在完成输运回转的过程中是否存在物料粘结；步骤三：分析物料在输运过程中所受外部气流的影响情况，并分析气流是否造成了物料颗粒的运动；同时分析空间中气体的湿度；步骤四：在步骤一至三的分析基础上，采用多相流体动力学理论，从颗粒运动的物理力学角度出发，对物料颗粒从落料口到皮带机再到下一阶段装置过程中的整个运动情况进行力学分析，同时考虑颗粒之间的相互作用力，建立颗粒运动方程，采用数值方法进行离散求解，获得每个因素对于物料起尘的影响；步骤五：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，针对由于落料高度差引起的冲击起尘问题，通过对设备进行改造，达到从增加粉尘颗粒抑制动能的角度抑制起尘的效果；步骤六：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，通过采用相关设备，达到从降低起尘后形成气粉混合物运动能量的角度抑制起尘的效果；步骤七：对落料管和输送机均采取密封措施，以防止物料输运过程中粉尘气体通过缝隙外溢；步骤八：在落料管道内安装相关气压协调装置，以平衡落料管道内的压力，使落料管内的压力分布均匀，消除诱导风，抑制粉尘的飞扬。可选的，还包括步骤九：在步骤五至八的措施实施基础上，采用颗粒吸附材料或者干雾抑尘技术对粒径极小的粉尘制定颗粒进行吸附分离，以从源头根本上杜绝绝大部分粉尘的产生。可选的，步骤一中，分析物料冲击到皮带机上的速度的同时，分析由于落料口与皮带机的高度差所造成的气流回旋卷吸程度，进而分析物料颗粒被气流卷吸到空中形成扬尘的比重。可选的，步骤三中对外部气流状况的分析因素包括气流速度以及厂房的门、窗和/或通风口的位置，采用计算流体力学方法进行空间气流分布状况的计算，以获得物料输送周围的气流分布，从而分析气流是否造成了物料颗粒的运动。可选的，步骤四种需要同时考虑的颗粒间相互作用力为碰撞力、分子键力、范德华力和/或静电力。可选的，步骤五中对设备的改造为：通过改变落料管的曲线构造，达到减少冲击动能和诱导风的目的；和/或通过在落料管中加装多孔挡板和挡尘帘，达到加大粉尘颗粒运动过程中与壁面或其他物体的碰撞动能损耗的效果，从而增加粉尘颗粒的抑制动能。可选的，步骤六中的抑尘措施为：采用涡流鼓风机或涡流发生器消耗能量并耗散流体动能，将能量耗散在旋转运动中，以降低粉尘气体动能，实现降尘。可选的，步骤六中的抑尘措施为：采用环流发生装置，增加气粉的运动路径，从而增大气粉沿途的能量消耗，达到降尘的效果。可选的，步骤六中的抑尘措施为：通过在气粉运动路径上加装带有磨粒凸起的金属表面，增大气粉与壁面的摩擦，利用气体的粘性在流动中引起摩擦损失，增大能量损耗，从而实现降尘。可选的，步骤八中的气压协调装置为曲线落料管、导流管、回流管、压力调节装置和/或平衡阀。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：(1)本专利技术适合用于开放空间的物料输送过程粉尘治理，且由于该技术从粉尘产生的最根本原因角度进行分析和制定除尘方案，采用起尘源头各个击破、粉尘运动分层次消除的方法，所以不论是粉尘气体收集充分与否都可采用该技术进行粉尘治理装置研发，克服了现有技术仅适用于收集充分粉尘气体的缺陷；(2)本专利技术除尘效率较高，可将粉尘浓度降低至原始粉尘浓度的70％以下；且由于该除尘技术基于的理论基础严格、除尘原理完善、核心除尘技术合理，同时从根本上治理粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相综合除尘技术，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一：分析落料口与皮带机的相对位置，获取精确的高度差数据后，根据势能与动能转化定律，获取物料冲击到皮带机时的速度，从而得到由于空间分布造成的物料冲击起尘的权重；同时根据物料冲击到皮带机上的位置和皮带机输运的速度分析是否会造成物料反向运动，从而产生扬尘；/n步骤二：分析物料在皮带机上的输运