冶金行业呼吸性粉尘的喷雾净化技术研究

阐述了呼吸性粉尘的特点和危害,介绍了近年来国内外在呼吸性粉尘防治和控制方面的新技术,分 析了各种降尘技术的机理并进行了比较。结果表明：在钢铁企业呼吸性粉尘的净化研究中,采用添加湿润剂 的荷电水雾降尘技术是一种较好的治理方案。通过理论分析和试验研究,将该项技术应用于某钢铁企业的 呼吸性粉尘的净化中,取得了良好的降尘效果。     

基于电迁移特性的呼吸性粉尘荷电分离方法

尘肺病是我国病例数量最多的职业病,且每年以1万例的速度继续新发增长,给社会造成巨大的经济损失和不良影响,其罪魁祸首是呼吸性粉尘。将呼吸性粉尘从总尘中分离是呼吸性粉尘监测和尘肺病预警的重要前提。为了克服惯性冲击式、淘析式和旋风分离式等传统分离方法存在的频繁维护、二次扬尘等问题,采用理论研究与试验分析相结合的方法,厘清粉尘电迁移率与粉尘粒径的数学关系,建立粉尘荷电分离试验系统,并基于粉尘颗粒的电迁移特性提出一种呼吸性粉尘的荷电分离方法。根据我国煤炭行业标准MT 394—1995《呼吸性粉尘测量仪采样效能测定方法》,试验验证呼吸性粉尘荷电分离方法的分离效能。结果表明：该分离方法无需频繁维护,不会产生二次扬尘;呼吸性粉尘的分离效能与英国医学研究委员会提出的肺部沉积率曲线结果的最大偏差为4.24%,最小偏差为1.27%,均满足行业标准要求。     

基于空气动力学法的呼吸性粉尘采样器采样效能评价

呼吸性粉尘是指空气动力学当量直径在7.1μm以下,可随着呼吸进入人肺部的粉尘,这类粉尘对人身体健康有害,是尘肺病的来源之一,需要严格监测其浓度。呼吸性粉尘采样器是煤炭行业常用的呼吸性粉尘浓度测量仪前端的重要零部件,其采样效能是指粉尘透过采样器前级分离装置的能力,是评价呼吸性粉尘采样器的重要指标之一。基于呼吸性粉尘采样器原理,提出了一种基于空气动力学法的采样头采样效能检测方法,并搭建了检测装置,对几种型号的进口和国产产品进行检测。与现行检测标准相比,该方法步骤简单,可直接溯源到空气动力学粒径谱仪的粒径和浓度,检测周期短,时间至少缩短98%,且重复性好,不受繁琐的采样、洗脱、溶液荧光定值等步骤的影响,大大降低了检测成本。检测结果表明,6个型号的采样头只有1个符合要求,急需提高产品质量。     

粒径对矿井粉尘表面润湿性影响的实验研究

针对矿井粉尘粒径会影响其表面润湿性的问题,选取5种代表性煤样研究粒径对润湿接触角和喷雾降尘效率的影响,由此建立降尘剂作用下的矿井粉尘表面润湿性数据库;采用Orange7.5拟合软件对数据库进行数值拟合,并得到可视化曲线和方程。结果表明,基于拟合方程高度平行性的规律,粒径影响矿井粉尘表面润湿性的一般性规律是粒径为9~11μm的矿井粉尘对表面润湿性影响最大。     

用X射线衍射测定呼吸性粉尘中游离α-SiO2

采用美国Minusi-5和德国α—Fe2O3的标样，以及直径为40mm过氯乙烯纤维和丙纶滤膜，DXFC-1呼吸性粉尘采样器，模拟作业现场的条件，在发尘室内发尘和采样。选取滤膜增重0．1～3．5mg的5～7个试样，测定衍射积分强度，并用Si(111)晶面衍射积分强度进行归一化处理，按外标法制定定标曲线。根据标样按1：1比例配制试样，进行验证。实验结果表明，测定呼吸性粉尘中游离α-SiO2含量，其相对误差小于10％，灵敏度不高于0．02mg。     

水预湿被爆体降低爆破粉尘机理研究

通过对气流中单个尘粒的运动分析,指出降低爆尘的有效方法是增大粒径.通过对尘流中尘粒受力的分析,得出在干燥环境下作用在尘粒上的主作用力是范德华力;在湿润情况下作用在尘粒上的主作用力是液桥力的结论.指出水预湿被爆体降尘法的机理是:尘粒间的液桥力促使润湿尘流中的尘粒变大,变大的尘粒迅速下降,从而实现降低爆尘目的.     

加速粉尘凝聚降低爆破拆除扬尘的理论研究

通过分析爆破拆除中扬尘的特性以及尘粒的起动风速与尘粒粒径之间的关系,认为可以通过加速粉尘颗粒的凝聚,从而生成大尘粒的办法来减少爆破拆除产生的爆破扬尘.通过对尘粒间的物理凝聚力和化学凝聚力的比较和分析,认为用物理方法增大尘粒粒径,从而达到减少爆破拆除中产生的爆破扬尘是合适的;同时用化学方法增大粉尘颗粒间的凝聚力,减少爆破拆除中的扬尘是可能的.     

