CN108187514B - 一种粉尘发生系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粉尘发生系统及其处理方法，所述系统包括气流发生装置、粉尘发生装置、浓度传感器、控制系统、反馈系统和孔径调节器，所述粉尘发生装置包括粉尘容纳器和粉尘发生仓，所述粉尘容纳器位于粉尘发生仓的上方，所述粉尘容纳器底部设有粉尘流动孔，所述孔径调节器与粉尘流动孔相连。本发明所述粉尘发生系统通过装置的连接与搭配，尤其是粉尘发生仓与粉尘容纳器的设计，减小了设备空间，避免了粉尘容纳器内的粉尘被吹散；所述系统可以调节输出粉尘的浓度，使粉尘浓度维持均匀稳定，而不满足设定浓度的粉尘通过回收，既避免了其进入实验系统，又可二次利用，避免了材料的浪费。

Description

一种粉尘发生系统及其处理方法

技术领域

本发明属于大气污染研究技术领域，涉及一种粉尘发生系统及其处理方法。

背景技术

目前细颗粒物的产生主要来自于工业生产，如燃煤电厂及钢铁行业，针对细颗粒物污染现象的治理，我国主要采用高效除尘装置来进行控制，包括静电除尘器、布袋除尘器、湿式除尘器和旋风除尘器等。为了提高除尘器的工作性能和捕集效率，需要进行大量关于除尘的实验，而除尘实验的基本条件就是要能够形成均匀稳定的粉尘。

目前的实验研究多采用粉尘发生器和空气压缩机搭配使用来完成粉尘的发生，但粉尘发生器的发尘量不稳定，粉尘浓度可调性较差，且在浓度调节过程中需手动调节，操作不方便且缺少准确性，同时在调节过程中未满足实验所需浓度的粉尘也会进入实验装置，给实验造成系统误差。CN 206262506 U公开了一种固体细颗粒气溶胶发生发送系统，该系统采用轴流风机对气溶胶强制循环，保证了气溶胶颗粒密度的均匀性；气溶胶储罐较大使气溶胶颗粒浓度的下降较小，但该系统控制较为不便，且对不同粒径的粉尘选择性较差。CN202070332 U公开了一种可以调节粉尘量的气溶胶发生装置，包括贮灰筒、送灰装置和残留粉尘斗，该装置结构简单，粉尘发尘量可以任意调节，稳定性好，但是粉尘发尘量不能自动调节，且无法对粉尘进行选择性发送。

综上所述，粉尘发生装置的研究还需要以能实现粉尘浓度自动化调节和筛选为目标，在保证准确性的同时，尽可能使装置操作简便，成本较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种粉尘发生系统及其处理方法。本发明所述系统通过不同装置的连接与搭配，可以对粉尘的浓度进行调节，实现粉尘均匀稳定地发生，避免了粉尘原料的浪费，也有利于后续实验的准确性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种粉尘发生系统，所述系统包括气流发生装置、粉尘发生装置、浓度传感器、控制系统、反馈系统和孔径调节器，所述粉尘发生装置包括粉尘容纳器和粉尘发生仓，所述粉尘容纳器位于粉尘发生仓的上方，所述气流发生装置、粉尘发生仓、浓度传感器、控制系统、反馈系统和孔径调节器依次相连，所述粉尘容纳器底部设有粉尘流动孔，所述孔径调节器与粉尘流动孔相连。

本发明中，通过各装置的连接与搭配使用，构成了一种浓度可调节的粉尘发生系统。其中，气流发生装置位于系统的前段，为整个系统提供均匀持续的风量；与气流发生装置相连的粉尘发生装置分为上下两部分，上部分为粉尘容纳器，用来存储粉尘，粉尘容纳器正下方为粉尘发生仓，此种设计可避免粉尘容纳器中的粉尘在气流发生装置的作用下被吹散，使得粉尘可均匀稳定的进入下一装置单元。同时，粉尘发生仓的容积较小，在气流发生装置的作用下，仓内粉尘可立即被喷出。

本发明中，浓度传感器可将传递过来的粉尘以及粉尘浓度转化成的电信号传递给控制系统，所述控制系统具有信号传递和控制功能，会针对不同浓度的粉尘做出相应的处理，符合预先设定浓度的粉尘可以直接排出，粉尘浓度不满足预先设定浓度时，控制系统将电信号依次传递给反馈系统和孔径调节器。

由于粉尘容纳器底部设有粉尘流动孔，孔径调节器可以通过改变粉尘流动孔的大小，调节进入粉尘发生仓的粉尘量，从而保证粉尘发生浓度的均一稳定。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述气流发生装置、粉尘发生仓、浓度传感器和控制系统通过输送管依次相连，所述浓度传感器、控制系统、反馈系统、孔径调节器和粉尘流动孔通过信号线依次相连。

