本發(fā)明涉及除塵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能?chē)婌F除塵裝置及除塵方法。

背景技術(shù)：

在某些領(lǐng)域采用除塵等粉塵防控設(shè)施，能夠大幅度降低向環(huán)境中揚(yáng)塵和物料損耗，保護(hù)環(huán)境，降低對(duì)人類(lèi)健康的危害。目前采用的粉塵防控設(shè)施主要有干式除塵與濕式除塵。濕式除塵技術(shù)主要以噴淋除塵和藥劑除塵為主。其中藥劑除塵是噴淋除塵技術(shù)的延伸，將抑塵藥劑加入噴淋設(shè)備中，提高抑塵效果。通過(guò)對(duì)粉塵產(chǎn)生點(diǎn)進(jìn)行噴水，增加濕度使粉塵不再揚(yáng)起。對(duì)無(wú)組織排放的粉塵具有抑制作用，但水霧顆粒大，處理細(xì)小粉塵的能力比較低，耗水量大，低溫下無(wú)法正常使用。

cn105561711a于2016年05月11日公開(kāi)了一種智能環(huán)保噴霧除塵裝置，包括移動(dòng)設(shè)備終端、系統(tǒng)控制部分、噴霧裝置和用于識(shí)別不同微粒的圖像識(shí)別裝置，所述系統(tǒng)控制部分包括除塵小車(chē)和智能控制器，所述智能控制器的輸入端連接有所述圖像識(shí)別裝置，所述除塵小車(chē)的車(chē)輪連接有驅(qū)動(dòng)裝置和剎車(chē)制動(dòng)裝置，所述除塵小車(chē)的車(chē)身上設(shè)有所述噴霧裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路與所述智能控制器的輸出端連接，所述剎車(chē)制動(dòng)裝置通過(guò)制動(dòng)控制電路與所述智能控制器的輸出端連接，所述噴霧裝置通過(guò)噴霧控制電路與所述智能控制器的輸出端連接，所述移動(dòng)設(shè)備終端與所述智能控制器通信連接。

現(xiàn)有除塵技術(shù)中有以下控制方式：

利用粉塵濃度傳感器在線(xiàn)檢測(cè)產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵濃度，當(dāng)粉塵濃度高于預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，啟動(dòng)水霧除塵裝置進(jìn)行除塵，當(dāng)粉塵濃度低于預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，水霧除塵裝置自動(dòng)停止工作，該裝置除可實(shí)現(xiàn)粉塵濃度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，還可實(shí)現(xiàn)粉塵超標(biāo)報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

利用粉塵濃度傳感器在線(xiàn)檢測(cè)產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵濃度，當(dāng)粉塵濃度高于預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，啟動(dòng)水霧除塵裝置進(jìn)行除塵，并可根據(jù)粉塵濃度的大小，通過(guò)變級(jí)調(diào)節(jié)電比例流量閥的閥口通流面積大小，自適應(yīng)地調(diào)節(jié)噴嘴的噴水量大小，當(dāng)粉塵濃度低于預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，水霧除塵裝置自動(dòng)停止工作，除可實(shí)現(xiàn)粉塵濃度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，自適應(yīng)地調(diào)節(jié)噴水量大小，亦可實(shí)現(xiàn)粉塵超標(biāo)報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

利用環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，集成高壓微霧除塵與干霧抑塵兩種裝置，可根據(jù)作業(yè)環(huán)境粉塵濃度、風(fēng)速和溫度的變化，實(shí)現(xiàn)噴霧除塵的智能控制，解決單一噴霧除抑塵技術(shù)的應(yīng)用局限性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放、半密閉空間和密閉空間無(wú)組織排放粉塵的同步除塵。

