井下湿式除尘器是一种高效的除尘设备,由于该除尘器内部流场十分复杂,因此在很大程度上是根据除尘器研发人员以往的设计经验而开发出来的,这样会出现一些由于设计参数不合理而引起除尘器内流场分布不均衡以及漩涡,测流等现象。利用FLUENT研究除尘器内部流场,可以提供除尘器内部气流流动的全部信息,进而对影响除尘器性能的各种因素进行系统的研究。通过对井下湿式除尘器的结构组成和工作原理分析研究,发现过滤装置和百叶窗脱水器是井下湿式除尘器的两个核心部件,它们内部流场的分布情况会影响除尘器整体的除尘效率。首先本着从简单到复杂的研究原则,利用FLUENT依次对井下湿式除尘器内部的空气单相流场,空气—粉尘颗粒两相流场和空气一水雾颗粒一粉尘颗粒三相流场进行数值分析研究,全面考察了井下除尘器的内流场,结果表明除尘器内流场的分布情况复杂,百叶窗脱水器通道内存在一些涡流和回流区域;在除尘器过滤装置两侧存在扰流;通过对比加入喷淋和未加喷淋时粉尘颗粒的运动轨迹,从中可以看出该除尘器除尘效果明显。然后利用数学方法对除尘器过滤装置的除尘过程进行数学推导,从而进行对过滤装置的优化设计,发现可以适当增加过滤装置厚度,选用填充率高的不锈钢钢丝纤维来优化过滤装置,以提高其除尘效率。论文通过FLUENT软件的数值模拟仿真,结合理论创新性的研究与探索后发现,井下湿式除尘器具有体积小,除尘效率高,不易堵塞,易于生产制造等优点。对于井下湿式除尘器的推广应用以及优化设计提供了明确的指导方向,对多相流的理论扩充和除尘技术的发展和进步也有积极的意义。

随着矿山开采的发展,矿山的开采深度和层数也在不断增加,这就造成原有溜井防尘控尘方案已不能满足现在矿山防尘工作的需要。而溜井粉尘不论在粉尘浓度方面还是在冲击力方面都比一般粉尘带来的危害要严重的多,不仅会带来严重的粉尘污染,还可能会造成矿井事故。因此,研究溜井粉尘控制技术,对矿山发展具有重要意义。本文以某铁矿为实际研究背景,依托于"地下矿山生产过程自动控制与优化方法研究"科研项目。在调研了国内外粉尘治理先进技术的基础上,针对某铁矿的实际需求和现有条件,利用干雾除尘技术,设计了溜井干雾除尘控制系统,实现了矿井-280米采层溜井卸矿硐室的粉尘控制。首先,本文对溜井粉尘的产生机理及其特点进行了分析。针对某铁矿-280米采层的实际情况,结合矿井溜井卸矿的具体过程,分析并定义了两种溜井除尘工况:本层机车卸矿除尘和其他采层放矿除尘。并介绍了溜井干雾除尘技术的主要原理:液滴捕尘和异质核化。其次,根据溜井卸矿的实际情况和干雾除尘技术的原理分析,提出了系统需求。在此基础上,本文完成了溜井干雾除尘控制系统的总体方案设计,硬件设计和软件设计。然后,进行了系统参数的优化设计。由于系统除尘效果主要取决于水压和气压,需要对其进行优化设计以实现高效除尘。本文以系统除尘效率最大为优化目标,建立了基于SVM误差补偿的并行结构混合模型,采用人工鱼群算法(AFSA)对系统水压和系统气压进行了优化设计,利用MATLAB进行了优化设计的仿真分析。最后,完成了系统设计与实现。其中,干雾设备是由某公司按照系统设计配合生产的,控制器由C8051F120,CP2200,MAX232,MAX485等芯片构成。上位机软件采用CS构架,使用SQLSever数据库实现对数据的处理操作,应用VisualBasic进行了监控界面的软件开发。经过实验室联调,现场调试后,实现了预期除尘效果,获得了矿山企业的高度赞扬。

石灰湿烟气脱硫是最经济实用的方法之一,但石灰湿烟气脱硫存在的问题也非常突出,比如管路系统结垢,喷头堵塞磨损等,石灰水pH值越高,越容易结垢堵塞。为解决上述结垢堵塞等问题,对烟气脱硫除尘水的结垢特性进行了分析,提出了减轻或避免高pH值石灰湿法烟气脱硫结垢的办法,具体的工艺原理和流程图并实施成功。其基本原理就是利用光滑塑料管道,高流速和清水反冲洗,让结垢物充分沉积(集)于泵阀,管路之外的地沟和沉淀池内。

在卧式铣床上配置除尘系统对干铣削产生的粉尘进行控制与处理,为了提高除尘系统吸风罩对粉尘的吸附能力,基于FLUENT软件对铣刀铣削时的气流速度场进行数值模拟,根据气流速度矢量的分布情况并结合吸风罩的设计原理,设计出3种不同扩散角的吸风罩;对3种吸风罩所产生抽吸气流的速度场进行对比分析,结果表明当吸风罩扩散角为60°时,罩内气流速度分布比较均匀,气流能够较好地充满罩内空间,且气流从连接管口至罩口的速度衰减量较小,有利于提高吸风罩的吸尘效果。