[发明专利]敞口空间粉尘溢散的高速水雾幕流抑制系统

说明书

本发明公开了一种敞口空间粉尘溢散的高速水雾幕流抑制系统，通过泵产生高压水流，通过管道输送到喷嘴，每个喷嘴设置独立控制的自动控制阀，喷嘴能产生高速、致密、一定粒径的水雾流，多个喷嘴以一定尺寸均匀布置在敞口面上，使水雾幕流无缝相连，形成均匀、致密的高速水雾幕流帘。水雾幕流可对穿越敞口的粉尘颗粒产生诱导、卷吸、碰撞、捕集、凝聚作用，被水雾滴捕集的粉尘在水流的夹带和重力作用下最终沉降到地面或物料表面，使粉尘颗粒真正从空气中分离，从而有效控制粉尘扩散，防止污染环境空气。

技术领域

本发明涉及采用高速、致密水雾幕流来控制产尘空间粉尘的溢散口(如料仓、料坑、隧道、洞、井、槽、门等)，防止粉尘扩散对空气的污染。

该系统包括泵、溢流阀、安全阀、管道、自动控制阀、软管、喷嘴、控制箱、手动控制阀、管道分配器、压力表等，采用多个喷嘴布置在敞开空间口周边，形成高速、连续、致密水雾幕流，对粉尘颗粒进行抑制、拦截、卷吸、捕集，最终通过水流夹带、重力作用沉降到物料表面或地面，真正达到控制粉尘防止粉尘颗粒溢散的效果。

本发明设备简单、运行维护成本低、可以抵抗气流扰动和风的影响、适应各种粉尘浓度变化情况。

背景技术

粉尘通常指0.1～100μm直径的颗粒，它们在空气中难以重力沉淀，这个粒径指的是空气动力学直径，其中粒径大于40μm的容易沉降下来，颗粒粒径为10～40μm的较易沉降，粒径为0.25～10μm的较难沉降，粒径小于0.25μm的能长时间悬浮在空中，正是由于微小粉尘颗粒在大气中的悬浮、积累形成了大面积的雾霾天气。

直径小于10μm的粉尘称为可吸入颗粒物(PM₁₀)，直径小于2.5μm的粉尘称为微细颗粒物(PM_2.5)。人通过呼吸含粉尘的空气使粉尘颗粒进入人体内，粉尘粒径越小可以进入人体呼吸道的部位越深，粒径大于10μm的颗粒物通常沉积在人体的上呼吸道，粒径小于5μm的颗粒50％可以进入呼吸道的深部并沉积在肺泡内导致尘肺病，小于2μm的颗粒可以100％进入呼吸道的深部细支气管和肺泡，可以对神经系统、肺、心脏、血管等器官造成损害。

粉尘通常由于切削、爆破、挖掘、装卸、输送、粉碎等过程产生；在对散状物料(如煤、矿等)的装卸、堆取、输送过程中由于气流的扰动而产尘；爆破、挖掘、破碎等外力作用会产生粉尘；焊接、火焰切割、燃烧烟气等也会产生粉尘颗粒。

在许多情况下粉尘颗粒都是通过容器敞口溢散到大气中，如料仓口、料坑口、洞口、隧道口、井口、槽口、门等，要对已扩散到大气中的粉尘颗粒进行处理其难度和代价都是很高的，因此对粉尘溢散源口进行控制是一个有效、简便和真实可行的技术。

采用洒水来控制粉尘的溢散是比较常用的方法，在实际使用过程中很多洒水并没有真正取到控制粉尘扩散的作用，主要原因是：洒水后粉尘没有真正沉降到物料表面或地面；洒水粒径过大时粉尘颗粒不能被水滴有效捕集；洒水粒径过小时水滴在空气中快速蒸发导致捕集的粉尘粒又被重新释放出去。

现有洒水除尘技术主要有两种工艺，一种采用的是大粒径洒水，这种方法洒水流量大，水流不密闭，水滴粒径过大＞1000μm，粉尘颗粒易穿透水流层，不能有效捕集微小粉尘颗粒，无法真正抑制粉尘的扩散。另一种为干雾洒水系统，采用微小水雾粒≤10μm，由于雾状小水粒在空气中会快速蒸发，将捕集的粉尘又释放回空气中，并且粒径过小不能重力沉降，不能保证粉尘颗粒降落回到地表面或物料表面，对真实粉尘的扩散控制没有效果。所有这两种工艺都无法保证在有风或气流扰动影响的情况下正常运行，且不能根据粉尘浓度变化进行洒水量调整。

发明内容

本发明的高速水雾流抑制系统，采用高压水流，通过喷嘴将水流雾化成粒径为10～1000μm范围的水滴，高速喷射形成致密水雾幕流，均匀覆盖在粉尘溢散敞口的空间面上，高速水雾幕流可对粉尘颗粒产生诱导、卷吸、碰撞、捕集、凝聚作用，将悬浮在空中的粉尘颗粒捕集到水雾滴中，这些被捕集的颗粒由于高速水流夹带和重力作用沉降到地面或物料表面，使粉尘颗粒从空气中分离。