【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及喷雾降尘，具体为一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统及方法。
技术介绍
1、现阶段各大矿区主要采取的降尘技术还是喷雾降尘，主要优点就是维护简单且成本低廉，其主要原理是通过大量的微小液滴在空气中耦合捕捉粉尘，加速空气中粉尘的沉降。然而，单纯的喷雾降尘受影响因素复杂，粉尘粒径过小、粉尘润湿性差都会导致喷雾降尘效率大大降低。特别是对于润湿性差的煤尘，若使得液滴可以轻易附着在其表面，或是能快速的吸附包裹，将极大程度提升喷雾降尘效率。
2、在提升煤尘润湿性领域，人们致力于研发各种表面活性剂，通过表面活性剂改善粉尘的润湿效果。然而，绿色环保的表面活性剂价格较高，廉价的化学表面活性剂会污染环境，甚至会形成毒性气溶胶危害工人生命健康。
3、现有的喷雾降尘技术有两种，一种是将水当做唯一的喷雾介质，另一种是在水中添加有助于提升粉尘润湿性的抑尘剂。其中，绝大多数单位都选择将水当做唯一的喷雾介质，该方式的运行及维护成本低，但纯水喷雾对于疏水性粉尘的捕捉沉降效率低。此外，有少数单位选择在喷雾中添加有助于提升粉尘润湿性的抑尘剂，该方式对降尘效率有一定的提升，但绿色环保的抑尘剂价格高昂，廉价的化学表面活性剂难免会污染环境，甚至在使用过程中形成含毒性气溶胶危害工人生命健康。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统及方法，解决了纯水喷雾对于疏水性粉尘的捕捉沉降效率低的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以
3、环境监测装置，由粉尘浓度传感器和温湿度传感器构成，粉尘浓度传感器获取环境的粉尘浓度数据，温湿度传感器获取环境的温度和湿度数据；
4、信息处理控制中心，由信息处理模块和工况控制模块组成，信息处理模块分析粉尘浓度数据是否超标，以此判断是否需要开启温湿度骤变尘雾凝并装置，具体方式为：
5、限定一组监测时段t，其中t为预设值，将本阶段粉尘浓度传感器所监测的数值标记为fci-k，其中i代表不同的粉尘浓度传感器，k代表不同的时间点；
6、将所监测的数值fci-k与预设参数y1进行比对，将满足：fci-k≥y1的数值标定为异常数值，并记录异常数值所出现的总时长，当总时长≥y2时，则生成开启指令，并将此开启指令传输至温湿度骤变尘雾凝并装置内，其中y1以及y2均为预设值；
7、所述工况控制模块接受信息处理模块的启闭指令和凝露温湿度数据后，控制温湿度骤变尘雾凝并装置的启闭状态，调节其温湿度数据；
8、温湿度骤变尘雾凝并装置，由供水管路、可变温度供风装置、泄压水箱、水汽混合装置、水汽输送管路、水气喷管、调压水泵、全断面喷雾装置构成；
9、供水管路收到开启指令，打开供水开关向调压水泵和泄压水箱供水；
10、泄压水箱对供水管路的水压进行泄压、给水汽混合装置供水；
11、水汽混合装置设计有进气口、出气口、雾化池；雾化池内安装有超声雾化片，超声雾化片产生0.5-5微米粒径的液滴颗粒；
12、高温高湿水蒸汽经由水汽输送管路流至水汽喷管，并通过喷汽口向巷道空间中喷射，水汽喷管呈2×2矩阵排列：位于上风向的两根水汽喷管的喷气口垂直于巷道侧壁面，相对喷射；位于下风向的两根水汽喷管与巷道侧壁面呈45°夹角，喷射方向偏向上风向；
13、调压水泵根据全端面喷雾装置所需工作压力，将供水水压调节到喷雾所需最佳数值；
14、全断面喷雾装置安装在巷道顶板，位于水汽喷管的下风向1m处，长度短于巷道宽度，喷嘴方向与顶板呈45°夹角，喷射方向偏向上风向。
15、优选的，所述温湿度骤变尘雾凝并装置，还包括画面获取单元以及画面处理单元；
16、画面获取单元，用于获取粉尘凝雾区内粉尘凝露的图像；
17、画面处理单元对所获取的图像进行数据处理，并将处理信号传输至调压水泵内，其调压水泵将供水水压调节到喷雾所需最佳数值；具体方式为：
18、从每组图像内，确定凝露内对应粉尘的具体个数，并将其具体个数标定为gt，其中t代表不同的凝露，优先根据上下左右的四个方向，从凝露图像内确认位于四个方向的最远凸点，并将所确认的凸点标定为待构建点；
19、基于所确认的待构建点，建立一组穿过待构建点的线段，且此线段未与凝露图像相交，基于所建立的若干组线段，生成此凝露图像的外部矩形图像，并直接确认此外部矩形图像的面积参数，将其标定为mjt；
20、采用zt＝mjt÷gt确认对应凝露图像内单个粉尘的面积占比值zt，将粉尘凝露区内所确认的若干组凝露图像的面积占比值zt进行均值处理，确定待处理均值；
21、将待处理均值与原始拟定的标准区间进行比对，其中标准区间的端值均为预设值，当待处理均值＜标准区间时，生成低压信号，当待处理均值∈标准区间时，生成中压信号，当待处理均值＞标准区间时，生成高压信号；
22、当调压水泵接收到对应的处理信号时，则采用不同的压力数值，对供水水压进行调节。
23、优选的，一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化方法，包括以下步骤：
