[發明專利]一種順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置及方法

在審

• 申請號: 202211302243.1
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115506734A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 牛心剛;龐冬冬;和樹棟;張永將;程國建;黃長國;王中華;姚亞虎;國林東;趙翼;李思乾;曹建軍;徐遵玉;劉永三;李成成;楊慧明;徐軍見;辛秀敏;劉懷付;任啟寒;陸占金
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B21/01
• 分類號: E21B21/01
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 李弱萱

1.一種順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：包括粉塵吸納箱、塵流反應箱、電荷細水霧捕塵組件；

所述粉塵吸納箱上設有粉塵出排管，并通過所述粉塵出排管采集順層鉆孔內的粉塵本體；

所述電荷細水霧捕塵組件與所述粉塵吸納箱分別設于所述塵流反應箱的兩側；

所述粉塵吸納箱與所述塵流反應箱之間設有大顆粒粉塵過濾網，通過所述大顆粒粉塵過濾網對粉塵本體進行過濾；

所述電荷細水霧捕塵組件用于產生荷電水霧，并將荷電水霧輸送至所述粉塵吸納箱中；荷電水霧與進入塵流反應箱的小顆粒粉塵混流作用，當細顆粒物荷電后，細顆粒物自身會發生團聚，將小顆粒粉塵團聚為大顆粒粉塵，并沉降。

2.根據權利要求1所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述電荷細水霧捕塵組件包括水霧箱、導流筒、水箱、超聲波霧化器；所述水箱設于所述水霧箱下方，并通過導流口與水霧箱連通；所述超聲波霧化器有多個，并設于所述水箱內，產生的水霧通過所述導流口進入水霧箱中；

所述導流筒設于所述塵流反應箱與水霧箱之間，所述導流筒與塵流反應箱之間設有用于連通彼此的出流口；所述水霧箱與所述導流筒連通，所述水霧箱與導流筒之間設有接有高壓的電暈板；

所述水霧箱上設有進風口，水霧箱中設有風機，通過風機帶動空氣與水霧經所述電暈板產生荷電水霧，并通過所述出流口進入所述塵流反應箱。

3.根據權利要求2所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述導流筒內設有螺旋導流器，所述螺旋導流器外壁上設有若干個圓周均布的導流槽，所述導流槽沿所述螺旋導流器的軸向呈螺旋狀延伸，且所述導流槽的當量直徑沿氣流方向逐漸減小；所述螺旋導流器呈錐形，所述螺旋導流器的截面直徑沿氣流方向逐漸增大，用于增大碰撞凝聚加速距離和控制噴射范圍。

4.根據權利要求2所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述水箱中設有水位控制閥，所述水箱通過所述水位控制閥與外部蓄水管連接。

5.根據權利要求1所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述塵流反應箱上開設有出風口，所述塵流反應箱內設有粉塵濃度傳感器與高壓引射器。

6.根據權利要求5所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述塵流反應箱底部設有小顆粒煤泥過濾網，對沉降的粉塵本體進行二次過濾；所述小顆粒煤泥過濾網下方設有回收箱。

7.根據權利要求1所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述粉塵吸納箱下方設有大顆粒粉塵收存箱。

8.根據權利要求1所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：所述粉塵出排管與順層鉆孔對接的一端設有封堵裝置，所述封堵裝置與順層鉆孔之間通過密封膠密封。

9.根據權利要求5所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置，其特征在于：還包括粉塵監測控制平臺，用于獲取粉塵數據并控制各組件運行。

10.一種順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵方法，其特征在于：采用如權利要求1～9任一項所述的順層鉆孔荷電增效多級過濾除塵裝置進行順層鉆孔除塵，包括如下步驟：

步驟S1，在煤層中打順層鉆孔，破碎煤體排出的粉塵本體在高壓氣動轉機的沖推和鉆機旋轉負壓帶動下，沿著孔口粉塵出排管排出到粉塵吸納箱內；

步驟S2，進入粉塵吸納箱的粉塵在塵流反應箱中的高壓引射器的作用下產生負壓，通過大顆粒粉塵過濾網，進入塵流反應箱；粒徑超過10μm以上的大顆粒粉塵被大顆粒粉塵過濾網阻攔，留在粉塵吸納箱，大顆粒粉塵在粉塵吸納箱內沉降落入大顆粒粉塵收存箱中；

步驟S3，10μm以下的小顆粒粉塵經過大顆粒粉塵過濾網到達塵流反應箱中，當粉塵濃度傳感器所檢測的粉塵濃度分別達到2mg/m³、3mg/m³、4mg/m³時，依次對應啟動四分之一數目、二分之一數目、全部數目的超聲波霧化器，超聲波霧化器將水箱中的液態水分子打散成1～10μm的細水霧，通過導流口送入到水霧箱中，在風機作用下穿過電暈板，產生荷電水霧，荷電水霧通過導流筒增大碰撞凝聚、加速后從出流口噴入塵流反應箱中；

步驟S4，荷電水霧與進入塵流反應箱的小顆粒粉塵混流作用，當細顆粒物荷電后，不論是帶異性電荷還是同性電荷，均會由于電荷之間的相互作用，細顆粒物自身發生團聚，將小顆粒粉塵團聚為大顆粒粉塵，沉降到小顆粒煤泥過濾網進行二次過濾，并排入回收箱中；

步驟S5，對落在小顆粒煤泥過濾網上的大顆粒粉塵混流物進行定期回收，在回收箱放入化學試劑，用于中和小顆粒粉塵混流物，并通過巷道水溝排出。