干雾主机抑尘技术原理介绍
干雾抑尘是采用压缩空气双流体超声波技术使水雾化成超细的水滴,超声波雾化水雾粒径小,其粒径<10μm,与空气接触面积大,雾化密度高,能使含尘区湿度迅速达到饱和,不仅能满足改善呼吸性粉尘湿润性所需要的条件,还能通过云物理学、空气动力学的输送等多种机理实现“呼吸性粉尘”的捕集。此技术除尘效率高,特别是对于微细粒径的呼吸性粉尘,除具有传统湿式除尘器优点之外,更主要的优点是:其雾化水颗粒粒径特别小,容易与粉尘颗粒结合而凝聚沉降下来。
干雾抑尘理论依据
根据美国《煤炭时代杂志》发表的题为“科罗拉多矿业学院解决可吸入尘埃的控制”一文中提到:水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大为原理,水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时,尘埃颗粒随气流运动时与水雾颗粒发生碰撞、吸附、凝结,形成的尘埃团在重力作用下降落,从而达到过滤尘埃的目的。
系统组成
(1)电控系统
★负责电力分配与设备保护,集成过载、短路保护电路,确保系统安全运行。
(2)多功能控制系统
★以PLC(可编程控制器)为核心,执行喷雾逻辑控制、模式切换及参数调整。
★支持远程通信协议(如Modbus、以太网),实现与上位机或工业物联网平台的数据交互。
(3)过滤器堵塞监测系统
★ 实时监测气、水过滤器状态,堵塞时自动报警或切换备用通路,避免停机。
(4)流量控制系统
★ 通过流量传感器和调节阀动态控制气、水流量,保证喷雾参数精确稳定。
操作与控制功能
(1)双模式操作
★自动模式:接收粉尘浓度传感器、红外感应器或中央控制系统的触发信号,自动启停喷雾。
★手动模式:通过面板按钮或触摸屏直接操控,适用于调试或应急场景。
(2)参数可编程性
★通过PLC接口自定义喷雾周期、持续时间、管道吹扫频率等,适应不同工况需求。
★ 可设置定时喷雾或间歇喷雾策略,优化能耗与抑尘效果。
(3)管道吹扫保护
★ 喷雾结束后自动吹扫管道残留水汽,防止喷嘴堵塞,延长设备寿命。
人机交互与监控
(1)触摸屏界面
★ 实时显示运行参数(压力、流量、故障代码)、系统状态及能耗数据。
★支持参数修改、历史数据查询及多语言切换,降低操作门槛。
(2)故障诊断与报警
★ 内置自检程序,对气源不足、水源中断、过滤器堵塞等异常状态实时报警。
★提供故障处理指南,缩短维护响应时间。
集成化与扩展性
(1)自动化联动
★通过I/O接口或通信模块与现场设备(如皮带机、破碎机)联动,实现粉尘源头精准控制。
(2)远程监控
★ 支持接入DCS、SCADA系统或云平台,远程监控设备运行状态,实现集中管理。
干雾抑尘VS传统除尘装置对比分析
干雾抑尘技术通过精细化雾滴与粉尘颗粒的高效结合,革新了传统除尘模式,其核心优势体现在源头治理、效率提升、节能环保及综合成本控制等方面。以下从技术原理、应用场景和实际效益维度展开对比:
技术原理
技术指标 | 微米级干雾抑尘 | 传统除尘装置(布袋/旋风/湿式) |
作用机制 | 通过1-10μm干雾颗粒与粉尘惯性碰撞、布朗扩散、静电吸附实现捕集 | 依赖过滤材料截留(布袋)、离心力分离(旋风)或水膜拦截(湿式) |
作用位置 | 源头治理:直接在起尘点(如输送带、落料口)形成雾幕覆盖粉尘 | 末端治理:粉尘扩散后通过管道收集至设备集中处理 |
能耗核心 | 压缩空气+水雾协同作用,能耗集中于气液混合系统 | 依赖高风量风机(布袋/旋风)或大水量泵(湿式) |
核心优势解析
(1)源头抑尘,精准高效
