【背景】煤矿在生产过程中会产生数量巨大的低温余热，主要有矿井乏风和矿井排水，其温度较稳定，是良好的低温热源，可用于冬季供热、夏季制冷。通过调研晋煤集团寺河矿实际情况发现：该矿具有储煤量大、矿井深、水温高以及瓦斯含量高的特点，因瓦斯含量高需要通入大量新风，故拥有丰富的矿井乏风、矿井排水、空气压缩机房冷却水以及洗浴废水等余热资源。太原理工大学马素霞教授研究团队设计该系统是为了研究矿井乏风的余热回收效率及除尘效率。

 

　　多级喷淋室实验系统如下图所示。矿井乏风(加尘的空气)由引风装置送入喷淋室内，依次经过各级喷淋室与被雾化的喷淋水进行换热，同时利用水的吸附作用降低乏风中的含尘量，含尘水经过滤后进入集水装置。在第2级喷淋室中，温度最低的喷淋水与温度最低的乏风进行换热，吸收乏风热量后温度升高的喷淋水落入第2级集水装置内，由第2级循环水泵送入第1级喷淋室。在第1级喷淋室中，温度较高的喷淋水与温度最高的乏风进行换热后落入第1级集水装置内，最后经排水泵排出，与洗浴废水、矿井排水混合并净化后送入水源热泵。本实验系统开始设计3级喷淋室，但实验中发现需对喷淋管排和挡水板的相对位置重新调整，将挡水板后移，形成两级喷淋，实验分析也证实第3级喷淋室的换热作用很小。本次研究给出的是第1级和第2级喷淋实验结果。

 

 

　　加湿装置采用低压雾化喷淋装置模型。选用密闭式加尘方式，使用阀门调节，在密闭引风管中将尘定时定量加入流动空气中。利用粉尘采样仪在第1级喷淋室前测量乏风入口粉尘浓度，在第2级喷淋室后测量乏风出口粉尘浓度。利用数字温湿度传感器测量各级风温及湿度值，利用水温测量仪在各级喷淋水温测点测量各级喷淋水温度。利用热线风速仪在第1级喷淋室前测量乏风速度。

 

　　实验工况如下：

　　(1)入口乏风温度为17，18，19，20，21，22，23 ℃;

　　(2)入口乏风流速为1，2，3 m/s;

　　(3)入口乏风湿度为50%，60%，70%，80%，90%;

　　(4)入口乏风含尘量为15，25，35，45，55 mg/m³;

　　(5)喷淋水温设为8，9，10，11，12 ℃。

 

　　在上述各工况下环境温度维持在17 ℃左右，整体水气质量流量比为0.649 8,单级水气质量流量比为0.324。

 

来源：《煤炭学报》

引用格式：唐晓梅，马素霞，段泽敏.矿井乏风余热回收和除尘实验研究[J].煤炭学报,2016,41(8):1984-1988.