Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ обеспыливания воздушного потока, включающий создание водовоздушной завесы с по­мощью форсунок пневматического диспергирования, направленных на запыленный воздушный поток, отличающийся тем, что до создания водо­воздушной завесы измеряют физические парамет­ры запыленного воздуха, определяют в нем влагосодержание и устанавливают его в водовоздушной завесе на уровне насыщения, при этом температуру диспергированной воды поддержива­ют ниже точки росы обеспыливаемого воздуха.

Текст

Изобретение, относится к горной промышленности, в частности к способу обеспыливания воздушных потоков, например в горных выработках, при разгрузке горной массы с эстакад на открытые склады и т.п. Наиболее близким техническим решением является способ обеспыливания воздушных потоков в горных выработках, включающий создание водовоздушной завесы с помощью форсунок пневматического распыления, направленных на запыленный воздушный поток [2]. Эффективность этого способа значительно выше, так как он учитывает аэродинамические параметры воздуха в выработках и предусматривает установку дополнительной форсунки в центральной части запыленного потока. В данном способе количество подаваемой жидкости в факел орошения изменяется произвольно. В одном случае наблюдается неоправданно завышенный расход воды и увеличение аэродинамического сопротивления завесы, во втором низкая эффективность обеспыливания вследствие недостатка воды в завесе, что обусловлено отсутствием взаимодействия физических параметров запыленных потоков и завес. Кроме того, для взаимодействия капель воды с пылью не создаются благоприятные условия, что происходит из-за несогласованности термодинамических параметров запыленного воздуха и завесы. Задачей предложенного способа является повышение эффективности обеспыливания воздушного потока путем регулирования количества и температуры диспергированной воды в факеле орошения. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе обеспыливания воздушного потока, заключающемся в создании воздушной завесы с помощью форсунок пневматического диспергирования, направленных на запыленный воздушный поток, новым является то, что перед созданием водовоздушной завесы измеряют физические параметры запыленного воздуха определяют в нем влагосодержание и устанавливают его в водовоздушном завесе на уровне насыщения, при этом температуру диспергированной воды поддерживают ниже точки росы обеспыливаемого воздуха, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что изменяют количество и температуру диспергированной воды в факеле орошения, причем это изменение согласуется с физическими параметрами запыленного воздуха, которые зависят от технологических процессов горного производства, горно-геологических и погодно-климатических условий. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "существенные отличия". В известном техническом решении [2] установкой дополнительной форсунки усиливают воздействие водовоздушной завесы на запыленный поток, однако завеса не реагирует на колебания влагосодержания в потоке. В заявленном техническом решении параметры завесы изменяются в соответствии с изменением параметров запыленного воздуха причем влагосодержание устанавливают на уровне насыщения, а температуру диспергированной воды поддерживают ниже точки росы обеспыливаемого воздуха. Это позволяет заключить, что заявляемый способ соответствует критерию "Новизна". Как известно, величина влагосодержания зависит от физических параметров воздуха, температуры, атмосферного давления и относительной влажности. Максимальное же влагосодержание, характеризующееся критерием насыщения, обеспечивает наилучшие условия для взаимодействия пыли с каплями воды. В связи с этим, не соблюдение отличительного признака в заявляемом способе "устанавливают влагосодержание на уровне насыщения" не позволит достичь желаемых результатов обеспыливания. Повысить степень коагуляции пыли с каплями воды возможно за счет ее гидрофилизации. Наиболее простым и надежным средством гидрофилизации пыли является конденсация влаги на ее поверхности. Как показывают наблюдения, проводимые в горных выработках, процессы конденсации протекают интенсивнее при снижении температуры капельной жидкости. Снижение температуры насыщенного воздуха приводит к его перенасыщению, что обусловливает конденсацию влаги, ядрами которой является пыль, В таблице приведены экспериментальные данные по определению количества и дисперсности конденсата при снижении температуры в горных выработках шахт Кривбасса (см. [1], стр. 205). Как видно из таблицы снижение температуры воздуха на 4°К увеличивает количество конденсата в 4 раза и его дисперсность в 6 раз. Приведенные