[发明专利]一种智能喷雾除尘装置及除尘方法

权利要求书

1.一种智能喷雾除尘装置，其特征在于，包括PLC控制器(1)；与所述PLC控制器(1)连接的显示器(2)；与所述PLC控制器(1)连接的粉尘浓度传感器(3)、风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)；与所述PLC控制器(1)连接的高压喷雾组件；所述高压喷雾组件包括水箱(6)，通过管道与所述水箱(6)连接的高压柱塞泵(7)，通过管道与所述高压柱塞泵(7)出口连接的调节阀(8)，通过管道与所述调节阀(8)连接的电动截止阀(9)，通过管道与所述电动截止阀(9)连接的喷嘴(10)；所述PLC控制器(1)包括用于实现接收粉尘浓度传感器(3)、风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)的实时在线检测信息，进行逻辑运算并发出相应指令，启停高压喷雾组件，控制调节阀(8)实现喷嘴(10)的喷液压力变压调节，控制电动截止阀实现控制管路的通断。

2.根据权利要求1所述的智能喷雾除尘装置，其特征在于，还具有设置于所述水箱(6)内与所述PLC控制器连接的液位传感器(11)。

3.根据权利要求1或2所述的智能喷雾除尘装置，其特征在于，还具有设置于所述水箱(6)进水管上的过滤器(12)。

4.一种智能喷雾除尘方法，其特征在于，包括以下步骤：粉尘浓度传感器(3)实时在线检测粉尘浓度；风速传感器(4)实时在线检测气流速度；粉尘粒度传感器(5)实时在线检测粉尘的几何当量直径；粉尘浓度传感器(3)、风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)将实时检测数据传递至PLC控制器(1)；当粉尘浓度传感器(3)检测的粉尘浓度达到预设值时，PLC控制器(1)控制智能喷雾除尘装置进行除尘作业；当粉尘浓度传感器(3)检测的粉尘浓度低于预设值时，PLC控制器(1)控制智能喷雾除尘装置关闭水雾除尘喷嘴(10)的供水；当粉尘浓度高于预设值时，PLC控制器(1)通过控制智能喷雾除尘装置除尘时的喷雾水压，从而调节智能喷雾除尘装置除尘时的水雾粒度，使水雾几何当量直径与粉尘几何当量直径的匹配得到优化，提高除尘效果和除尘效率。

5.根据权利要求4所述的智能喷雾除尘方法，其特征在于，所述水雾几何当量直径与粉尘几何当量直径的匹配优化过程包括以下步骤：

风速传感器(4)实时在线检测气流速度v，粉尘粒度传感器(5)实时在线检测粉尘的几何当量直径d₁，风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)实时检测的数据信息传递至PLC控制器(1)，PLC控制器(1)按以下公式计算获得水雾几何当量直径d₀：

d0=d12ρv1.8×1013×ηk]]>

式中：d₁—粉尘粒度传感器(5)检测的粉尘几何当量直径，单位：μm

ρ—粉尘粒的密度，单位：kg·m^-3

v—风速传感器(4)检测的气流速度，单位：m·s^-1

η—空气粘度系数，单位：Pa·s

k—比例系数，无量纲

d₀—水雾几何当量直径，单位：μm；

智能喷雾除尘装置在不同工作压力下，喷嘴(10)喷出的水雾几何当量直径在10～100μm，且压力越大，水雾几何当量直径越小；

智能喷雾除尘装置喷雾水压的额定工作压力为P₀，PLC控制器(1)控制智能喷雾除尘装置降压后的喷雾水压分为P₁、P₂、P₃和P₄四档，且智能喷雾除尘装置喷雾的最低工作压力为P₄，它们的关系满足P₀>P₁>P₂>P₃>P₄；

智能喷雾除尘装置除尘作业时包括以下五种运行工况：

当PLC控制器(1)计算获得的水雾几何当量直径0<d₀<25μm时，智能喷雾除尘装置的喷雾水压为额定工作压力P₀；

当PLC控制器(1)计算获得的水雾几何当量直径25μm≤d₀<50μm时，智能喷雾除尘装置喷雾水压为P₁；

当PLC控制器(1)计算获得的水雾几何当量直径50μm≤d₀<75μm时，智能喷雾除尘装置喷雾水压为P₂；

当PLC控制器(1)计算获得的水雾几何当量直径75μm≤d₀<100μm时，智能喷雾除尘装置喷雾水压为P₃；

当PLC控制器(1)计算获得的水雾几何当量直径d₀≥100μm时，智能喷雾除尘装置喷雾水压为P₄。

6.根据权利要求4或5所述的智能喷雾除尘方法，其特征在于，所述智能喷雾除尘装置，包括PLC控制器(1)；与所述PLC控制器(1)连接的显示器(2)；与所述PLC控制器(1)连接的粉尘浓度传感器(3)、风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)；与所述PLC控制器(1)连接的高压喷雾组件；所述高压喷雾组件包括水箱(6)，通过管道与所述水箱(6)连接的高压柱塞泵(7)，通过管道与所述高压柱塞泵(7)出口连接的调节阀(8)，通过管道与所述调节阀(8)连接的电动截止阀(9)，通过管道与所述电动截止阀(9)连接的喷嘴(10)；所述PLC控制器(1)包括用于实现接收粉尘浓度传感器(3)、风速传感器(4)和粉尘粒度传感器(5)的实时在线检测信息，进行逻辑运算并发出相应指令，启停高压喷雾组件，控制调节阀(8)实现喷嘴(10)的喷液压力变级调节，控制电动截止阀实现控制管路的通断。