利用爆炸水雾抑制露天爆破粉尘的试验研究

露天深孔爆破粉尘量大、污染范围广,研究高效合理的爆破降尘技术是绿色矿山建设的当务之急.论文通过现场试验,揭示露天深孔台阶爆破的粉尘来源主要有:炮孔填塞物冲孔、岩石破裂及粉碎和临空面抛散三个部位,粉尘产量与地下水、岩性、爆破方式密切相关.为此,有针对性地设计了水袋封堵炮孔、爆区顶面和抛掷前方水袋爆炸成雾的立体水雾降尘模型...     

过热表面烟草粉尘阴燃实验研究

为了研究烟草粉尘阴燃发生的影响因素,运用锥形量热仪测定粉尘的热释放速率,改进现有的粉尘层最低着火温度测试仪,将3组不同粒径的的烟草粉尘置于热表面上进行阴燃实验研究。结果表明:制丝粉、切片粉、卷包烟末热释放速率峰值分别为90、91、75 k W/m2,切片粉火焰传播速度最快。峰值最低的卷包烟末于50 s左右率先热释放,切片粉制丝粉随后分别于75、80 s左右进行热释放;阴燃过程可进行阶段性分析,其中水分蒸发燃料氧化放热阶段粉尘温度相对稳定攀升,于氧化放热阶段温度突变,因此控制阴燃的产生,必须于水分蒸发燃料氧化放热阶段之前控制其发展趋势,做出相应有效的预警方案;粉尘顶层率先发生阴燃,随后阴燃逐渐向下传播直至粉尘完全燃尽;粉尘层达到阴燃温度时,顶层升温速率最高,中层底层在未发生阴燃时,顶层阴燃有预热作用;阴燃时间和实验持续时间都是随着粒径的增大而增大;粒径越小阴燃各阶段持续时间越短,致使阴燃越迅速越难控制。     

谈矿山粉尘治理与通风技术的应用

通过对矿山粉尘的危害分析,简要介绍呼吸性粉尘的监测方法及治理措施,说明矿山通风是控制粉尘危害的重要手段。     

微结构表面润湿模式转换的实验研究

采用等离子体刻蚀技术及表面硅烷化处理制备了一组硅基方柱阵列样品,测量了其表面与水的表观接触角,简要分析了表面微结构几何参数对润湿模式转换的影响,探讨了方柱阵列微结构表面发生润湿模式转换的原因.结果表明,微结构表面润湿模式转换受微结构几何参数的影响,原因是微结构几何参数的改变会引起表面上的液滴能量的变化,最终导致液滴的润湿状态发生变化.     

润湿异质性表面的过冷流动沸腾实验研究

非均匀润湿表面对流动沸腾过程中的流动模式和传热机制有重要影响。本文以去离子水为工质,实验研究了矩形微通道内硅表面和润湿异质性表面的过冷流动沸腾换热特性。通道横截面为0.5 mm×5 mm,过冷流动沸腾的质量通量分别为300、400 kg/(m²·s),热流密度在30～300 kW/m²的范围内。实验在大气压下进行,过冷度为10 K。对比了与流动方向垂直(HC)和平行(HP)的疏水图案,讨论了不同热流密度、质量通量等工况下的硅表面和润湿异质性表面垂直向上流动沸腾,分析了不同工况下过冷沸腾的沸腾曲线、平均传热系数和两相流流型。结果表明：润湿异质性表面的流动沸腾换热表面传热系数最大提高了39.55%,换热机制主要为核态沸腾。     

Sn-Ag-Cu-Ce钎料润湿性能及焊点力学性能研究

基于润湿平衡原理研究了微量稀土元素Ce对Sn-Ag-Cu-Ce无铅钎料在Cu基板上润湿性能的影响规律,研究了Sn-Ag-Cu-Ce焊点的力学性能及断口形貌.结果表明,随着稀土Ce含量的增加,钎料在Cu基板上的润湿时间逐渐缩短,润湿角逐渐减小,当Ce的质量分数在0.03%～0.05%时,Sn-Ag-Cu-Ce钎料的润湿性能较好.且当Ce的含量为0.03%左右时,Sn-Ag-Cu-Ce焊点的力学性能达到最佳值,焊点断口呈现均匀的韧窝形貌,断裂方式以韧性断裂为主.     