过程，包括：物料与皮带机速度是否一致；皮带机输运过程是否存在震荡；皮带机上方是否产生诱导风，以及诱导风能否造成气流卷吸粉尘；皮带机上方的气压是否均匀以及不均匀的气压能否造成气流运动；皮带机在完成输运回转的过程中是否存在物料粘结；/n步骤三：分析物料在输运过程中所受外部气流的影响情况，并分析气流是否造成了物料颗粒的运动；同时分析空间中气体的湿度；/n步骤四：在步骤一至三的分析基础上，采用多相流体动力学理论，从颗粒运动的物理力学角度出发，对物料颗粒从落料口到皮带机再到下一阶段装置过程中的整个运动情况进行力学分析，同时考虑颗粒之间的相互作用力，建立颗粒运动方程，采用数值方法进行离散求解，获得每个因素对于物料起尘的影响；/n步骤五：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，针对由于落料高度差引起的冲击起尘问题，通过对设备进行改造，达到从增加粉尘颗粒抑制动能的角度抑制起尘的效果；/n步骤六：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，通过采用相关设备，达到从降低起尘后形成气粉混合物运动能量的角度抑制起尘的效果；/n步骤七：对落料管和输送机均采取密封措施，以防止物料输运过程中粉尘气体通过缝隙外溢；/n步骤八：在落料管道内安装相关气压协调装置，以平衡落料管道内的压力，使落料管内的压力分布均匀，消除诱导风，抑制粉尘的飞扬。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多相综合除尘技术，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：分析落料口与皮带机的相对位置，获取精确的高度差数据后，根据势能与动能转化定律，获取物料冲击到皮带机时的速度，从而得到由于空间分布造成的物料冲击起尘的权重；同时根据物料冲击到皮带机上的位置和皮带机输运的速度分析是否会造成物料反向运动，从而产生扬尘；
步骤二：分析物料在皮带机上的输运过程，包括：物料与皮带机速度是否一致；皮带机输运过程是否存在震荡；皮带机上方是否产生诱导风，以及诱导风能否造成气流卷吸粉尘；皮带机上方的气压是否均匀以及不均匀的气压能否造成气流运动；皮带机在完成输运回转的过程中是否存在物料粘结；
步骤三：分析物料在输运过程中所受外部气流的影响情况，并分析气流是否造成了物料颗粒的运动；同时分析空间中气体的湿度；
步骤四：在步骤一至三的分析基础上，采用多相流体动力学理论，从颗粒运动的物理力学角度出发，对物料颗粒从落料口到皮带机再到下一阶段装置过程中的整个运动情况进行力学分析，同时考虑颗粒之间的相互作用力，建立颗粒运动方程，采用数值方法进行离散求解，获得每个因素对于物料起尘的影响；
步骤五：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，针对由于落料高度差引起的冲击起尘问题，通过对设备进行改造，达到从增加粉尘颗粒抑制动能的角度抑制起尘的效果；
步骤六：在步骤一至四分析获得产生粉尘的根本原因的基础上，通过采用相关设备，达到从降低起尘后形成气粉混合物运动能量的角度抑制起尘的效果；
步骤七：对落料管和输送机均采取密封措施，以防止物料输运过程中粉尘气体通过缝隙外溢；
步骤八：在落料管道内安装相关气压协调装置，以平衡落料管道内的压力，使落料管内的压力分布均匀，消除诱导风，抑制粉尘的飞扬。


2.根据权利要求1所述的多相综合除尘技术，其特征在于：还包括步骤九：在步骤五至八的措施实施基础上，采用颗粒吸附材料或者干雾抑尘技术对粒径极小的粉尘制定颗粒进行吸附分离，以从源头根本上杜绝绝大部分粉尘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福振，严红，
申请(专利权)人：西北工业大学太仓长三角研究院，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32