การควบคุมการฟุ้งกระจายฝุ่นถ่านหินบริเวณโม่บดด้วยม่านอากาศ

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการควบคุมและลดการฟุ้งกระจายของฝุ่นถ่านหินบริเวณอ่างที่เป็นตัวแทนอ่างโม่บดถ่านหินด้วยม่านอากาศ โดยติดตั้งหัวพ่นอากาศบริเวณปากของอ่างทดสอบขนาดกว้าง 0.6 เมตร ยาว 1.2 เมตร สูง 0.6 เมตร ซึ่ง จะทดสอบเพื่อพิจารณาทิศทางการเคลื่อนที่ของฝันถ่านหินและผลของการลดความคัน เนื่องจากความเร็วม่านอากาศใน แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ด้วยโปรแกม ES1-CFD จากนั้นจะทดสอบกับโม่บดทดสอบเพื่อดูลักษณะการฟุ้งกระจาย และปริมาณฝุ่นถ่านหินที่ฟุ้งกระจาย จากการทดสอบเทถ่านหินบดขนาดเล็กกว่า 0.045 mm ถึงขนาดใหญ่กว่า 50.8 mm ปริมาณ 8.5 kg ลงในโม่บดทดสอบที่ไม่มีระบบควบคุมการฟุ้งกระจายด้วยมุมการเท 30 องศา จากแนวราบ ถ่านหินไหลลงด้วยความเร็ว 5 m/s พบว่ามีปริมาณฝุ่นถ่านหินชนิด PM10 เพิ่มขึ้นในอากาศบริเวณด้านข้างอย่างรวดเร็วในช่วง 9 วินาทีจาก 96.7 µg/mยกกำลัง 3 ถึง 1999 µg/mยกกำลัง 3 และปริมาณฝุ่นถ่านหินที่บริเวณด้านหน้าของโม่ทดสอบเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 6 วินาทีจาก 233.6 µg/mยกกำลัง 3 ถึง 1999 µg/mยกกำลัง 3 โดยความเร็วของม่านอากาศที่เหมาะสมกับระบบทดสอบอยู่ที่ความเร็ว 35 m/s ซึ่งสามารถควบคุมฝุ่นถ่านหินให้ฟุ้งกระจายในทิศทางเดียวกับม่านอากาศไปยังบริเวณด้านข้างของอ่าง โดยฝุ่นถ่านหินไม่สามารถฟุ้งกระจายไปยังบริเวณด้านหน้าของโม่บดทดสอบได้ ซึ่งลดลงมาเฉลี่ยจากอ่างที่ไม่มีการใช้ระบบม่านอากาศอยู่ที่ 166.22 µg/mยกกำลัง 3 และในกรณีศึกษาผลของความเร็วของถ่านหินที่ตกลงไปในอ่างด้วยความเร็ว 2.5, 5 และ 7.5 m/s ด้วยโปรแกรม ESI-CFD จะเกิดความดันในการผลักให้อากาศเคลื่อนที่ทำให้เกิดการฟุ้งกระจายเป็น เท่ากับ 12.3734, 28.4808 และ 56.2321 N/mยกำลัง2 ตามลำดับ พบว่า จะต้องม่านอากาศให้เกิดความดันแตกต่างระหว่างภายในอ่างทดสอบและเหนือม่านอากาศที่ประมาณ 6, 20 และ 41 N/mยกกำลัง 2 ที่ความเร็วม่านอากาศ เท่ากับ 20, 35 และ 40 m/s ตามลำดับ

The aim of this study was to control and reduce coal particle dispersion in a coal crusher basin model by air curtain. A set of air nozzles was installed at the edge of the tested basin having dimensions of 0.6 m width x 1.2 m length x 0.6 m height. The flow pattern and pressure drop of the flow field of the air in the basin due to the air curtain were evaluated by ESI-CFD program. Experiments to observe the coal particle dispersion and coal particle concentration were carried out. In the experiment, without the air curtain, 8.5 kg of coal having a size in a range of smaller than 0.045 mm to larger than 50.8 mm was dumped into the tested basin by a 30o inclined tray with a velocity of 5 m/s. It could be found that the amount of PM10 dispersed rapidly from 96.7 µg/m³ to the measured full scale of 1,999 µg/m³ around the basin side area and from 233.6 µg/m³ to the measured full scale of 1999 µg/m³ around the basin front area in the retention times of 9 and 6 seconds, respectively. With air curtain, to control the dispersed particles, the air velocity at around 35 m/s could control the dispersed particle pattern to be in the same direction as that of the air curtain and less particle amount spread out to the front area. The average amount of the particles was at around 166.22 µg/m³. The study with different velocities of the feeding coal particles at 2.5, 5 and 7.5 m/s on the air dynamic pressure that generated particle dispersions was also performed by ESI-CFD simulation. The dynamics pressures were found to be 12.3734, 28.4808 and 56.2321 N/m², respectively. Then the air curtain that generated the pressure drops between the air in the tested basin and the air over the curtain were 6, 20 and 41 N/m² at the air curtain velocities of 20, 35 and 40 m/s, respectively.