M_M为实验干物料的总质量，kg；X_i置为粒径i的颗粒所占的质量分数，%。



式中：g(i)为粉尘产生函数；M_sf为采样器中粒径小于16.1μm的总粉尘质量，g；△i为粒径i的变化量，μm；M_sA为原始物料中潜在的粒径小于16.1μm的粉尘质量，g；q_f(△i)为采样器中粒径范围为△i的粉尘密度分布函数；q_A(△i)为原始物料中粒径范围为△i的潜在粉尘密度分布函数。

1.6 加水意义

选择喷水、只喷空气及未喷水和空气3种条件进行实验，质量流量为1.0kg/min，实验时间为4min，实验结果见表2。

表2 不同实验条件下的粉尘产生率



由表2可知，使用喷嘴向物料只喷空气会大大地增加粉尘颗粒与气流的接触机会，颗粒分散较好，从而增加了粉尘产生率；喷水可以大幅度地降低粉尘产生量。不同实验条件对不同粒径粉尘产生率的影响是不同的，对较小粒径的粉尘产生率影响较小，而对粒径较大者粉尘产生率的影响作用很明显，因此可以选择加水方式来降低粉尘的产生。

可以采用预加水和在线加水2种方式降低随机性粉尘的产生。预加水方法是向原始物料中添加一定体积的水，混匀静止1d，再进行自由下落实验，下落前测定加水物料的含水率。实验表明，当采用预加水方式使物料含水率达到1.34%时，粉尘产生率的降低值变化很小，尤其是细颗粒；物料性质开始发生变化，不能满足物料下落的操作要求，且操作麻烦，操作时间较长，因此应寻求在线加水方式最大限度地降低随机性粉尘产生。

2 结果与讨论

2.1 加水过程中影响随机性粉尘降低效果的因素

2.1.1 空气压力对随机性粉尘产生的影响

选择0.4，0.3，0.2，0.1MPa 4个空气压力值，加水流量为2.1L/h进行实验，实验时间为5min，实验结果见图4。

图4 空气压力对随机性粉尘产生的影响



由图4可知，不同的空气压力产生的PM₁₀不同，在较小的空气压力和较大的空气压力下，粉尘产生函数值都较高，原因是在较小的空气压力下，相同流量的水经两相喷嘴产生的水滴粒径较大，与粉尘颗粒接触凝聚的机会和数目较少，而较大的空气压力下产生的水滴粒径虽小，但由于抽升气流的作用，雾滴不易被粉尘颗粒捕获，反而会将下落的物料流吹散，从而粉尘产生函数值也增加。空气压力p与随机性粉尘产生函数G(10)之间的关系式为



由式(3)可知，当空气压力为0.3MPa时，随机性粉尘产生函数值最低。所以本实验采用的两相喷嘴所需的最佳空气压力为0.3MPa。

2.1.2 加水位置对随机性粉尘产生的影响

在粉尘室内靠近抽气管一侧和远离抽气管一侧分别选取A和A'进行实验，图5为在线加水不同位置选取的示意图。

图5 在线加水的位置选取示意图



在位置A选取水平向下50^o (A-50^o)和水平向上40^o (A＋40^o)，在位置A选取水平向下50^o (A'50^o)进行实验，采用009，1.2，1.5，1.8，2.1，2.4，2.7，3.0L/h共8个加水流量，加水压力为0.3MPa，实验结果见图6。

图6 在线加水不同加水位置的总粉尘产生函数



图6为不同加水位置在不同加水流量时的总粉尘产生函数。图中g₀为物料在未喷水时的总粉尘产生函数，位置A十40^o和A'50^o随加水流量的增加，粉尘产生量先增再降；A-50^o随加水流量的增加，粉尘产生量逐渐降低，而且相同加水流量下的总粉尘产生量A-50^o最小，所以最佳加水位置为A-50^o。

2.1.3 加水流量对随机性粉尘产生的影响

在加水位置A-50?和空气压力0.3MPa下。选取0.9，1.2，1.5，1.8，2.1，2.4，2.7，3.0 L/h共8个流量进行实验，为便于比较，还列出了来加水的情况，实验结果见图7。

图7 加水流量对不同粒径粉尘产生的影响

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