CN107167198B - 确定喷雾降尘系统喷雾量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，通过称重并计算确定不同含水率对应的粉尘量系数，并绘制该物料的含水率与粉尘量系数之间的关系的图表，并得出该物料在不扬尘时的含水率的最小数值，以便于在确定喷雾降尘系统喷雾量的过程中通过查表以及得出最少喷雾量。通过测定物料含水率和粉尘量的关系，找出控制物料粉尘量所需要的含水率，在知道物料的重量和实际的含水率后，就可计算出物料所需喷雾量。相对于目前使用的喷雾降尘系统，本发明可根据不同的物料、不同的含水率、不同的降尘要求，精确的控制喷雾量的大小，不仅能满足降尘要求，同时还可控制物料的含水率，解决了物料过湿影响使用和水资源浪费严重的问题。

Description

确定喷雾降尘系统喷雾量的方法

技术领域

本发明涉及粉尘处理技术领域，具体的说，涉及一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法。

背景技术

一些散状物料(如煤)在装卸和转运等过程中都会产生扬尘，这样不仅破坏了生态环境，同样也影响着人类的健康。目前，常采用的一种抑制粉尘的方法是——喷雾抑尘，即采用雾化喷头对扬尘点或物料表面喷射水雾，使得物料表面湿润达到抑制粉尘目的。

同一种物料在不同含水率下，在运输、装卸过程中产生的粉尘量大小是不一样的。不同物料在相同含水率下产生的粉尘量大小也是不一样的。然而，现有的喷雾抑尘方法基本参照工程经验来设计喷嘴数量和喷雾量，未充分考虑物料含水率与扬尘的关系，从而造成喷雾量过多，浪费水资源；或者喷雾量太小达不到抑尘效果。众所周知，在相同条件下，物料的含水率越高，产生的粉尘量越少，当物料达到一定含水量时，在装卸和转运中就不会再产生扬尘。若能找到含水率与扬尘的关系，就能够在准确地控制喷雾量。

因此，如何确定物料喷雾量，以抑尘的同时降低浪费，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，以抑尘的同时降低浪费。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其包括步骤：

称取一定量筛分后的物料，对物料进行干燥至含水量为0；

将干燥后的物料均分成若干份，并密封存放；

将均分后的物料配比成不同的含水率的配比物料；

取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理；

获取收集到的粉尘的重量△m；

计算粉尘量系数F₁:F₁＝△m/m₀₁×100000；

重复上述步骤，检测不同含水率的配比物料，并获得对应的粉尘量系数；

绘制以含水率和粉尘系数中一者为横坐标，另一者为纵坐标的图表，并将测得的数据点绘制在图表中，将绘制的数据点连线，得到物料粉尘系数和含水率的关系表；

检测出该物料不产生扬尘的最小含水率WB₀；再检测需要喷雾处理的物料的实际含水率WB_a，物料的重量为m_w，根据含水率计算公式，可以推导计算出为了消除扬尘而所需要的最少喷雾量m_s，m_s＝m_w*(WB₀-WB_a)/(1-WB₀)。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述配比物料采用扬尘装置进行扬尘处理，所述扬尘装置包括：

用于盛放配比物料的物料存储装置；

驱动所述物料存储装置转动以搅动所述配比物料的驱动装置；

与所述物料存储装置内部连通的粉尘收集装置；

用于将所述物料存储装置中产生的粉尘吸入所述粉尘收集装置内的抽风机。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述物料存储装置为转动设置的滚筒，所述滚筒内具有隔板。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述粉尘收集装置包括滤袋箱和设置在所述滤袋箱内的滤袋，所述滤袋与所述物料存储装置内部连通。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述滤袋与所述物料存储装置通过中空的转轴连通。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述驱动装置包括：

固定安装于所述转轴上的皮带轮；

驱动电机；

套设在所述皮带轮和所述驱动电机输出端的主动轮上的皮带。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述抽风机与所述滤袋箱之间的管路上设置有流量计、流量调节阀和三通阀，且所述三通阀一端连接所述滤袋箱一端连接所述抽风机另一端与大气压连通。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，在步骤：取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理，之前还包括步骤：