本发明中，所述系统有粉尘传递和信号传递两种途径，因此不同的装置会采用相应的连接形式，根据装置的种类及其所起的作用，有粉尘通过的装置之间采用输送管相连，有信号通过的装置之间采用信号线相连。

作为本发明优选的技术方案，所述气流发生装置包括鼓风机，所述鼓风机可以控制风速和压力，为粉尘发生提供均匀持续的风量。

优选地，所述粉尘容纳器内部设有搅拌杆，所述搅拌杆可以匀速转动，并且其转速可控。

优选地，所述控制系统上部设有第一出尘开关，下部设有第二出尘开关，所述第一出尘开关和第二出尘开关均与系统出口相连。

本发明中，控制系统连接的两条粉尘输送通道上分别设置有第一出尘开关和第二出尘开关，上方的第一出尘开关连接系统出尘口，下方的第二出尘开关连接粉尘回收口。系统运行时，所述第一出尘开关和第二出尘开关始终保持相对状态，二者不会同时打开或同时关闭。

作为本发明优选的技术方案，所述系统还包括粉尘回收装置，所述粉尘回收装置与第二出尘开关相连，粉尘回收装置可以从系统中取下，及时处理回收的粉尘。

优选地，所述粉尘回收装置的底部材质为有机滤膜，能使排出的气体正常流动而将粉尘回收。

另一方面，本发明提供了一种粉尘发生方法，所述方法采用上述粉尘发生系统来进行，具体包括以下步骤：

(1)粉尘发生装置中的粉尘在气流发生装置的作用下进入浓度传感器，粉尘浓度转化为电信号；

(2)步骤(1)中的粉尘及其电信号进入控制系统，当粉尘浓度符合控制系统中设定的浓度时，粉尘从控制系统排出；当粉尘浓度不符合控制系统中设定的浓度时，粉尘进行回收，同时控制系统将信号依次传递给反馈系统和孔径调节器，改变粉尘流动孔的孔径；

(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至粉尘浓度符合设定的浓度。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述粉尘由粉尘容纳器中的粉尘经过粉尘流动孔进入粉尘发生仓后，由鼓风机喷出。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述粉尘浓度符合设定浓度时，所述控制系统的第一出尘开关打开，第二出尘开关关闭，所述粉尘从第一出尘开关排出。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述粉尘浓度不符合设定浓度时，所述控制系统的第一出尘开关关闭，第二出尘开关打开，所述粉尘从第二出尘开关排出进入粉尘回收装置。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述孔径调节器调节粉尘流动孔孔径的方式包括手动调节和/或信号调节。

本发明中，所述粉尘流动孔可由孔径调节器直接手动控制开关以及孔径大小，也可以接受反馈系统传递来的信号进行自动调节。

作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：

(1)粉尘容纳器中的粉尘经过粉尘流动孔进入粉尘发生仓后由鼓风机喷出，粉尘进入浓度传感器，粉尘浓度转化为电信号；

(2)步骤(1)中的粉尘及其电信号进入控制系统，当粉尘浓度符合控制系统中设定的浓度时，所述控制系统的第一出尘开关打开，第二出尘开关关闭，所述粉尘从第一出尘开关排出；当粉尘浓度不符合控制系统中设定的浓度时，所述控制系统的第一出尘开关关闭，第二出尘开关打开，所述粉尘从第二出尘开关排出进入粉尘回收装置，同时控制系统将信号依次传递给反馈系统和孔径调节器，改变粉尘流动孔的孔径；

(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至粉尘浓度符合设定的浓度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述粉尘发生系统可以调节输出粉尘的浓度，使其浓度满足设定浓度，且能够维持均匀稳定，而不满足设定浓度的粉尘通过回收，既避免了其进入实验系统，又可二次利用，避免了材料的浪费；

(2)本发明中粉尘发生仓设计在粉尘容纳器下方，可以减小设备空间，同时避免粉尘容纳器内的粉尘被吹散；

(3)本发明所述系统可以自动调节粉尘发生浓度，避免了手动调节，使实验更加方便，消除了人工误差带来的影响。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的粉尘发生系统的装置连接示意图；