доводы об аргументации отличительного признака "поддержания температуры диспергированной воды ниже точки росы обеспыливаемого воздуха" позволяет утверждать, что при несоблюдении его, повышения эффективности обеспыливания достичь невозможно. На чертеже показана принципиальная схема осуществления способа обеспыливания. Способ осуществляется следующим образом. Измеряют физические параметры запыленного потока I (температуру t; влажность j2; атмосферное давление Р2) при помощи датчиков 2. Показания датчиков 2 передаются в блок анализа 3 для определения влагасодержания запыленного воздуха. Результаты определения сравниваются с табличными значениями влагосодержания на уровне насыщения при данной температуре воздуха. После этого поступает сигнал в блок управления 4 для открытия электровентиля 5 и подачи воды в форсунку 6. При достижении в завесе 7 влагосодержания на уровне насыщения, блок анализа 3 подает сигнал в блок управления 4 на открытие электровентиля 8 для подачи сжатого воздуха в форсунку 6. За счет адиабатного расширения сжатого воздуха происходит охлаждение диспергированной воды в факеле завесы 7. Уровень охлаждения, влажность воздуха и атмосферное давление в факеле орошения контролируют датчиками 9. Состояние перенасыщения и охлаждение диспергированной воды вызывают конденсацию влаги на пылевых частицах, гидрофилизацию их поверхности и коагуляцию с каплями воды в факеле завесы 7. Изменение физических параметров запыленного воздуха 1 в процессе работы завесы 7 регистрируется датчиками 2, анализируется блоком 3 и блок управления 4 электровентилем 5 регулирует подачу воды в форсунку 6. Аналогичным образом производят регулирование подачи сжатого воздуха для изменения температуры диспергированной воды. Измерение физических параметров запыленного воздуха 1, определение влагосодержания, регулирование количества и температуры диспергированной воды в водовоздушной завесе 7 производится в автоматизированном режиме, что обеспечивает устойчивую работу завесы и высокую эффективность обеспыливания. Пример осуществления. Промышленные испытания предлагаемого способа обеспыливания воздушного потока производили на открытом складе щебня шахты "Саксагань" П/О Кривбассруда. Форсунки устанавливали под эстакадой открытого склада щебня, при этом факел орошения направляли на запыленный воздушный поток, Концентрация пыли в воздухе перед завесой достигала 84 мг/м3, максимальное ее значение наблюдалось в сухую и ветреную погоду. В запыленном воздухе перед завесой и в зоне факела орошения устанавливали датчики физических параметров воздуха (термометры, психрометры, барометры), показания которых передавались в операторную, где размещали блоки анализа и управления электровентилями. Изменение влагосодержания в запыленном воздухе регистрировалось датчиками, показания обрабатывались в блоке анализа и передавались в блок управления электровентилями для регулирования подачи количества воды и сжатого воздуха в форсунки. В процессе работы влагосодержание в факеле завесы было на уровне насыщения, а температура диспергированной воды поддерживалась ниже точки росы запыленного воздуха. В факеле завесы наблюдалась конденсация влаги и коагуляция пылевых частиц с каплями воды, что обеспечивало снижение концентрации пыли в воздухе до 0,12-0,5 мг/м3. Предлагаемый способ обеспыливания воздушного потока может быть реализован в любых местах пылеобразования, Использование способа наиболее эффективно для обеспыливания больших объемов запыленного воздуха, где невозможно применять другие средства по причине их несовершенства, низкой эффективности и дороговизны. Использование предлагаемого способа обеспыливания воздушного потока обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: 1. Регулирование подачи количества воды и сжатого воздуха в форсунки позволяет снизить их непроизводительные потери и уменьшить аэродинамическое сопротивление завесы. 2. Использование эффекта конденсации влаги на пылевых частицах позволяет скоагулировать пылевые частицы крупностью менее 10 мкм, которые Практически не соединяются с каплями воды при обычных условиях.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for dust removal from air flow

Автори англійською

Hatskyi Anatolii Kostiantynovych, Lapshyn Oleksandr Yehorovych

Назва патенту російською

Способ обеспыливания воздушного потока

Автори російською

Гацкий Анатолий Константинович, Лапшин Александр Егорович

МПК / Мітки

МПК: E21F 5/02

Мітки: обеспилювання, спосіб, повітряного, потоку

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-10646-sposib-obespilyuvannya-povitryanogo-potoku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обеспилювання повітряного потоку</a>

Подібні патенти