启动抽风机，并根据流量计显示的数值调节流量调节阀和补气阀的开度，使流通粉尘收集装置的空气流量满足测量要求；

调整驱动装置的转速，使物料存储装置的转速符合测量要求。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述步骤：获取收集到的粉尘的重量△m，具体包括：

分别称量所述粉尘收集装置收集粉尘前的重量m_b1和收集粉尘后的重量m_c1。

优选地，上述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法中，所述扬尘处理具体包括步骤：

将其中一份配比物料放入物料存储装置中，启动抽风机，待抽风机满负荷运转后，启动驱动装置，驱动物料存储装置转动；

在预设时间后关闭抽风机，延时几秒后，关闭驱动装置。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，包括步骤：称取一定量筛分后的物料，对物料进行干燥至含水量为0；将干燥后的物料均分成若干份，并密封存放；将均分后的物料配比成不同的含水率的配比物料；取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，称量未使用的粉尘收集装置的重量并记录m_b1，并将称重后的配比物料放入物料存储装置中，启动驱动装置使物料存储装置转动；物料存储装置转动预设时间后，关闭抽风机，延时预设时间后，关闭驱动装置；称量收集有粉尘的粉尘收集装置的重量m_c1；计算粉尘量系数F₁:F₁＝(m_b1-m_c1)/m₀₁×100000；重复上述步骤，检测不同含水率的配比物料，并获得对应的粉尘量系数；绘制图标，绘制以含水率和粉尘系数中一者为横坐标，另一者为纵坐标的图表，并将测得的数据点绘制在图标中，将绘制的数据点连线，得到物料粉尘系数和含水率的关系表。通过上述步骤可实现采用获取物料粉尘量系数的装置而获取所试验物料的粉尘系数，并且还获取的了粉尘系数与物料含水率之间的关系，为了确定喷雾降尘系统的喷雾量，还包括以下步骤：检测出物料不产生扬尘的最小含水率WB₀；再检测需要喷雾处理的物料的实际含水率WB_a，物料的重量为m_w，根据含水率计算公式，可以推导计算出为了消除扬尘而所需要的最少喷雾量m_s，m_s＝m_w*(WB₀-WB_a)/(1-WB₀)。

可通过检测所需喷雾处理的物料的含水率，并在表中查找对应的不扬尘的粉尘系数，通过计算得出最少喷雾量。通过该方法可有效保证在满足抑尘的目的的同时避免浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的含水率与粉尘量系数对应的图表；

图2为本发明实施例提供的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的扬尘装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，以抑尘的同时降低浪费。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明公开了一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，包括以下步骤，具体地：

步骤S1：称取一定量筛分后的物料，对物料进行干燥至含水量为0。

对于散状物料常采用的烘干方式为将物料放置到烤箱中，以设定温度(例如105℃)烘干一段时间，将物料中的水分蒸发掉，直至被测物料的重量不再随烘烤时间延长而发生变化时(例如一小时内物料重量没有发生变化)则认为物料被充分干燥，此时物料的含水量为0。

其中，在称取物料时，需要将物料中直径大于5mm的颗粒物料筛分出去，以保证测量的准确性。

步骤S2：将干燥后的物料均分成若干份，并密封存放，将均分后的物料配比成不同的含水率的配比物料。

为了检测不同含水率的粉尘的量，需要配比不同的含水率的物料，具体地，可分为5份，每份放入一个塑料袋中密封存放，以待使用。对于每份物料的重量和体积可根据不同的需要进行设定，本申请是按体积对物料进行均分的，在实际中，可将每份物料的体积设置为1L。

对密封后的物料进行处理，具体的，配制成不同含水率的配比物料，例如：WB₁为1％，WB₂为3％，WB₃为5％，WB₄为10％，WB₅为15％。在实际中，可根据不同的物料以及不同的要求配制不同的含水率的配比物料。对于含水率不同的配比物料的个数可根据不同的需要进行设定，只要能够最终确定不扬尘时的物料的含水率是多少即可。