以上現(xiàn)有除塵技術(shù)，盡管實(shí)現(xiàn)了粉塵濃度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)與預(yù)設(shè)報(bào)警值對(duì)比，啟停水霧除塵裝置，粉塵超標(biāo)報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控；自適應(yīng)噴水除塵；根據(jù)作業(yè)環(huán)境粉塵濃度、風(fēng)速和溫度的變化，實(shí)現(xiàn)噴霧除塵的智能控制。但除塵效果和除塵效率仍存在提升空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于：提供一種通過(guò)控制水霧粒度，使水霧粒度與粉塵粒度的匹配達(dá)到最優(yōu)化，獲得更優(yōu)的除塵效果和除塵效率的智能?chē)婌F除塵裝置及除塵方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供一種智能?chē)婌F除塵裝置，包括plc控制器；與所述plc控制器連接的顯示器；與所述plc控制器連接的粉塵濃度傳感器、風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器；與所述plc控制器連接的高壓噴霧組件；所述高壓噴霧組件包括水箱，通過(guò)管道與所述水箱連接的高壓柱塞泵，通過(guò)管道與所述高壓柱塞泵出口連接的調(diào)節(jié)閥，通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)閥連接的電動(dòng)截止閥，通過(guò)管道與所述電動(dòng)截止閥連接的噴嘴；所述plc控制器包括用于實(shí)現(xiàn)接收粉塵濃度傳感器、風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)信息，進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出相應(yīng)指令，啟停高壓噴霧組件，控制調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)噴嘴的噴液壓力變壓調(diào)節(jié)，控制電動(dòng)截止閥實(shí)現(xiàn)控制管路的通斷。

作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵裝置，還具有設(shè)置于所述水箱內(nèi)與所述plc控制器連接的液位傳感器。

作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵裝置，還具有設(shè)置于所述水箱進(jìn)水管上的過(guò)濾器。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，另一方面，本發(fā)明提供一種智能?chē)婌F除塵方法，包括以下步驟：粉塵濃度傳感器實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵濃度；風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)氣流速度；粉塵粒度傳感器實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵的幾何當(dāng)量直徑；粉塵濃度傳感器、風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器將實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳遞至plc控制器；當(dāng)粉塵濃度傳感器檢測(cè)的粉塵濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器控制智能?chē)婌F除塵裝置進(jìn)行除塵作業(yè)；當(dāng)粉塵濃度傳感器檢測(cè)的粉塵濃度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器控制智能?chē)婌F除塵裝置關(guān)閉水霧除塵噴嘴的供水；當(dāng)粉塵濃度高于預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器通過(guò)控制智能?chē)婌F除塵裝置除塵時(shí)的噴霧水壓，從而調(diào)節(jié)智能?chē)婌F除塵裝置除塵時(shí)的水霧粒度，使水霧幾何當(dāng)量直徑與粉塵幾何當(dāng)量直徑的匹配得到優(yōu)化，提高除塵效果和除塵效率。

作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵方法，水霧幾何當(dāng)量直徑與粉塵幾何當(dāng)量直徑的匹配優(yōu)化過(guò)程包括以下步驟：

風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)氣流速度v，粉塵粒度傳感器實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵的幾何當(dāng)量直徑d1，風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)信息傳遞至plc控制器，plc控制器按以下公式計(jì)算獲得水霧幾何當(dāng)量直徑d0：

式中：d1—粉塵粒度傳感器檢測(cè)的粉塵幾何當(dāng)量直徑，單位：μm

ρ—粉塵粒的密度，單位：kg·m^-3

v—風(fēng)速傳感器檢測(cè)的氣流速度，單位：m·s^-1

η—空氣粘度系數(shù)，單位：pa·s

k—比例系數(shù)，無(wú)量綱

d0—水霧幾何當(dāng)量直徑，單位：μm；

智能?chē)婌F除塵裝置在不同工作壓力下，噴嘴噴出的水霧幾何當(dāng)量直徑在10～100μm，且壓力越大，水霧幾何當(dāng)量直徑越小；

智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓的額定工作壓力為p0，plc控制器控制智能?chē)婌F除塵裝置降壓后的噴霧水壓分為p1、p2、p3和p4四檔，且智能?chē)婌F除塵裝置噴霧的最低工作壓力為p4，它們的關(guān)系滿(mǎn)足p0>p1>p2>p3>p4；

智能?chē)婌F除塵裝置除塵作業(yè)時(shí)包括以下五種運(yùn)行工況：

當(dāng)plc控制器計(jì)算獲得的水霧幾何當(dāng)量直徑0<d0<25μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置的噴霧水壓為額定工作壓力p0；

當(dāng)plc控制器計(jì)算獲得的水霧幾何當(dāng)量直徑25μm≤d0<50μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p1；