24、s1、含尘气流从产尘区向其他区域运移，当含尘气流流经环境监测装置时，粉尘质量浓度数据和环境温湿度数据实时传输给信息处理控制中心；
25、s2、信息处理控制中心根据粉尘质量浓度数据判断是否需要开启温湿度骤变尘雾凝并装置，若判断需要开启温湿度骤变尘雾凝并装置，则会根据环境温湿度数据计算出使粉尘颗粒凝露的温湿度，据此发送运行指令和工况指令至温湿度骤变尘雾凝并装置；
26、s3、温湿度骤变尘雾凝并装置根据运行指令，将高温高湿汽流喷射在巷道特定区域，形成粉尘凝露区；
27、s4、含尘气流经过粉尘凝露区时，粉尘颗粒表面会因温湿度变化行程凝露层；
28、s5、当被凝露层包裹的粉尘颗粒运移至尘雾凝并区时，全断面喷雾产生的液滴颗粒会与粉尘颗粒结合行程更大的液固颗粒组合体并进行凝并。
29、本专利技术提供了一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
30、本专利技术可以应用在任意对干燥度无过高要求的矿井巷道的粉尘运移路线上；系统通过环境监测装置获取露点温湿度和粉尘质量浓度，人工制造温湿度骤变区域，将粉尘变为被水膜包覆的颗粒，使其能被纯水喷雾轻松捕捉并迅速沉降；本系统中的喷雾降尘仅需使用水作为喷雾介质，具备经济、绿色、高效的优点；
31、由于喷雾降尘接触的粉尘颗粒均为被凝露层包裹的颗粒，凝露层本质上是水薄膜，水与水之间不存在亲疏水性的影响；
32、通过分析粉尘凝露区内对应粉尘凝露的图像，来确定不同凝露内对应的粉尘占比，随后基于所确认的若干个粉尘占比值，确定对应的待处理均值，再基于待处理均值的具体参数，来锁定对应的处理信号，并对水泵的水压进行调整，对粉尘凝露区内对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述粉尘浓度传感器以及温湿度传感器安装在携尘风流场上风向。
3.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述工况控制模块接受信息处理模块的启闭指令和凝露温湿度数据后，控制温湿度骤变尘雾凝并装置的启闭状态，调节其温湿度数据，当凝露温湿度数据未属于凝雾数据区间时，则进行温湿度数据调整，使其位于此凝雾数据区间时停止，其中凝雾数据区间内两端的端点值均为预设值。
4.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述信息处理模块，判断粉尘浓度是否超标的具体方式为：
5.根据权利要求4所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述温湿度骤变尘雾凝并装置，由供水管路、可变温度供风装置、泄压水箱、水汽混合装置、水汽输送管路、水气喷管、调压水泵、全断面喷雾装置构成；
6.根据权利要求5所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统
7.根据权利要求5所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述温湿度骤变尘雾凝并装置，还包括画面获取单元以及画面处理单元；
8.根据权利要求7所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述画面处理单元，进行数据处理的具体方式为：
9.一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化方法，该净化方法应用于权利要求1-8任一项所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统内，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述粉尘浓度传感器以及温湿度传感器安装在携尘风流场上风向。
3.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述工况控制模块接受信息处理模块的启闭指令和凝露温湿度数据后，控制温湿度骤变尘雾凝并装置的启闭状态，调节其温湿度数据，当凝露温湿度数据未属于凝雾数据区间时，则进行温湿度数据调整，使其位于此凝雾数据区间时停止，其中凝雾数据区间内两端的端点值均为预设值。
4.根据权利要求1所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述信息处理模块，判断粉尘浓度是否超标的具体方式为：
5.根据权利要求4所述的一种矿井巷道全断面尘雾凝并空气净化系统，其特征在于，所述温湿度骤变尘雾凝并装置，由...
【专利技术属性】
技术研发人员：江丙友，林汉毅，袁亮，鲁昆仑，王一凡，唐明云，余昌飞，陈清华，王浩宇，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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