现有技术中，散状物料的含水率的计算公式为：WB＝m_s/m_w，

WB——含水率；

m_s——物料中所含水分的重量；

m_w——物料的总重量；

而m_s＝m_w-m_a，其中，m_a——含税率为0时的物料重量。

通过上述公式，得出：

WB＝(m_w-m_a)/m_w；

上述步骤可知，WB和m_a，通过计算可以得出m_w，从而可以得出含水率为0时配制不同的含水率时所需的水的重量。

步骤S3：取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理。

为了获取含水率与扬尘量之间的关系，需要对配比好后的配比物料进行扬尘处理，以检测扬尘量。

在实际中可根据不同的扬尘设备进行扬尘处理，本申请的核心在于测得扬尘量系数与含水率之间的关系，并结合该关系确定喷雾降尘系统的喷雾量。

如图3所示，在一优选的实施例中，公开了一种具体的扬尘装置，具体包括：物料存储装置、驱动装置、粉尘收集装置和抽风机12。其中，物料存储装置用于盛放配比物料，驱动装置驱动物料存储装置转动，以搅动配比物料，而抽风机12可将扬起的粉尘吹入粉尘收集装置中。对于扬尘装置的连接关系，物料存储装置与驱动装置连接，物料存储装置的内部与粉尘收集装置连通。

本领域技术人员可以理解的是，对于扬尘装置可根据不同的需要进行设置，且均在保护范围内。

在具体的实施例中，上述的配比物料存储装置为转动设置的滚筒1，并且该滚筒1内设置有隔板。将配比物料放入到滚筒1中，滚筒1转动使物料在滚筒1中搅动，为了更好的使物料滚动均匀，在滚筒1内设置了隔板，在隔板的作用下可将物料带到滚筒1内更高的位置，保证扬尘的效果。

本申请中的粉尘收集装置具体包括滤袋箱5和设置在滤袋箱5内的滤袋6，并且该滤袋6与物料存储装置内部连通，以保证粉尘进入滤袋6内。将滤袋6设置在滤袋箱5内可防止外界粉尘对滤袋6的污染，提高了检测的准确性。在实际中也可采用其他的粉尘收集装置，对于能够收集粉尘的所有的粉尘收集装置均在保护范围内。

为了实现粉尘收集装置与物料存储装置内部的连通，在一具体实施例中，将滤袋6与物料存储装置通过中空的转轴4连通。在实际中，也可通过管路连通。采用中空的转轴4连通，不仅可以实现粉尘的流通，还可通过驱动装置驱动转轴4的转动而带动滚筒1转动，实现对滚筒1的驱动。对于滚筒1的驱动方式有很多中，只要能够实现滚筒1转动的驱动装置均在保护范围内。

进一步的实施例中公开了一种具体的驱动装置，包括：皮带轮31、驱动电机33和皮带32，其中，皮带轮31固定安装于中空的转轴4上，驱动电机33的输出端具有主动轮，皮带32套设在皮带轮31和主动轮上。由于驱动电机33的输出轴的转速较快，为了保证滚筒的转速，在驱动电机33的输出端连接了减速箱。当驱动电机33启动时，根据设定的所需的转速稳定运转，同时通过皮带32带动皮带轮31转动，从而实现滚筒1的转动。采用本申请的方式可简化装置。

在抽风机12和滤袋箱5之间的管路7上还设置有流量计8、流量调节阀9和三通阀10，其中，该三通阀10的一端连接滤袋箱5，一端连接抽风机12，另一端与大气压连通。

上述扬尘装置的连接方式为：

转轴4的进口与滚筒1的出口相连；转轴4的出口与滤袋箱5的进口相连；皮带轮31套在转轴4上，通过皮带32与驱动电机33连接，驱动转轴4转动；第一轴承座安2装在滚筒1和皮带轮31之间，用于支撑转轴4；第二轴承座安装在皮带轮31和滤袋箱5之间，用于支撑转轴4另一侧；滤袋6安装在滤袋箱5内；滤袋箱5的出口与管路7的进口相连，管路7的出口与流量计8的进口相连；流量计8的出口与流量调节阀9的进口相连，流量调节阀9的出口与三通阀10的进口相连，三通阀10的一个出口通过管道与抽风机12相连；三通阀10的另一个出口通过管道与补气阀11的出口相连；补气阀11的进口与大气连通。

