Источники пылеобразования

Источники пылеобразования

Источники пылеобразования в результате переработки различного сырья и полу, фабрикатов путем механического, термического и химического воздействия на них образуются отходящие промышленные газы, в которых содержатся взвешенные частицы.

Источники пылеобразования - это пыль в газах, отходящих от цементных и сырьевых сушилок, мельниц, печей обжига колчедана, в аспирационном воздухе пневмотранспортных устройств и т. д., является следствием осуществления механических процессов измельчения твердых тел (дробления, размалывания, перемешивания, истирания и др.), пересыпки и транспортировки сыпучих материалов. В дымовых, генераторных, доменных, коксовых и других подобных газах содержится пыль, образующаяся в процессе горения топлива. Как продукт неполного сгорания органических веществ и топлива при недостатке воздуха образуется и уносится сажа. Если в газах содержатся какие-либо вещества в парообразном состоянии, то при охлаждении до определенной температуры пары конденсируются и переходят в жидкое или твердое состояние. Примерами взвесей, образовавшихся путем конденсации, могут служить: туман серной кислоты в отходящих газах выпарных аппаратов, туман смол в генераторных и коксовых газах, пыль цветных металлов (цинка, олова, свинца, сурьмы и др.) с низкой температурой испарения в газах. Пыли, образующиеся в результате конденсации паров, называются возгонами.

Источники пылеобразования - газы (в том числе и воздух), содержащие взвешенные частицы, относятся к аэродисперсным системам. Дисперсными принято называть системы, состоящие из мелкораздробленных частиц (дисперсная фаза), распределенных в какой-либо дисперсионной среде (воде, растворителе, воздухе).

Аэродисперсными системами, или аэрозолями, называют системы, в которых дисперсионной средой является газ, а дисперсной фазой - твердые (пыль) или жидкие (туман) частицы. Дисперсная фаза может состоять из частиц одинакового размера (монодисперсная система) или из частиц разного размера (полидисперсная система). Промышленные газы обычно представляют собой сложные аэродисперсные системы, в которых дисперсионная среда является смесью разных газов, а взвешенные частицы полидисперсны и имеют различное агрегатное состояние.

Источники пылеоразования в зависимости от размера распределяются на фракции. Размер взвешенных частиц выражается чаще всего в микрометрах (мкм). Иногда частицы классифицируют по скорости витания (в тех случаях, когда состав пыли определяют методом воздушной классификации), а их диаметр определяют по номограмме (рис. 1.1).

Фракцией называют массовую долю частиц, размеры которых находятся в интервале значений, принятых в качестве нижнего и верхнего пределов. Частицу произвольной формы условно считают шарообразной, а ее размер определяют по эквивалентному диаметру.
                   

Рис. 1.1. Номограмма для определения скорости витания части.

Пыль, например, содержащую частицы размером до 100 мкм, можно разделить на следующие фракции:

При выборе метода и аппарата для очисти газов необходимо установить происхождение газовых взвесей, так как возможность разделения газовой неоднородной системы определяется главным образом размерами взвешенных частиц, а они зависят от условий образования взвесей. В большинстве случаев взвеси, образовавшиеся в результате механических процессов, состоят из частиц диаметром 5 - 50 мкм и более; взвеси, образовавшиеся вследствие термических и химических процессов, состоят из частиц диаметром до 3 мкм, а взвеси, получающиеся в результате горения, - в основном из частиц диаметром 5 - 70 мкм. Очень мелкие частицы, входящие в состав конденсированных взвесей, во многих случаях могут соединяться в более крупные хлопьевидные частицы. Такое явление укрупнения частиц называется коагуляцией, оно возникает при столкновении и соприкосновении частиц, а также осаждении пыли в виде порошка и осадка. К коагуляции более склонны мелкие частицы, частицы размером более 100 мкм почти не коагулируют.

Концентрация взвешенных частиц в некоторых промышленных газах и содержание их по отношению к готовому продукту приведены в табл. 1.1.

Источники пылеобразования обладают положительным или отрицательным электрическим зарядом. Пыли заряжаются в процессе дробления или распыления материала, при трении или контакте с поверхностью оборудования и коммуникаций, движении через раскаленную среду (заряжание нонами в результате термоионной или фотоэлектрической эмиссии электронов).

Дымы заряжаются при движении через раскаленные среды в результате ионизации в пламени, термоионной и фотоэлектрической эмиссии электронов.

Таблица 1-1. Концентрация взвешенных частиц в промышленных газах.

Туманы заряжаются в результате распыления, при барботировании газов через жидкости.

Кроме того, источники пылеобразования могут образовываться в результате химических реакций, под действием рентгеновского или радиоактивного излучения и электрической индукции. Этот естественный электрический заряд взвешенных частиц условно называется трибозаряд.

Число положительно заряженных частиц в аэрозолях может быть равно числу отрицательно заряженных, что, как правило, наблюдается для весьма мелких частиц при однородном химическом их составе. В ряде случаев преобладают частицы, несущие заряд одного знака.

Седиментационной скоростью частицы называется скорость оседания, которую приобретает частица в спокойной среде под влиянием силы тяжести. Эта скорость зависит от размера частицы, ее формы и плотности, а также от плотности и вязкости среды.

Седиментационным диаметром частицы называется диаметр шара, скорость оседания и плотность которого соответственно равны скорости оседания и плотности частицы неправильной формы.