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電解煙氣凈化除塵器的研究

文檔作者：黃國賢文檔來源：深圳市瑞松電器有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年10月03日
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電解煙氣凈化除塵器的研究
黃國賢
（深圳市瑞松電器有限公司， 廣東 深圳 518110）
摘 要：針對當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中除塵設(shè)備對電解煙氣的凈化回收效果不佳，除塵器控制系統(tǒng)難以滿足實(shí)際發(fā)展需求
的問題，對電解煙氣凈化除塵器研究設(shè)計(jì)開展分析，提出多方面優(yōu)化措施，有效提升了除塵器除塵性能，為電解煙
氣的凈化提供幫助。
關(guān)鍵詞：電解煙氣 凈化處理 除塵器
中圖分類號：X701.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-773X（2022）12-0024-02
引言
隨著近年來工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，電解煙氣
成為環(huán)境污染的主要危害之一，同時還會在一定程度
上影響人員身體健康，所以需要及時借助除塵器，給
予電解煙氣有效凈化回收，減輕生產(chǎn)危害。盡管當(dāng)前
生產(chǎn)過程中均配備相應(yīng)除塵設(shè)備，但是整體應(yīng)用效果
不佳，特別是除塵器控制系統(tǒng)，難以符合現(xiàn)代化發(fā)展
需求。因此分析除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，研究設(shè)計(jì)電解煙氣凈
化處理系統(tǒng)，提高除塵器性能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 電解煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)備
針對煙氣凈化系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)用，常常包括排煙管
道、布袋式除塵器、空氣提升設(shè)備等，上述均是凈化系
統(tǒng)的主要組成設(shè)備。以煙管來說，其能夠?qū)﹄娊獠壑?
生產(chǎn)且釋放的氟化物進(jìn)行處理，同時還可以有效收集
一氧化碳等煙氣，并且將其當(dāng)作反應(yīng)器進(jìn)行充分利
用。通常情況下，煙管式反應(yīng)器是將新鮮氧化鋁粉，放
置在煙管中，和煙氣進(jìn)行有效混合且發(fā)生反應(yīng)。由于
氧化鋁表面積相對較大，所以微孔表面可以發(fā)揮出較
高的吸附功能，從而將煙氣相關(guān)氣體分子有效吸附，
實(shí)現(xiàn)凈化作用。除塵器則主要是通過周期性給予濾袋
內(nèi)不斷噴吹壓縮空氣，以將濾袋內(nèi)積灰有效清除，作
為一種高效除塵器，其凈化率一般能夠達(dá)到 95%，同
時過濾負(fù)荷相對較高，濾料磨損程度較輕，可以長時
間使用，且使用期間運(yùn)行穩(wěn)定性較高，是現(xiàn)階段十分
常用的一種電解煙氣凈化除塵器，但是在實(shí)際運(yùn)行期
間，清灰可能需要在壓縮空氣源幫助下提供動力，所以
會消耗一定能量?；诖?，為了能夠優(yōu)化除塵器使用性
能，下面對除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析。
2 除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，濾袋、花板孔和噴吹
管嘴等多個機(jī)構(gòu)均作為除塵器設(shè)計(jì)的重要結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)合理性與可行性能夠直接對除塵器過濾以及噴
吹效果產(chǎn)生顯著影響，所以必須要高度重視。在脈沖
噴吹裝置花板孔設(shè)計(jì)時，必須保證花板孔和噴灌噴孔
加工嚴(yán)格進(jìn)行，防止出現(xiàn)誤差，以保證良好噴吹清灰
效果。在進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造時，一定要高度重視誤差與
焊接變形等一系列問題，嚴(yán)格控制噴孔和花板中心位
置，促使兩者互相對齊，同時位置偏差還需要控制在
1.5 mm 內(nèi)。對此，在加工期間可以應(yīng)用先進(jìn)加工方
法。在開展花板孔加工過程中，需要事先完成工夾模
具的制作，借助鉆模給予小孔合理加工，促使孔徑與
孔徑精準(zhǔn)度可以得到有效提高[1]。對于濾袋部分設(shè)
計(jì)，則能夠?qū)椥詽q圈和花板充分配合，提高濾袋密
封性能，同時還需要確保噴孔氣流和濾袋中心保持一
致，兩者誤差需要控制在 1.5 mm以內(nèi)?；ò逑路叫枰?
