泡沫除尘是用无空隙泡沫体覆盖尘源,使刚产生的粉尘得以湿 润、沉积,失去飞扬能力的除尘方法。泡沫除尘技术问世于20世纪 50年代,英国最先开展了这方面的研究,继后美国、苏联、联邦德 国、日本等国陆续开展了这方面的工作,并取得了一定的效果。
1966〜1967年,苏联卡拉干达煤田对泡沫除尘做了大量的研究。 其研究人员试验了数十种不同浓度的阴离子表面活性剂物质,研制
-4 - 1 绪 论 了高倍数空气机械泡沫发生器,并在放炮点、采煤机、凿岩机等多 个产尘点进行了试验[ll~13]o其中,在岩石掘进工作面的测定试验结 果显示,凿岩机司机作业处降尘率为93. 6%;距转载点约10m处的 降尘率则为97. 1%;应用于采煤机时,可使联合采煤机的除尘效能 较通常的防尘措施提高2〜5倍[⑷。苏联科学家马克尼在这方面也做 了大量工作,他和全苏表面活性物质科研所联合研制了一种符合卫 生和技术要求的起泡剂,与国立煤矿机械设计与实验研究所、顿涅 茨克煤矿机械设计院共同研制了一种在急倾斜煤层工作面和1K-101 型采煤机上使用的泡沫除尘设备,并在顿巴斯中心区的7个煤层进 行泡沫除尘试验口刃,结果表明,这种设备的技术指标为:每采It煤 消耗泡沫2~3n?,起泡液为15〜20L,在缓倾斜煤层的除尘效率为 94%以上,在急倾斜煤层的除尘效率为80%〜90%。可见,这一时期 的研究主要集中在高倍数泡沫,泡沫除尘的应用工艺主要是淹没式, 即由发泡器产生大量的高倍数泡沫充填整个作业地点阻止粉尘向外 扩散。
1969年,美国矿业局委托Monsanto公司和Day-ton实验室研究 泡沫除尘技术o Monsanto公司和Dayton实验室自1969年11月 至1970年10月对泡沫除尘技术进行了实验室模拟研究,建立了实 验室粉尘产生装置和泡沫除尘系统,并改进了原有的泡沫发生器, 将预混好的发泡液由压缩空气(或者氮气)压入发泡器中,喷射到 发泡网上,再由空气鼓吹发泡网发泡3】,如图1-1所示。
1971年,美国矿业局和Detei•公司签订协议,委托该公司研究 泡沫除尘技术,Deter公司在随后的几年里研究了泡沫粒径分布和除 尘效率之间的关系。研究发现,影响泡沫除尘效率的关键因素是泡 沫的结构。他们认为,微小泡沫比大泡沫更稳定,粉尘颗粒在与泡 沫发生接触后,泡沫基本上不发生变化,捕尘效果好;另外,粉尘 颗粒容易穿入到微小泡沫内部,导致泡沫破裂,进而湿润粉尘。 据此,Detei•公司通过试验确定直径在100〜200pLm之间的微泡沫, 除尘效率最高⑺。另外,该公司设计了微泡沫除尘的应用系统, 系统釆用孔隙填充物式发泡器制备泡沫。Deter公司在多家煤矿和 水泥厂等企业的皮带运输转载点迅速建立了 200多套泡沫除尘 系统O
20世纪70年代中期,随着美、苏、波兰等国表面活性剂行业的 发展,泡沫除尘技术在生产中得到广泛的应用,并研制出了多种规 格的廉价发泡剂;此后,根据不同尘源的要求,开发出不同型号的 泡沫除尘配套系列产品。
20世纪80年代初,原美国矿业局研制出了压缩空气型泡沫除尘 装置。它是先将压缩空气、水、表面活性物质用混合机强行混合后, 再送至发泡装置的金属网处,形成小泡沫,再通过导管向指定地点 喷射⑻。他们用该装置于1983年和1984年分别在位于西弗吉尼亚 州和犹他州的两处煤矿的长壁工作面进行试验,结果表明,其除尘 效率高出喷雾降尘50%,而耗水量只有喷雾降尘的1/10〜1/5,缺点 是成本太高。
1983年,日本的山尾信一郎、梅津富等人进行了泡沫除尘的研 究,分析了网式泡沫喷射器的工作参数,并在釆煤机上进行泡沫喷 射器不同安装方式的除尘试验"°】。试验结果显示,泡沫除尘比丝网除沫器水雾除尘可使空气中悬浮煤尘含量降50%~70%。
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