磁化泡沫旋风钻孔除尘技术的实验研究

发布时间：2017-06-28 21:23

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【摘要】：煤炭开采生产过程中,煤矿粉尘是主要灾害源之一,会引起煤尘瓦斯爆炸等严重安全事故,造成特别重大的经济损失,也会引起井下工作人员尘肺病等职业病。在井下打钻作业过程中,狭小的空间中会短时间产生大量的粉尘。现有的除尘技术,特别是钻孔孔口除尘技术,主要是利用水雾除尘或者风力除尘技术,这两种技术的除尘效率不高,难以满足井下生产的实际要求。泡沫除尘这一新兴降尘技术,具有良好的除尘效果,但其研究的深度还需要进一步的加强。因此,在现有的对泡沫介质以及除尘降尘技术的研究基础上,开展一种除尘效率较高、有一定推广价值的钻孔产尘的除尘设备研究。第一,本文在进行国内外研究现状的调研的基础上,从煤矿粉尘自身的特殊性质出发,经过实验室实验,分析煤尘的润湿特性的影响因素,并与煤尘的表面物理化学特性研究相结合,得出煤矿粉尘的润湿性能的关键影响因素。第二,在研究粉尘理化特性的基础上,结合煤矿除尘的具体要求,按照磁化泡沫降尘的理念,设计正交实验,对比选择发泡液配方的最优方案,发泡液中起泡剂、润湿剂、增泡剂、稳定剂的质量分数比为:50:4:4:3。第三,在已有的泡沫除尘技术研究与应用的基础上,分析前人对泡沫除尘机理及磁化水特性研究,对磁化泡沫这种新型降尘介质进行分析研究,分析磁化泡沫的除尘机理,通过实验室实验分析磁场作用对发泡液特性以及泡沫稳定性、泡沫粘度等特性的影响。第四,按照相似物理模拟实验的要求和方法,设计实验室实验系统和实验方法,考虑除尘泡沫的具体要求,研究磁化泡沫旋风除尘的客观规律,研究发泡液的质量浓度、外加磁场、泡沫喷嘴工作工况这些因素对全尘及呼吸性煤尘降尘效果的影响。设计磁化泡沫旋风钻孔除尘装置,并进行实验室实验。相关实验研究结果表明:优选的发泡剂对全尘,特别是呼吸性粉尘有较高的除尘效率,其中发泡剂的最佳质量浓度为0.5%;外加磁场有效的提高了泡沫介质的降尘除尘效率,尤其是对呼吸性煤尘的降尘效率有很大程度的提高;在实验室实验中,泡沫喷射喷嘴合适工况工作条件下,该磁化泡沫旋风除尘装置对全尘的平均降尘效率为85%,对呼吸性煤尘的平均降尘效率为87%,与普通的泡沫除尘相比,效率分别提高了12%和21%。通过实验室研究,分析了磁化泡沫旋风除尘设备的除尘能力,为磁化泡沫旋风除尘设备井下实际应用提供了理论基础和实验室研究基础。
【关键词】：井下煤尘 润湿能力 磁化泡沫 除尘效率 磁化泡沫旋风除尘
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 变量注释表18-19
• 1.绪论19-28
• 1.1 研究背景及意义19-20
• 1.2 国内外研究现状及分析20-25
• 1.3 本文研究内容及完成情况25-28
• 2.煤的润湿特性影响因素28-47
• 2.1 矿尘的理化特性28-29
• 2.2 煤尘的润湿性能影响因素的测试分析29-46
• 2.3 本章小结46-47
• 3.磁化泡沫除尘机理以及磁场对发泡液及泡沫性能的影响47-78
• 3.1 泡沫降尘的原理47-48
• 3.2 磁化泡沫除尘机理48-53
• 3.3 发泡液的选择及磁场对发泡液性能的影响53-65
• 3.4 磁场对发泡液性能的影响65-76
• 3.5 磁场对泡沫特性的改变机理76
• 3.6 本章小结76-78
• 4.钻孔磁化泡沫旋风除尘系统及装置78-99
• 4.1 磁化泡沫旋风除尘工作原理78
• 4.2 细微磁化泡沫钻孔除尘器的组成78-86
• 4.3 磁化泡沫钻孔除尘器的创新性86
• 4.4 钻孔细微磁化泡沫除尘旋风装置实验室实验86-98
• 4.5 本章小结98-99
• 5.结论及展望99-101
• 5.1 主要结论99
• 5.2 主要创新点99-100
• 5.3 本文研究的前景展望100-101
• 参考文献101-106
• 作者简历106-108
• 学位论文数据集108

【参考文献】

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本文编号：495331