進(jìn)行筋板焊接，有助于厚度提高，并且還可以提高花
板剛度與平整性。
對于提高除塵器除塵效率，提高除塵器濾袋使用
壽命，盡可能控制系統(tǒng)運(yùn)行阻力等一系列要點(diǎn)，如果
想要有效實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)該確保流入袋室氣流速度可以時
刻保持均勻。而站在除塵器氣流分布均勻角度上，其
具體均勻強(qiáng)度主要由進(jìn)出口方式、氣流分布器形式、
布袋排列組合方式等決定，因此需要針對上述決定因
子進(jìn)行合理分析，有效改進(jìn)原有袋式除塵器結(jié)構(gòu)，以
提高除塵器性能。對此可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行：
第一，除塵器合理設(shè)計(jì)對于實(shí)際性能有著重要作
用，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，通常需要進(jìn)行多個獨(dú)立除塵
單元以及多個除塵室合理設(shè)計(jì)，并要求相互并聯(lián)進(jìn)
行，對于各個單元進(jìn)出口處都應(yīng)該設(shè)計(jì)切換閥門[2]。
第二，對于除塵器分室實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)量，往往需要
按照氣流分布板大小與具體形式情況合理確定，保證
各個分室風(fēng)量。
第三，還需要結(jié)合煙道中煙氣具體煙速情況，合理
設(shè)計(jì)分布板與導(dǎo)流板，防止煙氣直接對濾袋進(jìn)行沖刷。
經(jīng)過有效措施處理后，可以幫助除塵器性能合理
改善，并且可以保持出氣流分布均勻，對濾袋進(jìn)行保
收稿日期：2022-04-22
作者簡介：黃國賢（1983—），男，廣東廉江人，畢業(yè)于廣東技術(shù)師范大學(xué)，研究方向?yàn)榻ㄖL(fēng)及空氣處理（凈化）。
總第 236 期
2022年第 12 期
機(jī)械管理開發(fā)
Mechanical Management and Development
Total 236
No.12，2022
DOI:10.16525/j.cnki.設(shè)計(jì)理論與方法 cn14-1134/th.2022.12.010
2022年第 12 期
護(hù)，有效延長濾袋使用壽命，同時在一定程度上增強(qiáng)
除塵性能。
3 除塵器控制系統(tǒng)的研究
除塵器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是為了可以對進(jìn)入到
過濾袋的煙氣進(jìn)行控制，促使氣體與固體有效分離，
并且對分離氣體進(jìn)行控制，促使其快速排出至空氣，
固體正常返回至收集槽中。現(xiàn)階段許多除塵器控制系
統(tǒng)均是將 PLC 作為主要控制核心，監(jiān)控器主要選用
觸摸屏，在實(shí)際應(yīng)用上方便可靠?，F(xiàn)階段單片機(jī)控制
系統(tǒng)穩(wěn)定性不斷增高，系統(tǒng)開發(fā)便利性逐漸增加，和
傳統(tǒng)系統(tǒng)對比，單片機(jī)控制系統(tǒng)成功開發(fā)后，可以在
很大程度上減少控制系統(tǒng)成本[3]。對此，針對本文開
展的除塵器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，主要將上下位機(jī)控制
模式作為主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際
設(shè)計(jì)過程中，主要依靠 DELPHI XE 10 系統(tǒng)完成各
項(xiàng)開發(fā)與設(shè)計(jì)；下位機(jī)系統(tǒng)則借助 ARM 結(jié)構(gòu)完成各
項(xiàng)開發(fā)與設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)信號采集與系統(tǒng)運(yùn)行控制
作用。
上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒊龎m器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動
態(tài)顯示，并對相關(guān)采集數(shù)據(jù)合理分析處理，能夠管理
整個系統(tǒng)的運(yùn)行。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)模塊主要包括系統(tǒng)
運(yùn)行圖、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)管理以及系統(tǒng)用戶等各
個功能模塊。針對系統(tǒng)運(yùn)行圖功能來看，主要能夠借
助計(jì)算機(jī)圖形功能，充分體現(xiàn)出系統(tǒng)各個運(yùn)行狀態(tài)。
針對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)功能來看，通過合理設(shè)置參數(shù)，促
使系統(tǒng)正常運(yùn)行。針對系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)管理來看，可以
將系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密保存，為系統(tǒng)運(yùn)行提供合理依
據(jù)。針對系統(tǒng)用戶管理方面來看，實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)
用戶管理，保證用戶個人權(quán)限。
將 DELPHI XE 10 當(dāng)作此次設(shè)計(jì)的上位機(jī)監(jiān)控
系統(tǒng)編程軟件，可以發(fā)揮出較強(qiáng)的功能，且操作簡單
快捷，代碼執(zhí)行速度較快，可以和其他 Windows 編程
軟件配合。數(shù)據(jù)庫則應(yīng)用 SOL系統(tǒng)，監(jiān)控中心系統(tǒng)和
數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交互上選用 ODBC 技術(shù)。因?yàn)樾枰ＷC系
統(tǒng)可以實(shí)時動態(tài)進(jìn)行，所以在實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)時，還需
