磁化泡沫捕尘的可行性分析

磁化泡沫捕尘的可行性分析

摘要本文提出了磁化泡沫捕尘技术，探讨了它的捕尘机理和可行性分析，提出磁化泡沫除尘技术的优点，捕尘效率高，具有广泛的应用前景。

关键词磁化泡沫；捕尘；可行性

中图分类号td714 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）38-0170-01

煤矿井下产生的粉尘危害重大，长期从事采掘和粉尘作业环境的职工易患尘肺病，浓度较高的矿尘影响视野，容易造成人身事故，而且矿井煤尘具有爆炸危险，给矿井安全生产带来很大的危险。当今国内外除尘降尘技术主要有通风净化除尘，煤尘注水防尘，喷雾洒水，泡沫降尘等，我国的泡沫技术主要针对火灾进行灭火，在除尘方面应用较少。寻找新的高效除尘技术对当今煤矿安全生产十分重要，为此笔者提出了磁化泡沫捕尘技术，探讨其可行性。

1 探讨磁化泡沫的捕尘机理

结合磁化水和泡沫的降尘机理，引入磁化泡沫这种功能泡沫的捕尘技术。我们知道磁化水是指经过磁水器处理过的水，它使水的物理化学性质发生了暂时的变化，这种暂时改变水性质的过程叫磁化。磁化水所出现的变化是由电磁感应导致的，在磁力的作用下促使水分子的内聚力下降，黏滞力减弱，从而改变了水的基本结构。磁化水的除尘机理如下：第一，经磁化且由活性水分子组成的水体

作为捕尘体具有很强的极性，容易与其他物质形成物理键而发生吸附，这种吸附由范德华力、色散力、偶极子力等作用而形成，因此不易解脱。粉尘在磁场作用下同样可能导致极性加强，导致水体与粉尘更容易发生相互吸附，从而除去粉尘；第二，水分子键的氢键发生畸变、断裂，使液体分子间的平衡距离变大，引力常数变小，表面张力降低，导致喷出的雾滴更细小；第三，磁化后水的黏度有所降低，这也使喷出的雾滴小，雾滴的总表面积增大，大大增加了与粉尘接触的几率，而且雾化效果好，雾滴分布均匀。

泡沫剂和水一起按一定的比例混合，通过发泡器产生大量高倍数泡沫喷洒到尘源或空气中。当泡沫喷洒到岩矿或料堆上时，便形成无空隙的泡沫体覆盖在尘源上，使粉尘得以湿润和抑制。当泡沫喷射到含尘空气中时，则形成大量的泡沫粒子群，其总体积和总表面积很大，从而大大增加雾液与尘粒的接触面积和附着力，因此有利于提高水雾的降尘效果，尤其对呼吸性粉尘的捕集，而且耗水量少得多。

磁化泡沫就是结合磁化水和泡沫剂技术来提高降尘效果。如果把制备好的泡沫经过磁化处理，则发挥了磁化水和泡沫的两种捕尘效果，提高除尘效率，减少用水量。当然磁化设备可以参照磁化水设备来制取磁化泡沫。磁化泡沫的捕尘机理来源如图1所示。

泡沫捕尘机理

2 磁化泡沫捕尘的可行性分析

泡沫除尘是水和泡沫剂按一定比例混合，泡沫除尘效果主要取决于泡沫剂配方, 即配方中各化学药剂的选择和含量的确定。一般泡沫剂配方中含有起泡剂、湿润剂、稳定剂、增溶剂等表面活性剂。从结构上看, 所有表面活性分子都是由极性的亲水基和非极性的

亲油基两部分组成。亲水基使分子引入水与水亲和, 而亲油基使分子排斥水, 与油亲和。根据亲水基团的结构分类, 通常把表面活性剂分为离子型和非离子型, 而离子型表面活性剂在水中电离, 形

成带阳电荷或带阴电荷亲油剂, 又可分为阳离子表面活性剂和阴

离子表面活性剂。故在泡沫剂配方中, 不能把阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂混合使用。考虑到表面活性剂来源广泛, 价格较低, 易于加工制作和现场应用, 最好选用阴离子表面活性剂或非

离子型表面活性剂。用于煤尘的泡沫剂，其中水大约为54%~55%,

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐20%，椰子油醇烷醇酰胺5%，改性丁二烯/苯乙烯共聚物胶乳20%，苯甲酸钠0.1%，四硼酸钠的五水化合物0.2%，浓硫酸15%。它们大多属于阴离子表面活性物质。当磁化泡沫在磁场作用下，物质的正负电荷产生方向相反的回旋运动，不同电荷回旋半径不同，使水分子极性加强，离子磁化后产生的附加磁场的方向与外磁场的方向相同，这些磁力作用最终促使分子内聚力下降，黏滞力减弱，改变水的基本结构。在与粉尘的碰撞、隔离、湿润、沉积等多种机理作用下，几乎可以捕集所有与之相遇的粉尘，特别是对微细粉尘具有很强的集聚能力。

3 磁化泡沫的优点

1）除尘效率高，用水量减少；

2）成本低，来源充足，无毒；

3）可以用在工作面除尘，掘进打眼或溜煤眼施工除尘；

4）操作简单，应用前景广泛。

4 结论

通过对磁化水捕尘和泡沫捕尘机理的了解，综合二者机理提出磁化泡沫捕尘，分析了其可行性和优点，可以发现磁化泡沫具有广泛的应用前景，不仅制备简单，稳定，而且除尘效率明显较高，是一种可行性的捕尘方法。

参考文献

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