當(dāng)plc控制器計(jì)算獲得的水霧幾何當(dāng)量直徑50μm≤d0<75μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p2；

當(dāng)plc控制器計(jì)算獲得的水霧幾何當(dāng)量直徑75μm≤d0<100μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p3；

當(dāng)plc控制器計(jì)算獲得的水霧幾何當(dāng)量直徑d0≥100μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p4。

作為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵裝置及除塵方法，所述智能?chē)婌F除塵裝置，包括plc控制器；與所述plc控制器連接的顯示器；與所述plc控制器連接的粉塵濃度傳感器、風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器；與所述plc控制器連接的高壓噴霧組件；所述高壓噴霧組件包括水箱，通過(guò)管道與所述水箱連接的高壓柱塞泵，通過(guò)管道與所述高壓柱塞泵出口連接的調(diào)節(jié)閥，通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)閥連接的電動(dòng)截止閥，通過(guò)管道與所述電動(dòng)截止閥連接的噴嘴；所述plc控制器包括用于實(shí)現(xiàn)接收粉塵濃度傳感器、風(fēng)速傳感器和粉塵粒度傳感器的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出相應(yīng)指令，啟停高壓噴霧組件，控制調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)噴嘴的噴液壓力變級(jí)調(diào)節(jié)，控制電動(dòng)截止閥實(shí)現(xiàn)控制管路的通斷。

在不沖突的情況下，上述改進(jìn)技術(shù)方案可單獨(dú)或組合實(shí)施。

本發(fā)明中水霧幾何當(dāng)量直徑為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)占比例最大的霧粒等效直徑；粉塵幾何當(dāng)量直徑為作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)占比例最大的粉塵等效直徑。粉塵粒的密度ρ，和空氣粘度系數(shù)η根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員使用的相關(guān)技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行查找。k為比例系數(shù)，無(wú)量綱，針對(duì)不同類(lèi)型的粉塵，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取比例系數(shù)值。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，除塵過(guò)程中使水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近，從而提高粉塵吸附、過(guò)濾、凝結(jié)的機(jī)率，獲得最佳的除塵效果和除塵效率；減少高壓噴霧除塵系統(tǒng)的耗水量，提高水資源的利用率，節(jié)約系統(tǒng)成本；降低高壓水對(duì)噴嘴等零部件的磨損；減輕噴霧對(duì)散料料性的影響，減少對(duì)作業(yè)環(huán)境的污染。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是實(shí)施例智能?chē)婌F除塵裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示的智能?chē)婌F除塵裝置，包括plc控制器1，與plc控制器1連接的顯示器2，與plc控制器1連接的粉塵濃度傳感器3、風(fēng)速傳感器4和粉塵粒度傳感器5，與plc控制器1連接的高壓噴霧組件。高壓噴霧組件包括水箱6，通過(guò)管道與水箱6連接的高壓柱塞泵7，通過(guò)管道與高壓柱塞泵7出口連接的調(diào)節(jié)閥8，通過(guò)管道與調(diào)節(jié)閥8連接的電動(dòng)截止閥9，通過(guò)管道與電動(dòng)截止閥9連接的噴嘴10。所述plc控制器1包括用于實(shí)現(xiàn)接收粉塵濃度傳感器3、風(fēng)速傳感器4和粉塵粒度傳感器5的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)信息，進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出相應(yīng)指令，啟停高壓噴霧組件，控制調(diào)節(jié)閥8實(shí)現(xiàn)噴嘴10的噴液壓力變壓調(diào)節(jié)，控制電動(dòng)截止閥實(shí)現(xiàn)控制管路的通斷。

可選地，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵裝置，還具有設(shè)置于水箱6內(nèi)與plc控制器連接的液位傳感器11。