其中，1-孔径调节器，2-气流发生装置，3-粉尘发生仓，4-粉尘流动孔，5-搅拌杆，6-粉尘容纳器，7-粉尘回收装置，8-反馈系统，9-浓度传感器，10-第二出尘开关，11-控制系统，12-第一出尘开关。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本发明提供了一种粉尘发生系统，其装置连接示意图如图1所示，所述系统包括气流发生装置2、粉尘发生装置、浓度传感器9、控制系统11、反馈系统8和孔径调节器1，所述粉尘发生装置包括粉尘容纳器6和粉尘发生仓3，所述粉尘容纳器6位于粉尘发生仓3的上方，所述气流发生装置2、粉尘发生仓3、浓度传感器9、控制系统11、反馈系统8和孔径调节器1依次相连，所述粉尘容纳器6底部设有粉尘流动孔4，所述孔径调节器1与粉尘流动孔4相连。

其中，所述气流发生装置2、粉尘发生仓3、浓度传感器9和控制系统11通过输送管依次相连，所述浓度传感器9、控制系统11、反馈系统8、孔径调节器1和粉尘流动孔4通过信号线依次相连。

所述气流发生装置2为鼓风机。

所述粉尘容纳器6内部设有搅拌杆5。

所述控制系统11上部设有第一出尘开关12，下部设有第二出尘开关10，所述第一出尘开关12和第二出尘开关10均与系统出口相连。

所述系统还包括粉尘回收装置7，所述粉尘回收装置7与第二出尘开关10相连，所述粉尘回收装置7的底部材质为有机滤膜。

实施例2：

本发明提供了一种粉尘发生方法，所述方法采用实施例1中的系统进行，所述方法包括以下步骤：

(1)粉尘容纳器6中的粉尘经过粉尘流动孔4进入粉尘发生仓3后由鼓风机喷出，粉尘进入浓度传感器9，粉尘浓度转化为电信号；

(2)步骤(1)中的粉尘及其电信号进入控制系统11，当粉尘浓度符合控制系统11中设定的浓度时，所述控制系统11的第一出尘开关12打开，第二出尘开关10关闭，所述粉尘从第一出尘开关12排出；当粉尘浓度不符合控制系统11中设定的浓度时，所述控制系统11的第一出尘开关12关闭，第二出尘开关10打开，所述粉尘从第二出尘开关10排出进入粉尘回收装置7，同时控制系统11将信号依次传递给反馈系统8和孔径调节器1，改变粉尘流动孔4的孔径；

(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至粉尘浓度符合设定的浓度。

现有粉尘容纳器6内的粉尘100g，设定粉尘发生浓度为1g/m³，鼓风机喷吹压力为0.8MPa，手动调节粉尘流动孔4的孔径为2mm。

经过系统自动调节后，第一出尘开关12处的出尘浓度达到设定值；在系统出口测定粉尘发生浓度为0.989g/m³，误差仅为1.1％。

实施例3：

本发明提供了一种粉尘发生方法，所述方法采用实施例1中的系统进行，所述方法参照实施例2中的方法，区别在于：设定粉尘发生浓度为2g/m³，鼓风机喷吹压力为1.0MPa，手动调节粉尘流动孔4的孔径为3mm。

经过系统自动调节后，第一出尘开关12处的出尘浓度达到设定值；在系统出口测定粉尘发生浓度为1.982g/m³，误差仅为0.9％。

实施例4：

本发明提供了一种粉尘发生方法，所述方法采用实施例1中的系统进行，所述方法参照实施例2中的方法，区别在于：设定粉尘发生浓度为2g/m³，鼓风机喷吹压力为1.0MPa，手动调节粉尘流动孔4的孔径为2mm。

经过系统自动调节后，第一出尘开关12处的出尘浓度达到设定值；在系统出口测定粉尘发生浓度为1.983g/m³，误差仅为0.85％。

对比例1：

本对比例提供了一种粉尘发生系统及其处理方法，所述系统参照实施例1中的系统，区别在于：粉尘发生装置为一个整体，不分为粉尘容纳器6和粉尘发生仓3两部分，鼓风机直接与粉尘发生装置相连，粉尘发生装置设置出尘口，与浓度传感器9相连。

所述方法参照实施例2中的方法。

本对比例中，系统出口测定粉尘发生浓度为0.957g/m³，误差为4.3％，且达到稳定所需时间较长，这是由于鼓风机直接喷吹粉尘发生装置内的粉尘，大量粉尘被吹散，进入后续装置的粉尘浓度不稳定，此时反馈系统8作用较小，需要手动调节孔径调节器1，改变出尘口的大小。

对比例2：

本对比例提供了一种粉尘发生系统及其处理方法，所述系统参照实施例1中的系统，区别在于：所述系统不包括反馈系统8。

所述方法参照实施例2中的方法，所述方法控制系统11将信号传递给反馈系统8的步骤，即系统无法自动调节。

本对比例中，系统出口测定粉尘发生浓度为0.961g/m³，误差为3.9％，本对比例中，只能根据控制系统11的结果，手动调节孔径调节器1，改变粉尘流动孔4孔径的大小，不仅调节速度慢，而且调节精度差，粉尘的发生较难维持均匀稳定。

