木材加工企业木质粉尘回收普遍采用袋式除尘器作为除尘设备,但袋式除尘设备在运行过程中容易发生木质粉尘爆炸事故,严重威胁着企业的安全运营,因此,设计一套安全可靠的除尘装置以提升现有除尘系统整体安全性将具有十分重要的意义。本文以一套木质粉尘风管喷雾沉降装置为研究对象,通过设计、数值模拟、试验及案例分析的方法对装置进行了研究,主要内容包括装置的结构设计、参数设计、性能研究以及应用效果研究。提出一套具有智能喷雾降尘作用的沉降室,可以高效而及时地降低袋式除尘器入口风管内的粉尘浓度,提升除尘器系统整体的安全性能及可靠性,实现木材加工企业粉尘回收装置的安全化改进的目的。本文主要取得以下几点结论:(1)通过对液滴和木质粉尘的特性及两者之间相互作用的内在机理分析,木质粉尘颗粒粒径在5~230μm之间分布,具有良好的亲水性,通过对含尘气体进行喷雾来提高粉尘湿度,可以降低粉尘爆炸危险性,同时可以提升粉尘沉降效果,其中,液滴和粉尘颗粒的惯性碰撞率越高,除尘效率就越高。(2)基于喷雾降尘理论的分析提出了一套除尘器风管喷雾沉降装室,其结构是在传统惯性沉降室的基础上设计优化而来,新设计优化后的装置主要结构参数如下:内部挡流板均布设置3块并改造成2个挡流沉降室,中心挡流板长度为750 mm,集灰斗的倾斜角设计为70°,采用3个口径为1.2 mm的离心压力式喷嘴安装在沉降室顶部。(3)利用数值模拟及试验分析的方法对装置设计参数进行了优化,结果表明,1、3号喷嘴面向入口与竖直平面以60°设置,喷嘴全部开启,供水压力为4 MPa,雾滴尺寸在50μm左右时,除尘效率就最高。在安全性方面,喷雾过程中湿度增加2倍以上;粉尘最低爆炸浓度下限由30 g/m~3增加到90 g/m~3以上;最低着火温度由474℃上升至578℃以上;最小点火能量由50 mJ左右提高到2200 mJ以上,粉尘爆炸危险性大幅降低。(4)通过对木材加工企业风管喷雾沉降装置的应用研究,在具体的实施案例中,沉降装置基本可以将出口浓度控制在3 g/m~3以下,最高除尘效率达93%以上,通风量减少40%,但功耗有所增加,平均增加1.3 kw?h。通过本课题的设计和研究发现,袋式除尘器运行工况得到改善,布袋运行寿命明显延长,风管喷雾沉降装置的设计及配置对除尘设备系统的安全性和可靠性有明显提升作用,效果显著,具有良好的推广价值和应用前景。