要增加多線程技術(shù)應(yīng)用[4]。結(jié)合系統(tǒng)具體運(yùn)行需求，
可以參考下列線程進(jìn)行選擇，比如系統(tǒng)主線程、數(shù)據(jù)
處理線程與數(shù)據(jù)采集線程，上述線程合理應(yīng)用能夠提
高系統(tǒng)運(yùn)行安全性與實(shí)時性，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
當(dāng)前處理器技術(shù)持續(xù)進(jìn)步發(fā)展下，ARM 微處理
器逐漸得到廣泛應(yīng)用，其屬于一種精簡指令系統(tǒng)處理
器，能夠發(fā)揮出低功耗功效，性價比較高，因此可以將
ARM微處理器作為控制系統(tǒng)的重要控制核心[5]。對于
線路設(shè)計(jì)上，需要對模擬 A/D 轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量輸入
輸出與竄口等進(jìn)行外圍電路設(shè)計(jì)，并且各個串口應(yīng)該
在跳線方式下進(jìn)行連接，通過 RS485 方式和上位機(jī)
控制系統(tǒng)保持正常通信。
當(dāng)下位機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，主程序在運(yùn)行過
程中，會給予系統(tǒng)簡單初化，并開啟數(shù)據(jù)采集模塊，開
展模擬量與開關(guān)量采集工作。當(dāng)各個數(shù)據(jù)均得到成功
采集后，系統(tǒng)能夠第一時間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并在通信
模塊功能作用下有效傳送至上位機(jī)控制系統(tǒng)[6]。另
外，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間，當(dāng)控制信號成功被下位機(jī)
主程序接收后，則能夠及時將采集模塊中斷，并且給
予開關(guān)量輸出控制模塊合理控制，保證相應(yīng)閥門得到
有效控制。當(dāng)開關(guān)量輸出模塊各個操作均做完后，下
位機(jī)重新返回至主程序，如此一來，程序就自動形成
一個循環(huán)狀態(tài)。系統(tǒng)執(zhí)行流程如圖 1 所示。
4 電解煙氣凈化除塵器優(yōu)化效果
當(dāng)除塵器各個方面得到有效優(yōu)化后，各項(xiàng)指標(biāo)均
可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，同時還能結(jié)合凈化指標(biāo)，針對現(xiàn)
行指標(biāo)對比，從而有效評估除塵器優(yōu)化效果。通過上
述系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)，除塵器各項(xiàng)功能均得到提高，報(bào)表
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化，同時實(shí)現(xiàn)實(shí)時錄入功能等，從而可以在
很大程度上預(yù)防操作失誤等問題。同時控制系統(tǒng)為自
動化控制奠定重要基礎(chǔ)，可以給予設(shè)備連續(xù)檢測。由
于除塵器系統(tǒng)相對較多，所以在實(shí)際運(yùn)行過程中增加
維護(hù)難度，但是經(jīng)過系統(tǒng)合理優(yōu)化，能夠簡約維護(hù)數(shù)
據(jù)，保證除塵器系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，從整體方面上
看，除塵器工作效率得到大幅度提高，且可以減少能
量消耗，以實(shí)現(xiàn)最初優(yōu)化目的。
5 結(jié)語
電解煙氣作為生產(chǎn)過程形成的主要危害之一，不
但會給人們身體健康造成危害，還會污染生態(tài)環(huán)境，
所以及時凈化電解煙氣極為重要。當(dāng)前普遍應(yīng)用電解
煙氣凈化除塵器進(jìn)行干預(yù)，但是為了能夠有效提高凈
化效率，則需要給予除塵器系統(tǒng)合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提
高工作效率，同時保證系統(tǒng)控制穩(wěn)定性，將除塵器作
用充分發(fā)揮，以改善生態(tài)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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圖 1 系統(tǒng)執(zhí)行流程圖
空壓機(jī)
布袋 灰度傳感器 AD7705 芯片
ARM MOC3061 晶閘管 外理器 芯片 電磁閥
電源
（下轉(zhuǎn)第 30 頁）
黃國賢：電解煙氣凈化除塵器的研究 - 25 -
機(jī)械管理開發(fā)
jxglkfbjb@126.com 第 37 卷
4 結(jié)語
架空乘人裝置為煤礦生產(chǎn)的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，其主
要承擔(dān)人員在地面和綜采工作面的運(yùn)輸任務(wù)，極大地
提高了工作面人員的運(yùn)輸效率。為進(jìn)一步提升架空乘
人裝置的安全性和可靠性，針對鋼絲繩斷裂的實(shí)際情
況，本文基于楔形自鎖機(jī)械結(jié)構(gòu)完成了架空乘人裝置
的斷繩抓捕裝置的設(shè)計(jì)。通過仿真分析可知：斷繩抓
捕裝置在 0.08 s即可實(shí)現(xiàn)對斷裂鋼絲繩的抓捕，從而
避免了事故的發(fā)生，對于保證煤礦安全生產(chǎn)具有重要
意義。
參考文獻(xiàn)
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（編輯：高偉）
Design and Simulation Analysis of Rope Breaking Arresting Device for Overhead Man Riding
Device
Li Peng
（Electromechanical Power Department of Huayang New Material Technology Group Co.，Ltd.，Yangquan
Shanxi 045000）
