[发明专利]一种顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置及方法

权利要求书

1.一种顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：包括粉尘吸纳箱、尘流反应箱、电荷细水雾捕尘组件；

所述粉尘吸纳箱上设有粉尘出排管，并通过所述粉尘出排管采集顺层钻孔内的粉尘本体；

所述电荷细水雾捕尘组件与所述粉尘吸纳箱分别设于所述尘流反应箱的两侧；

所述粉尘吸纳箱与所述尘流反应箱之间设有大颗粒粉尘过滤网，通过所述大颗粒粉尘过滤网对粉尘本体进行过滤；

所述电荷细水雾捕尘组件用于产生荷电水雾，并将荷电水雾输送至所述粉尘吸纳箱中；荷电水雾与进入尘流反应箱的小颗粒粉尘混流作用，当细颗粒物荷电后，细颗粒物自身会发生团聚，将小颗粒粉尘团聚为大颗粒粉尘，并沉降。

2.根据权利要求1所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述电荷细水雾捕尘组件包括水雾箱、导流筒、水箱、超声波雾化器；所述水箱设于所述水雾箱下方，并通过导流口与水雾箱连通；所述超声波雾化器有多个，并设于所述水箱内，产生的水雾通过所述导流口进入水雾箱中；

所述导流筒设于所述尘流反应箱与水雾箱之间，所述导流筒与尘流反应箱之间设有用于连通彼此的出流口；所述水雾箱与所述导流筒连通，所述水雾箱与导流筒之间设有接有高压的电晕板；

所述水雾箱上设有进风口，水雾箱中设有风机，通过风机带动空气与水雾经所述电晕板产生荷电水雾，并通过所述出流口进入所述尘流反应箱。

3.根据权利要求2所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述导流筒内设有螺旋导流器，所述螺旋导流器外壁上设有若干个圆周均布的导流槽，所述导流槽沿所述螺旋导流器的轴向呈螺旋状延伸，且所述导流槽的当量直径沿气流方向逐渐减小；所述螺旋导流器呈锥形，所述螺旋导流器的截面直径沿气流方向逐渐增大，用于增大碰撞凝聚加速距离和控制喷射范围。

4.根据权利要求2所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述水箱中设有水位控制阀，所述水箱通过所述水位控制阀与外部蓄水管连接。

5.根据权利要求1所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述尘流反应箱上开设有出风口，所述尘流反应箱内设有粉尘浓度传感器与高压引射器。

6.根据权利要求5所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述尘流反应箱底部设有小颗粒煤泥过滤网，对沉降的粉尘本体进行二次过滤；所述小颗粒煤泥过滤网下方设有回收箱。

7.根据权利要求1所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述粉尘吸纳箱下方设有大颗粒粉尘收存箱。

8.根据权利要求1所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：所述粉尘出排管与顺层钻孔对接的一端设有封堵装置，所述封堵装置与顺层钻孔之间通过密封胶密封。

9.根据权利要求5所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置，其特征在于：还包括粉尘监测控制平台，用于获取粉尘数据并控制各组件运行。

10.一种顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘方法，其特征在于：采用如权利要求1～9任一项所述的顺层钻孔荷电增效多级过滤除尘装置进行顺层钻孔除尘，包括如下步骤：

步骤S1，在煤层中打顺层钻孔，破碎煤体排出的粉尘本体在高压气动转机的冲推和钻机旋转负压带动下，沿着孔口粉尘出排管排出到粉尘吸纳箱内；

步骤S2，进入粉尘吸纳箱的粉尘在尘流反应箱中的高压引射器的作用下产生负压，通过大颗粒粉尘过滤网，进入尘流反应箱；粒径超过10μm以上的大颗粒粉尘被大颗粒粉尘过滤网阻拦，留在粉尘吸纳箱，大颗粒粉尘在粉尘吸纳箱内沉降落入大颗粒粉尘收存箱中；

步骤S3，10μm以下的小颗粒粉尘经过大颗粒粉尘过滤网到达尘流反应箱中，当粉尘浓度传感器所检测的粉尘浓度分别达到2mg/m³、3mg/m³、4mg/m³时，依次对应启动四分之一数目、二分之一数目、全部数目的超声波雾化器，超声波雾化器将水箱中的液态水分子打散成1～10μm的细水雾，通过导流口送入到水雾箱中，在风机作用下穿过电晕板，产生荷电水雾，荷电水雾通过导流筒增大碰撞凝聚、加速后从出流口喷入尘流反应箱中；

步骤S4，荷电水雾与进入尘流反应箱的小颗粒粉尘混流作用，当细颗粒物荷电后，不论是带异性电荷还是同性电荷，均会由于电荷之间的相互作用，细颗粒物自身发生团聚，将小颗粒粉尘团聚为大颗粒粉尘，沉降到小颗粒煤泥过滤网进行二次过滤，并排入回收箱中；

步骤S5，对落在小颗粒煤泥过滤网上的大颗粒粉尘混流物进行定期回收，在回收箱放入化学试剂，用于中和小颗粒粉尘混流物，并通过巷道水沟排出。