降霾除尘喷雾技术研究进展

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1、降霾除尘喷雾技术研究进展摘要：指出了雾霾的治理引发了当今社会越来越多的关注，降霾防尘喷雾技术随之发展起来，降霾防尘喷雾装置的研发工作开始起步。就当前的降霾治理装置的研发状况进行了综合分析，探讨了已有喷雾技术在降尘方面的治理应用，阐述了喷雾除尘装置的喷嘴设计原理，并总结了其设计要点，以期为雾霾治理装置的设计带来启发。关键词：雾霾；除尘；喷雾；喷嘴中图分类号：TU834文献标识码:A文章编号:16749944(2017)100008031引言随着现代工业、交通运输、城市现代化建设等加速发展，工业设备、交通运输设备、建筑施工扬尘等污染物的排放量日趋增大，我国城

2、市雾霾天气越来越严重。大气环境质量重度污染会造成人群呼吸系统疾病频发、视程障碍，甚至引发交通事故，对农作物牛长以及输变电设备等产牛严重影响［1,2］。雾霾的治理引起了社会越来越多的关注，相应地降霾除尘喷雾技术H渐发展起来。笔者将就当前的降霾治理装置的研发进行综合分析，并进一步探讨已有喷雾技术在降尘方面的治理应用，总结降尘喷雾装置的关键构件一喷嘴的设计原理与要点，为雾霾治理装置的设计研发开启思路。3降霾除尘技术的研发现状3.1雾霾的形成雾霾是一种天气现象，是雾和霾的混合物。雾是由大量悬浮在近地曲空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统［3］,当大气中因悬浮的

3、水汽凝结导致能见度低于1km时，气象学称这种天气现象为雾［4］。雾产生的条件［1］：低空湿度大，空气接近饱和；大气层很稳定，风速小，低空水汽不向周围扩散；存在冷却条件。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子导致的大气混浊，当水平能见度小于10.0km时，这种非水性形成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾［1,5］o霾产生的条件［lh控制当地的气团性质稳定；空气屮存在大量灰尘、硫酸、有机碳氢化合物等细小霾粒子使大气混浊。2.2喷雾降霾与除尘技术2.2.1喷雾降霾技术由雾霾产生条件可知，对于雾霾防控主要是减少大气中的霾粒子。首先必须从污染

4、源头上控制，其次是对污染物进行稳定化治理［1］。一方面,我国正在进行更为严格的污染源控制；另一方面，针对雾霾治理装置的研发工作开始起步。浙江大学俞绍才教授［6］首次提出喷水地球工程方法清除空气污染来解决中国城市的雾霾问题，建议通过安装高空喷水装置向大气喷水以遏制雾霾，达到清污效果。湖北嘉沫环保科技有限公司根据微粒的电沉聚特性,研究出一种降霾节水的新技术［7］,使含有水蒸气与雾霾颗粒的空气通过电场，在库仑力的作用下移动吸附，最终实现回收水蒸气及净化空气的目的。孙文嬪［8］研发一类治霾照明一体化装置，可根据PM2.5实时监测值自动启动球状水雾喷洒，在街道两侧

5、实现照明和治霾的综合功能。文献［9］介绍了一类磁化水高压喷雾除尘技术，将高压喷雾除尘与磁化水技术相结合，可明显提高普通喷雾对粉尘的去除效率，对于治理城市PM2.5污染、减少雾霾具有现实意义。2.2.2喷雾除尘技术结合工业生产需求等，喷雾技术在除尘方面具有经济、简便、实用等优点，己得到广泛应用，相关喷雾除尘装置的研发将为雾霾治理提供重要在煤矿防尘研究屮，段军等［10］指岀水喷雾防尘技术在同类综合除尘方法中效果较显著；曹绍龙［11］指出高压喷雾除尘技术是一种行之有效的降尘技术，有着广泛的发展空间。孙新峰［12］将我国当前煤矿喷雾防尘技术的应用形式分为两种：一

6、种是在煤矿开采的机械上安装喷雾装置；另一种是利用多个喷雾器对粉尘含量比较大的地区进行喷雾处理，其喷头之间形成的水幕净化风流可使粉尘沉降。文献［13］实现了液压支架和放煤口自动喷雾控制粉尘功能，总粉尘降尘率达85%左右，呼吸尘降尘率达60%〜70%o在建筑施工降尘研究中，吴前昌［14］研发了一种高空喷淋降尘系统，将若干喷头附着于塔式起重机，依靠塔吊旋转使雾状喷淋降尘面覆盖整个塔吊旋转半径范围，可对空气屮扬尘重点部位进行加强型喷雾洒水降尘。刘洋等［15］介绍了应用于建筑工地的一种同类型高空喷雾降尘装置：利用建筑工地的塔机固定喷杆与喷嘴，通过塔机的回转喷洒达到

7、大面积喷雾降尘效果。另外，张秋林等［16］研发的一种喷雾除尘装置设置在钢厂原燃料转运堆放区域扬尘点上方，能够显著减少扬尘，改善工作环境。3喷雾装置喷嘴的设计原理喷雾技术对于城市雾霾治理是一类可行的方法，但针对雾霾治理装置的研发工作尚处于起步阶段，调研现有的喷雾装置设计，特别是其关键构件一喷嘴的设计对于雾霾治理装置的研发很有必要。喷嘴按其雾化原理及结构特点可分为：压力喷嘴、超声喷嘴、静电喷嘴、两相流喷嘴、旋转喷嘴等［17］o2.1压力喷嘴压力式细雾喷嘴是将喷嘴内的压力转化为液体的动能，通过气液之间的强烈作用实现液体的雾化。陈斌等［18］对单相雾化喷嘴进行了

8、试验研究，详细讨论了压力对雾化效果的影响。刘乃玲等［19］具体研究了压力式细雾喷