结合上述的装置本申请中的扬尘处理具体包括步骤：

步骤S31：将其中一份配比物料放入物料存储装置中；启动抽风机，待抽风机满负荷运转后，启动驱动装置，驱动物料存储装置转动。

具体的，将配比物料放入滚筒中，启动抽风机，待抽风机满负荷运转后，启动驱动装置，驱动皮带和皮带轮，带动转轴和滚筒旋转，以实现配比物料的扬尘。

步骤S32：在预设时间后关闭抽风机，延时几秒后，关闭驱动装置。

上述设置可保证产生的粉尘被尽量吹入粉尘收集装置，防止粉尘堆积在物料存储装置和中空的转轴中，即保证粉尘能够被尽量的收集起来，以提高检测的准确性。

步骤S4：获取收集到的粉尘的重量△m。

对于收集到的粉尘的重量可通过直接测量收集的粉尘的重量而得到，也可通过称量计算物料存储装置中减少的重量得到，也可通过称量计算粉尘收集装置增加的重量得到。

例如以称量计算粉尘收集装置的重量差得到，具体的，在将粉尘收集装置的滤袋与主轴安装前，称量一下滤袋的重量m_b1，在扬尘处理完成后，再称量一下滤袋的重量m_c1，粉尘的重量△m＝m_b1-m_c1。

在实际中，可通过检测物料存储装置中减少的重量和粉尘收集装置增加的重量两者的平均值得出，以提高检测的准确性。

步骤S5：计算粉尘量系数F₁:

F₁＝△m/m₀₁×100000。

其中，△m＝m_b1-m_c1。

步骤S6：重复上述步骤，检测不同含水率的配比物料，并获得对应的粉尘量系数。

具体地，WB₁为1％时对应的粉尘系数为F₁，WB₂为3％时对应的粉尘系数为F₂，WB₃为5％时对应的粉尘系数为F₃，WB₄为10％时对应的粉尘系数为F₄，WB₅为15％时对应的粉尘系数为F₅。

以上述配制的5个不同的含水率为例，通过上述步骤得到对应的粉尘量系数。

步骤S7：绘制以含水率和粉尘系数中一者为横坐标，另一者为纵坐标的图表，并将测得的数据点绘制在图表中，将绘制的数据点连线，得到物料粉尘系数和含水率的关系表。

在实际中，可以含水率为横坐标，粉尘系数为纵坐标(对数坐标)，如图1所示。在图表上绘制出上述测试得到数据(WB₁，F₁)，(WB₂，F₂)，…(WB_i，F_i)，并绘制一条直线通过上述数据点。以煤炭为例，通过对大量的物料进行检测和工程验证发现，当粉尘系数≤10时，物料在装卸、转运过程中不会产生扬尘。在此图表1中，可以找到粉尘系数为10时对应的含水率WB₀。相反地，当该物料的含水率≥WB₀时，物料在装卸、转运过程中是不会产生扬尘的。

通过上述步骤可获取所试验物料的粉尘系数，并且还获取的了粉尘系数与物料含水率对应的关系。在实际中，对于同种物料在相同条件下，不同重量的物料的不扬尘的含水率是相同的。

步骤S8：检测出物料不产生扬尘的最小含水率WB₀，并计算消除扬尘而所需要的最少喷雾量m_s。

具体地，检测出物料不产生扬尘的最小含水率WB₀，本领域技术人员可以理解的是，对于不同的物料不产生扬尘的最小含水率的值是不同的，本申请中不产生扬尘的风量是以实际工业中常遇到的风量进行设定的。

然后，检测需要喷雾处理的物料的实际含水率WB_a，物料的重量为m_w，根据含水率计算公式，可以推导计算出为了消除扬尘而所需要的最少喷雾量m_s，m_s＝m_w*(WB₀-WB_a)/(1-WB₀)，其中，WB₀为查表得出的。

上述公式的推导过程如下：

假设重量m_w的物料其含水率为WB_a，则将物料烘干后的干燥物料重量m_g：

m_g＝m_w×(1-WB_a)；

假设喷射水雾量ms后的含水率达到WB₀；则

mg＝(m_w+m_s)×(1-WB₀)；

即

m_w×(1-WB_a)＝(m_w+m_s)×(1-WB₀)

公式化简后得到；

m_s＝m_w×(WB₀-WB_a)/(1-WB₀)。

通过上述方法的建立可确定含水率、粉尘量系数和喷雾量的数学关系，从而科学地、准确地根据不同的物料、相同物料不同的含水率计算出对应的喷雾量，真正实现精确控制喷雾量，有效保证在满足抑尘的目的的同时避免浪费。