Abstract: In order to solve the fracture risk of wire rope in the actual personnel transportation process of overhead man riding device，
based on the relevant standards and specifications of the Coal Safety Regulations，the overall design principles of the broken rope catching
device are put forward，and the mechanical，hydraulic and electrical control subsystems of the broken rope catching device are mainly
designed; Finally，based on ADAMS software，the dynamic characteristics of the capture performance of the broken rope catching device
are simulated and analyzed. The analysis results show that the designed broken rope catching device has superior performance and can
meet the practical application needs.
Key words: overhead passenger device; broken rope capture; wedge self-locking; piston rod; accumulator
Design and Application of a New Type of Spray Dust Suppression Device for a Shearer
Zuo Junqing
（Jinneng Holding Coal Group Yugou Coal Industry Co., Ltd., Shuozhou Shanxi 036002）
Abstract: In view of the shortcomings of the current shearer spray dust suppression device that the nozzle is easy to block, the spray effect
is poor, and the dust reduction efficiency is low, which can not meet the demand for rapid dust reduction in the fully mechanized coal
mining face, a new type of shearer spray dust suppression device is designed, the structure and specific working principle of the new device
are introduced, the impact of the main spray dust reduction parameters of the new device on the dust reduction effect is analyzed, and the
dust reduction effect of spray is analyzed. The application results show that after the application of the new type of spray dust suppression
device, the dust suppression effect of the fully mechanized mining face is 50% higher than before, and the new type of dust suppression
device has low manufacturing cost, new high safety and stability, and has certain popularization and application value.
Key words: spray dust suppression device; principle; dust fall parameters; effect
（上接第 27 頁）
[3] 謝成軍. 兩種大型袋式除塵器在鋁電解煙氣凈化系統(tǒng)中的應(yīng)
用[J].甘肅冶金，2007（1）：72-73.
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Research on Electrolysis Flue Gas Purification and Dust Collector
Huang Guoxian
（Shenzhen Ruisong Electric Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518110）
Abstract: In view of the poor purification and recovery effect of dust removal equipment on electrolysis flue gas in current industrial
production and the difficulty of dust collector control system to meet the actual development needs, the research and design of electrolysis
flue gas purification dust collector is analyzed and various optimization measures are proposed, which effectively improve the dust removal
performance of dust collector and provide help for the purification of electrolysis flue gas.
Key words: electrolytic flue gas; purification treatment; dust collector
（上接第 25 頁）
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