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国内外木工除尘器对粉尘防爆技术研究现状

国内外木工除尘器对粉尘防爆技术研究现状
1.木质粉尘防爆技术研究进展
关于粉尘爆炸防治的研究工作多集中在粮食及金属粉尘方面，近年来木材加工企业木质粉尘爆炸事故频发，木质粉尘爆炸的防治研究渐渐发展起来。和-类粉尘爆炸事故一样，木质粉尘爆炸同样遵循着爆炸与燃烧三要素的原则，防治思路也基本一致。

首先是国内近年来出台了一系列标准规范。AQ4228-2012《木材加工系统粉尘防爆安全规范》、GB15577-2007《粉尘防爆安全规程》、GB/T15604-1995《粉尘防爆术语》、GB15606-2008《木工(材)车间安全生产通则》等中对木材加工企业内木质粉尘的防治、木质粉尘爆炸的预防、除尘设备的设计、除尘器防爆导则、电气设备以及建筑的防火防爆都有了详细的规定，为木质粉尘防尘防爆研究工作提供了宝贵的标准支撑。
然后是关于木工除尘器的安全化改进研究方面，国内外大量学者对除尘设备特别是袋式除尘器的安全化改进做了大量的研究工作。
LYT1806-2008《木材工业气力除尘(运输)系统设计规范》，GB/T17919-2009《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》、LYT2002-2011《木材工业气力输送系统验收通则》以及HJ2020-2012《袋式除尘工程通用技术规范》等对除尘设备的设计、验收及粉尘防爆方面都做了规定和指导，从此在除尘器设备设计、验收等方面标准和规范日益成熟。
国内最早提出木材加工行业粉尘治理问题并提出一套实现木材加工企业清洁生产所应采取的措施的科研工作者之一，所在南京林业大学早在1981年便研制出了适用于木材加工车间除尘的气力集尘装置，旋风脉冲袋式除尘器是将旋风除尘与袋式除尘相结合组合式除尘系统，在实际运营中取得了不错的效果。对袋式除尘器在运行过程中存在的常见问题进行了详细分析讨论，为进一步有针对性的对袋式除尘器存在的问题研究出有效的安全措施提供了依据。通过对袋式除尘器传统设计方法的改进来提高除尘器的安全性能，对除尘器主要结构进行模拟分析，从而达到优化设备结构，节约能耗，节省投资，提高安全性能的目的。经过大量的工程实践经验和学术理论研究先后出版除尘设备相关的书籍手册并发表数十篇文献资料，其主要的研究方式有设计更加新型的复合式除尘器，加装更加先进的检测与警报装置，优化现有除尘设备结构，设置更加自动化、安全化的防爆、泄爆装置以及选用更加有效的除静电装置等。国外部分研究学者以及长期工作在木材加工行业的一线工程师试图通过改善除尘装置局部通风管道的结构来降低木质粉尘在管道中的沉积，包括优化直角弯管以及管道连接部位角度以保证通风流畅，减小压降。另外，他们还在粉尘警报灯的设计和安装使用上做了大量研究。
国内外普遍关于粉尘回收装置的安全化
研究都集中在对设备和工艺本身的改进或重新设计方面，还有一些从粉尘源头部分采取治理的研究，但这仅能减少粉尘的产生而对于杜绝粉尘的产生是不可能的，同时这也对回收装置的安全性改进没有太大意义，通过文献资料不难发现，大多国内的研究都还停留在事故后补型改进研究方面，与此同时，国外虽有很多和国内一样在传统改进措施方面的研究，但也有很多人开始着手从粉尘爆炸安全性分析等角度出发，研究粉尘回收装置的更为细微的本质安全化机理，通过本质安全化的思想与基本方法的应用，从最小化危险性，替代、弱化或缓和除尘过程，-影响，简化等手段来研究提高本质安全程度的方法。
围绕着木工除尘设备的安全化改进，绝大部分的研究都集中在袋式除尘器本身结构尺寸、内部流场、工艺过程等优化方面，对于袋式除尘器的前置预处理环节的优化尤其是除尘器风管部位的优化相对较少。这为本文除尘器风管前置喷雾沉降室的设计提供了空间。
2.喷雾降尘技术的研究现状
喷雾降尘主要应用高压水泵将水通过喷嘴喷出，产生大量液滴并与粉尘颗粒进行碰撞接触，湿润后的粉尘颗粒因为团聚和重力作用而沉降下来，进而达到除尘的目的，喷雾沉降技术普遍应用于冶金与矿山领域，特别是煤矿除尘方面被广泛使用。喷嘴雾化技术应用于除尘器上进而演变成了湿式除尘器的一种，粉尘颗粒进入除尘器内被水雾捕集沉降，通过灰斗收集进而排除。这种除尘器湿法除尘的方式己被广泛应用于于发电、化工、冶金、建材、食品、环保等行业的颗粒和气态污染物净化设备中。
喷雾降尘利用喷嘴喷射出雾滴对粉尘颗粒进行捕集，通过建立数学模型来进行除尘机理微观上的研究，计算和分析出除尘器的分级效率，得出湿式除尘中液气比取0.3-0.8L/m³、气体速度取10-30m/s范围内较合理。以煤矿井下回风巷道中沉降浮尘为研究对象，对喷雾降尘机理进行了深入研究，重点分析了喷雾装置的配置参数、供水压力、喷嘴数量及孔径等因素对粉尘沉降效率的影响，为研究喷雾沉降室关键参数提供了良好的理论借鉴。用流体力学的相关理论对水雾捕集分离机理进行了分析，其认为当含尘气流携带固体颗粒接近水雾雾滴时，被水雾雾滴捕集的过程中涉及到多种短程的捕集机理，包括惯性碰撞、拦截(截留)以及扩散等。
在水雾捕尘机理方面利用胶体化学的理论进行分析，将粉尘颗粒作为气溶胶粒子来进行研究，而将水雾雾滴假设成球体，从重力沉降、惯性碰撞、扩散沉降等方面进行分析，提出了水雾滴群捕集效率的计算方法。木工车间除尘器对木材加工粉尘比电阻等物性进行研究，探索木质粉尘作为除尘器物料对设备除尘工艺的影响机理，试图通过物料的物性分析来选取合适的除尘机理，进而推进更加安全高效的除尘器的应用。通过对洗涤塔内部流场的模拟及喷雾降尘机理和喷雾降尘系统的研究分析，对喷雾降尘中液滴与粉尘颗粒碰撞捕集的内在机理进行了进一步的探讨，效果明显。
对水超声雾化技术进行了分析，并建立了数学模型，在细小雾滴捕尘沉降技术的基础上，提出了细小雾滴凝聚捕尘和凝聚惯性沉降为一体的除尘思路，设计了气体除尘系统并对其除尘效率，取得了很好的研究效果。在对喷除尘机理方面进行了大量的研究工作，对喷嘴喷射出的水流速度、气流速度、粉尘浓度以及含尘气体湿润性等因素对除尘效率的影响进行了重点分析，并利用实验的方式对其内在相互影响进行了深入的分析。对空心圆锥雾化喷嘴喷雾机理及雾化特性进行了实验与数值研究，揭示了离心式压力喷嘴的雾化特性，为本文研究雾化喷嘴相关特性提供了研究依据。
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