综合以上实施例和对比例可以看出，本发明所述粉尘发生系统可以调节输出粉尘的浓度，使其浓度满足设定浓度，且能够维持均匀稳定，而不满足设定浓度的粉尘通过回收，既避免了其进入实验系统，又可二次利用，避免了材料的浪费；同时，粉尘发生仓设计在粉尘容纳器下方，可以减小设备空间，避免粉尘容纳器内的粉尘被吹散；此外，本发明所述系统可以自动调节粉尘发生浓度，使实验更加方便，消除了人工误差带来的影响。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的系统装置和处理方法，但本发明并不局限于上述详细系统和方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细系统和方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明系统装置的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (12)

1.一种粉尘发生系统，其特征在于，所述系统包括气流发生装置(2)、粉尘发生装置、浓度传感器(9)、控制系统(11)、反馈系统(8)和孔径调节器(1)，所述粉尘发生装置包括粉尘容纳器(6)和粉尘发生仓(3)，所述粉尘容纳器(6)位于粉尘发生仓(3)的上方，所述气流发生装置(2)、粉尘发生仓(3)、浓度传感器(9)、控制系统(11)、反馈系统(8)和孔径调节器(1)依次相连，所述粉尘容纳器(6)底部设有粉尘流动孔(4)，所述孔径调节器(1)与粉尘流动孔(4)相连；

所述气流发生装置(2)、粉尘发生仓(3)、浓度传感器(9)和控制系统(11)通过输送管依次相连，所述浓度传感器(9)、控制系统(11)、反馈系统(8)、孔径调节器(1)和粉尘流动孔(4)通过信号线依次相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气流发生装置(2)包括鼓风机。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粉尘容纳器(6)内部设有搅拌杆(5)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统(11)上部设有第一出尘开关(12)，下部设有第二出尘开关(10)，所述第一出尘开关(12)和第二出尘开关(10)均与系统出口相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括粉尘回收装置(7)，所述粉尘回收装置(7)与第二出尘开关(10)相连。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述粉尘回收装置(7)的底部材质为有机滤膜。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述系统的粉尘处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)粉尘发生装置中的粉尘在气流发生装置(2)的作用下进入浓度传感器(9)，粉尘浓度转化为电信号；

(2)步骤(1)中的粉尘及其电信号进入控制系统(11)，当粉尘浓度符合控制系统(11)中设定的浓度时，粉尘从控制系统(11)排出；当粉尘浓度不符合控制系统(11)中设定的浓度时，粉尘进行回收，同时控制系统(11)将信号依次传递给反馈系统(8)和孔径调节器(1)，改变粉尘流动孔(4)的孔径；

(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至粉尘浓度符合设定的浓度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述粉尘由粉尘容纳器(6)中的粉尘经过粉尘流动孔(4)进入粉尘发生仓(3)后，由鼓风机喷出。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述粉尘浓度符合设定浓度时，所述控制系统(11)的第一出尘开关(12)打开，第二出尘开关(10)关闭，所述粉尘从第一出尘开关(12)排出。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述粉尘浓度不符合设定浓度时，所述控制系统(11)的第一出尘开关(12)关闭，第二出尘开关(10)打开，所述粉尘从第二出尘开关(10)排出进入粉尘回收装置(7)。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述孔径调节器(1)调节粉尘流动孔(4)孔径的方式包括手动调节和/或信号调节。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)粉尘容纳器(6)中的粉尘经过粉尘流动孔(4)进入粉尘发生仓(3)后由鼓风机喷出，粉尘进入浓度传感器(9)，粉尘浓度转化为电信号；

(2)步骤(1)中的粉尘及其电信号进入控制系统(11)，当粉尘浓度符合控制系统(11)中设定的浓度时，所述控制系统(11)的第一出尘开关(12)打开，第二出尘开关(10)关闭，所述粉尘从第一出尘开关(12)排出；当粉尘浓度不符合控制系统(11)中设定的浓度时，所述控制系统(11)的第一出尘开关(12)关闭，第二出尘开关(10)打开，所述粉尘从第二出尘开关(10)排出进入粉尘回收装置(7)，同时控制系统(11)将信号依次传递给反馈系统(8)和孔径调节器(1)，改变粉尘流动孔(4)的孔径；

(3)依次重复步骤(1)和步骤(2)，直至粉尘浓度符合设定的浓度。

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