液滴表面张力对煤尘润湿影响的数值模拟和实验研究

针对矿井煤尘难以润湿的特点,考虑到煤尘与液滴间分子作用力和煤尘表面渗流的特性,采用格子Boltzmann方法(LBM),从减小液滴表面张力方面对煤尘润湿接触角和润湿时间进行数值模拟,同时实验测定煤尘的润湿性。结果表明:LBM数值模拟和润湿实验得到的规律一致,减小液滴表面张力能够大幅度地提高煤尘润湿性,当表面张力减小到小于25 m N/m时,煤尘表现为完全润湿;通过实验测试不同表面张力的液滴与降尘效率的关系,煤尘润湿性越好,降尘效率越高,进一步验证了LBM数值模拟的合理性。     

露天矿爆破粉尘排放量影响因素分析及试验研究

露天矿爆破作业是粉尘排放的最大来源,粉尘排放不仅对环境造成污染,而且对人员身体健康造成威胁。为了定量分析爆破粉尘排放量,制定更加有效的防尘措施,以缅甸某露天矿山爆破作业为背景,对影响爆破粉尘浓度和排放量的因素进行了现场试验研究。通过合理设置实验方案,测得多点粉尘浓度及粉尘沉降量,结合粉尘污染扩散理论,采用函数拟合的方法,对不同药量和水封高度条件下的爆破粉尘排放量进行对比分析,得到了炸药量和水封高度与粉尘排放量的数量关系。结果表明:炸药用量增加10%,粉尘排放量增加达25%;采用水封爆破手段时粉尘吸收量最高达63%,验证了水封爆破降尘的有效性。     

负压膜蒸馏中不同类型表面活性剂的润湿机理研究

表面活性剂导致的膜润湿是膜蒸馏技术在处理实际废水面临的主要问题.为了缓解膜润湿现象,采用新型的负压膜蒸馏来评价不同类型表面活性剂盐溶液的润湿能力,并利用扫描电子显微镜、动态光散射等手段分析了表面活性剂的润湿和污染机理.首先,恒浓处理0.1 mmol/L SDS、CTAB以及Tween-20盐溶液,当料液含阴离子表面活性剂(SDS)时,膜通量稳定,冷凝液电导率保持在3μS/cm以内.而料液含阳离子(CTAB)和非离子表面活性剂(Tween-20)时,膜通量都衰减,甚至出现负值.通过分析污染膜表面以及溶液中表面活性剂胶束的粒径,证实CTAB和Tween-20是通过胶束污染膜表面,造成膜润湿.为了探究胶束污染和表面活性剂浓度之间的关系,分别测试表面活性剂浓度为0.1CMC、0.5CMC、1.0CMC的盐溶液,其中SDS、CTAB以及Tween-20的临界胶束浓度(CMC)分别为9.6×10^-3 mol/L、9.1×10^-5 mol/L和6×10^-5 mol/L.当分别处理9.1×10^-6 mol/LCTA...     

膜法吸收燃煤烟气中CO_2之膜润湿机理及其改性研究

膜吸收法因吸收过程中膜润湿所造成的膜相阻力增加与膜表面形态改变是阻碍膜吸收法吸收CO2的工业应用的重要因素。首先叙述了吸收膜的润湿机理,并基于国内外所采用的提高膜抗润湿性的表面改性研究作了归类总结。最后,从提高疏水性能、稳定性、环保性及可操作性等方面分析比较了各种表面改性方式的优劣,并得出表面物理涂敷法能有效提高吸收膜的抗润湿性并具有良好工业应用前景。     

初始湍流对粉尘爆炸影响的实验研究

采用大型实验装置对管道相连的粉尘操作设备中粉尘爆炸的火焰和压力传播过程及其影响因素进行实验研究。实验装置由两个通过管道连接的不同体积容器构成,爆炸从一个容器中通过管道传播到另一个容器中。在不同的初始湍流度条件下进行粉尘爆炸实验,测试不同位置的火焰和压力信号。结果表明:随着初始湍流度的增大,爆炸的猛烈程度增强,火焰和冲击波的传播速度加快,初始湍流作为影响粉尘爆炸发展过程的重要因素之一,在进行粉尘爆炸的安全防护和设计时必须考虑其作用。     

合金材料的阻垢机理及实验研究

为研究防垢合金材料,从电化学角度探讨其阻垢机理,并制备合金工具,进行动态循环对比实验,研究硬度、流速、温度等对合金材料工具阻垢的影响,使用电镜扫描对垢样结构进行了表征.结果表明,合金材料能够使碳酸钙的结晶形式发生改变;硬度、温度对工具的阻垢效果影响不大,而速度对阻垢效果有一定影响.     

膨化硝铵炸药粉尘爆炸性的初步实验研究

膨化硝铵炸药是一种常见的工业炸药,该文通过20L爆炸球对其粉尘爆炸的危险性进行了试验研究,并和玉米淀粉粉尘进行了比较。研究结果表明,膨化硝铵炸药发生粉尘爆炸的可能性很小,在50～1100g／m^3的浓度范围均未发生粉尘爆炸;玉米淀粉有着粉尘爆炸的危险。所得结果为它们的生产及使用安全提供了必要的参考。