清水喷雾降尘技术
喷雾降尘是捕集空气中悬浮粉尘的基本手段。可以看到喷雾降尘的明显作用。喷雾降尘技术比洒水复杂,它必须利用适当的喷雾装置造成粉尘与水雾相接触的良好条件,方能获得较好的降尘效果。
1.喷雾降尘的机理
喷雾降尘的机理主要是惯性碰撞、截留、扩散、凝聚、重力、静电力、风速等多种作用的综合。当含尘气流经过水滴时,尘粒与雾滴之间便产生相对运动,雾滴周围的气流会改变方向出现绕流。这时,气流中的尘粒会产生以下几种情形或作用。
(1)惯性碰撞  在dy范围内，一些质量较大、粒度较粗的尘粒会因惯性作用脱离流线
保持直线运动向雾滴接近。由于空气阻力其惯性运动的速度会逐渐下降直至等于零。如果尘粒从脱离流线起到惯性运动结束可能移动的距离(xs)大于尘粒从脱离流线起到雾滴之间的距离(xD),即xs/xD>1时,尘粒与雾便会发生碰撞。xs/xD值愈大碰撞愈强烈,捕尘效果愈好。也就是说尘粒与雾滴的相对速度越大,降尘效率越高,能够捕获的尘粒的临界直径也越小。1um以上尘粒主要靠惯性碰撞作用来捕获,尘粒过小易随气流绕过雾滴。
(2)截留一些质量较小,粒度较细(1m以下)的尘粒会随气流绕过雾滴。如果尘粒的质心所在的流线与雾滴的距离小于尘粒的半径(d/2)时,尘粒便与雾滴相触,并被截留或附着于雾滴上沉降下来。
(3)扩散一些粒度更细,质量近于零的微尘,因受气体分子连续不规则地撞击而呈现布朗运动,从高浓度区向低浓度区扩散在扩散运动过程中与雾滴相触并附着于雾滴上沉降下来。对于0.1ym以下尘粒的捕集,扩散作用很重要。
(4)凝集气体含有水分,由于水雾冷却作用而达到露点时,在尘粒表面会形成凝结水,增大尘粒的直径,使之更易于被雾滴所捕捉和并凝成较大的颗粒而加快沉降。
人易了务摘所和升成牧人的颗粒而加快降。
2.影响喷雾降尘效果的因素
影响喷雾降尘效果的主要因素如下。
(1)雾滴对尘粒的湿润性和附着力湿润性好,附着力强,则降尘效果好。
(2)耗水量要有足够的水量形成充分的雾滴,才能有充分的机会与尘粒相遇。
(3)雾滴的粒度、密度和均匀性雾滴小,密度大,分布均匀,大小一致,则尘雾相遇机会多,降尘效果好。但雾滴不宜过小,过小容易蒸发。据试验,10m的雾滴在相对湿度为90%的环境中,4s即蒸发完。即使在喷雾初期捕捉到的尘粒在蒸发时也会释放掉。同样,雾滴也不能过大。在同等水量下,雾滴大则粒数少,总表面积小,与尘粒接触机会少,不少微尘会从雾滴的间隙中逃逸。据研究表明,不同粒径的粉尘各有大小相宜的雾滴。矿井空气中的浮尘大部分是um以下的微尘，其最相宜的雾滴粒径为40~50um，最大不宜超过100~150um；雾滴的密度在106~108个/cm3为好。
(4)雾滴的速度和水压雾滴的速度大对尘粒的碰撞动能亦大,尘粒容易被湿润和附着。据研究认为,在喷射体作用段内,雾滴平均运动速度以不小于20m/s为宜。喷雾器水压关系到雾滴的速度、滴径和密度即是说关系到喷雾降尘的效率。据试验,在一定范围内,降尘效率随水压的增大而提高。
(5)喷雾的及时性粒度为2~5μm的微尘,因表面曲率半径小,与气体分子间有强烈的亲和力。尘粒生成后若不及时与雾滴接触,那么气体分子便会很快地附着在尘粒表面上,形成一层气膜,不能被水雾湿润和捕捉,长时间飘浮在空气中。即使有些尘粒暂时黏附在雾滴上,被风一吹也会离开雾滴再度飘浮。据此道理,必须在粉尘刚刚产生而未形成气膜之前及时喷雾洒水,效果最佳。如在截煤机工作过程中同时向截煤点喷雾,爆破时采用水炮泥成雾等都是非常有效的措施。
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