在上述技术方案的基础上，结合公开的装置，本申请中的步骤S3：取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理，之前还包括步骤：

步骤S031：启动抽风机，并根据流量计显示的竖直调节流量调节阀和补气阀的开度，使流通粉尘收集装置的空气流量满足测量要求。

该设置方式以对设定整个扬尘装置内流通速度，对于具体的设定可根据实际工业中常遇到的风量或者物料搬运、装卸过程中的扬尘的风量进行设定，以保证获取的粉尘量系数比较接近实际工业操作中的值，从而提高测量的准确性，保证后续对喷雾量确定的准确性。

步骤S032：调整驱动装置的转速，使物料存储装置的转速符合测量要求。

该设定也需要参照实际工业中对物料搅动的力度进行设定，以保证获取的粉尘量系数比较接近实际工业操作中的值，从而提高测量的准确性，保证后续对喷雾量确定的准确性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，包括步骤：

称取一定量筛分后的物料，对物料进行干燥至含水量为0；

将干燥后的物料均分成若干份，并密封存放；

将均分后的物料配比成不同的含水率的配比物料；

取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理；

获取收集到的粉尘的重量△m；

计算粉尘量系数F₁:F₁＝△m/m₀₁×100000；

重复上述步骤，检测不同含水率的配比物料，并获得对应的粉尘量系数；

绘制以含水率和粉尘系数中一者为横坐标，另一者为纵坐标的图表，并将测得的数据点绘制在图表中，将绘制的数据点连线，得到物料粉尘系数和含水率的关系表；

检测出该物料不产生扬尘的最小含水率WB₀；再检测需要喷雾处理的物料的实际含水率WB_a，物料的重量为m_w，根据含水率计算公式，可以推导计算出为了消除扬尘而所需要的最少喷雾量m_s，m_s＝m_w*(WB₀-WB_a)/(1-WB₀)。

2.根据权利要求1所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述配比物料采用扬尘装置进行扬尘处理，所述扬尘装置包括：

用于盛放配比物料的物料存储装置；

驱动所述物料存储装置转动以搅动所述配比物料的驱动装置；

与所述物料存储装置内部连通的粉尘收集装置；

用于将所述物料存储装置中产生的粉尘吸入所述粉尘收集装置内的抽风机。

3.根据权利要求2所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述物料存储装置为转动设置的滚筒，所述滚筒内具有隔板。

4.根据权利要求2所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述粉尘收集装置包括滤袋箱和设置在所述滤袋箱内的滤袋，所述滤袋与所述物料存储装置内部连通。

5.根据权利要求4所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述滤袋与所述物料存储装置通过中空的转轴连通。

6.根据权利要求5所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述驱动装置包括：

固定安装于所述转轴上的皮带轮；

驱动电机；

套设在所述皮带轮和所述驱动电机输出端的主动轮上的皮带。

7.根据权利要求4所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述抽风机与所述滤袋箱之间的管路上设置有流量计、流量调节阀和三通阀，且所述三通阀一端连接所述滤袋箱一端连接所述抽风机另一端与大气压连通。

8.根据权利要求2-7任一项所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，在步骤：取其中一份配比物料称重并记录m₀₁，并对称重后的配比物料进行扬尘处理，之前还包括步骤：

启动抽风机，并根据流量计显示的数值调节流量调节阀和补气阀的开度，使流通粉尘收集装置的空气流量满足测量要求；

调整驱动装置的转速，使物料存储装置的转速符合测量要求。

9.根据权利要求2-7任一项所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述步骤：获取收集到的粉尘的重量△m，具体包括：

分别称量所述粉尘收集装置收集粉尘前的重量m_b1和收集粉尘后的重量m_c1。

10.根据权利要求2-7任一项所述的确定喷雾降尘系统喷雾量的方法，其特征在于，所述扬尘处理具体包括步骤：

将其中一份配比物料放入物料存储装置中，启动抽风机，待抽风机满负荷运转后，启动驱动装置，驱动物料存储装置转动；

在预设时间后关闭抽风机，延时几秒后，关闭驱动装置。