传统痛点:粉尘已扩散至空中,需大功率风机抽吸,易造成车间气流紊乱。
干雾方案:在落料点、破碎机等关键位置实时喷出微米级雾帘,直接抑制粉尘逸散,避免二次扩散。
(2)超细粉尘高效捕获(10μm以下效率>96%)
物理机制:雾滴直径(5-10μm)与可吸入粉尘(PM10-PM2.5)粒径相近,通过惯性碰撞(大颗粒)和扩散吸附(亚微米级)双重作用提升捕集率。
传统局限:布袋除尘对<5μm颗粒效率骤降(仅70-85%),湿式除尘因雾滴过大(50-200μm)难以捕捉微尘。
(3)干雾特性与雾池效应
技术关键:干雾颗粒因表面张力高、蒸发慢,可在空气中悬浮数十分钟,形成持续抑尘的“雾池”。
对比传统:常规水雾因颗粒大、沉降快,需持续大量喷水,导致物料过湿。
(4)超低水耗与物料保护
数据对比:耗水量仅0.02-0.05%物料重量(传统湿式除尘达0.5-2%),避免煤炭热值损失或矿石结块。
(5)紧凑设计与智能控制
系统集成:模块化设计(主机+喷嘴组)占地<5㎡,支持PLC自动调节雾量,适应粉尘浓度波动。
传统弊端:布袋除尘需数千平方米厂房,且人工清灰频次高。
(6)安全与节能增效
防爆设计:干雾抑制粉尘云浓度,使爆炸下限(LEL)下降50%以上,减少消防设备投入。
热损失对比:传统负压除尘抽排车间热空气,冬季补热能耗增加30%;干雾系统无气流外排,车间温度稳定。
典型应用场景
(1)无组织排放治理
场景优势:开放式堆场、装卸作业区(传统除尘无法密闭的区域)。
(2)高价值物料处理
场景优势:制药、食品行业(需避免物料污染),干雾抑尘无需接触物料,无交叉污染风险。
(3)低温/高湿度环境
场景优势:干雾不增加空气湿度,避免冬季结冰(传统湿式除尘易冻结管道)。
经济效益对比(以年运行成本计)
项目 | 干雾抑尘 | 布袋除尘 | 湿式除尘 |
设备投资(万元) | 50-100 | 200-500 | 150-300 |
能耗成本 | 10-15万元 | 30-80万元 | 25-50万元 |
维护费用 | <5万元 | 15-30万元 | 10-20万元 |
综合节支率 | — | 40-60% | 50-70% |
干雾抑尘超声波喷嘴简介
超声波喷头是一种利用空气驱动液体穿越喷头的超声波区域从而达到雾化效果的喷头,压缩空气从喷头尾部进入喷头腔体,在通过喷嘴腔体时压缩并吸入液体,并以超音速的速度通过喷头头部,当气体速度超过音速时,产生音爆和超声波震荡,液体通过喷头时被打碎成微小颗粒,进入音爆区域后,被进一步震荡为直径为1~10微米的雾滴,从喷头头部喷出干雾。超声波喷头整体由不锈钢制造而成,内部没有运转部件,使用寿命长达数十年,并且喷头内部的超声波震荡使得喷嘴具有极强的自清洁功能,长年使用,喷头不会堵塞。
超声波喷嘴由加压气体激活:压缩空气或蒸汽。空气以高速通过会聚/发散部分穿过喷嘴的内孔并膨胀到谐振腔中,在那里它被反射回以补充和放大主激波。结果是在喷嘴主体和谐振器盖之间聚焦的声能场增强。任何能够被泵入冲击波的液体都会被声场强力剪切成细小的液滴。绕过谐振器的空气将雾化的液滴以柔软的羽状喷雾形式带到下游。液滴具有低质量和低前进速度以及低冲击特性。精细雾化确保液体的均匀分布,最大限度地减少过度喷雾和浪费。
超声波雾化喷嘴在非常低的液体压力下运行并具有大孔口。大孔口和低压实际上消除了孔口磨损并防止雾化质量下降,同时显着延长喷嘴寿命。超声波雾化喷嘴的一大优势是它们能够在很宽的流量范围内提供一致的雾化质量。50比1的调节比是可能的。通过改变气压,雾化质量可以从粗雾(50到 300 微米)到超细干雾(1到10微米)不等。
(皮带机头及落料点安装示意图)