可選地，本發(fā)明提供的智能?chē)婌F除塵裝置，還具有設(shè)置于水箱6進(jìn)水管上的過(guò)濾器12。

智能?chē)婌F除塵器除塵工作過(guò)程中，粉塵濃度傳感器3實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵濃度，風(fēng)速傳感器4實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)氣流速度；粉塵粒度傳感器5實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵的當(dāng)量直徑；粉塵濃度傳感器3、風(fēng)速傳感器4和粉塵粒度傳感器5將實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)傳遞至plc控制器1。當(dāng)粉塵濃度傳感器3檢測(cè)的粉塵濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器1控制啟動(dòng)智能?chē)婌F除塵裝置進(jìn)行除塵作業(yè)，高壓柱塞泵7、調(diào)節(jié)閥8和電動(dòng)截止閥9開(kāi)啟，噴嘴10噴出霧狀水流；當(dāng)粉塵濃度傳感器3檢測(cè)的粉塵濃度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器1控制至少關(guān)閉智能?chē)婌F除塵裝置的電動(dòng)截止閥9，從而停止向噴嘴10供水。當(dāng)粉塵濃度高于預(yù)設(shè)值時(shí)，plc控制器1通過(guò)控制智能?chē)婌F除塵裝置調(diào)節(jié)閥8的開(kāi)度，控制除塵作業(yè)過(guò)程中噴嘴10的噴霧水壓，從而調(diào)節(jié)智能?chē)婌F除塵裝置除塵時(shí)噴嘴10噴出的水霧粒度，使水霧當(dāng)量直徑與粉塵當(dāng)量直徑的匹配得到優(yōu)化，提高除塵效果和除塵效率。

實(shí)施例中水霧當(dāng)量直徑與粉塵當(dāng)量直徑的匹配優(yōu)化過(guò)程包括以下步驟：風(fēng)速傳感器4實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)氣流速度v，粉塵粒度傳感器5實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)粉塵的幾何當(dāng)量直徑d1，風(fēng)速傳感器4和粉塵粒度傳感器5實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)信息傳遞至plc控制器1，plc控制器1按以下公式計(jì)算獲得水霧幾何當(dāng)量直徑d0：

式中：d1—粉塵粒度傳感器5檢測(cè)的粉塵幾何當(dāng)量直徑，單位：μm

ρ—粉塵粒的密度，單位：kg·m^-3

v—風(fēng)速傳感器4檢測(cè)的氣流速度，單位：m·s^-1

η—空氣粘度系數(shù)，單位：pa·s

k—比例系數(shù)，無(wú)量綱

d0—水霧幾何當(dāng)量直徑，單位：μm；

智能?chē)婌F除塵裝置在不同工作壓力下，噴嘴10噴出的水霧當(dāng)量直徑在10μm～100μm，且壓力越大，水霧當(dāng)量直徑越小。

智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓的額定工作壓力為p0，plc控制器1控制智能?chē)婌F除塵裝置降壓后的噴霧水壓分為p1、p2、p3和p4四檔，且智能?chē)婌F除塵裝置噴霧的最低工作壓力為p4，它們的關(guān)系滿(mǎn)足p0>p1>p2>p3>p4。

智能?chē)婌F除塵裝置除塵作業(yè)時(shí)包括以下五種運(yùn)行工況：

當(dāng)plc控制器1計(jì)算獲得的水霧當(dāng)量直徑0<d0<25μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置的噴霧水壓為額定工作壓力p0；

當(dāng)plc控制器1計(jì)算獲得的水霧當(dāng)量直徑25μm≤d0<50μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p1；

當(dāng)plc控制器1計(jì)算獲得的水霧當(dāng)量直徑50μm≤d0<75μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p2；

當(dāng)plc控制器1計(jì)算獲得的水霧當(dāng)量直徑75μm≤d0<100μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p3；

當(dāng)plc控制器1計(jì)算獲得的水霧當(dāng)量直徑d0≥100μm時(shí)，智能?chē)婌F除塵裝置噴霧水壓為p4。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，除塵過(guò)程中使水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近，從而提高粉塵吸附、過(guò)濾、凝結(jié)的機(jī)率，獲得最佳的除塵效果和除塵效率；減少高壓噴霧除塵系統(tǒng)的耗水量，提高水資源的利用率，節(jié)約系統(tǒng)成本；降低高壓水對(duì)噴嘴等零部件的磨損；減輕噴霧對(duì)散料料性的影響，減少對(duì)作業(yè)環(huán)境的污染。

顯然，本發(fā)明不限于以上優(yōu)選實(shí)施方式，還可在本發(fā)明權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)限定的精神內(nèi)，進(jìn)行多種形式的變換和改進(jìn)，能解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，并取得預(yù)期的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方案，只要在權(quán)利要求限定的精神之內(nèi)，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。