Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Оптимизация систем обеспыливания воздуха в промышленных зданиях

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
16.25 Mб
Скачать

ники и более или менее приближающиеся к ним частицы вепремдь-

ноА формы; 2 -

частицы»

имеющие в двух измерениях значительно

большую протяженность9

чем в третьем: пластинки» листочки» чешуй­

ки и т .д .; 3 -

частицы

с большой протяженностью в одном измерении:

призмы» иглы»

волокна.

Altera ты во взвешенной пыли моцут образо­

ваться при коагуляции индивидуальных частиц. Отличие нешарообраз­ ных частиц от шара характеризуется коэффициентом сферичности и

динамическим коэффициентом формы. Первый

представляет собой

отно­

шение поверхности шара с объемом» равным

объему данной частицы»

к поверхности последней. Второй определяется по формуле

 

Фд = йцЭ/ 8 * , здесь S yj- эквивалентный диаметр частицы»

рав­

ный диаметру шара » объем которого равен объему данной части­ цы. В зависимости от формы частиц фд = 1+5.

Увеличение размера частиц в результате коагулянии (процесс слияния частиц при соприкосновении друг с другом) значительно облегчает их осаждение. Это оледует учитывать при выборе способа и средств обеспыливания технологического оборудования и воздуш­ ной среды помещений. Сближение частиц может происходить за счет броуновского движения ( тепловая коагуляция) или под действием аэродинакаческих» электрических» гравитационных и других сил» которое накладываются на броуновское движение и упорядочивают движение частиц. Скорость коагуляции большинства взвешенных час­

тиц подчиняется закону ( I/ Ц )

-

( I / с ' ) =

С^-Т f где Скг

-

счетная концентрация частиц в

некоторый момент времени Т

, 1/м 3;

скг - константа коагуляции» м3/ с .

Скорость убывания счетной

концентрации частиц в результате процесса коагуляции

 

 

ик г = - d c '/d t

= - ск г( С ) 2 ,

(5 6)

где икг -

скорость

коагуляции

-

величина»

соответствующая

чис­

лу встреч

частиц в

единице объема

в

единицу

времени» 1/(м 3« с ) .

Видно» что в начальный момент времени» когда счетная концентра­ ция частиц велика» процесс коагуляцм протекает о большой ско­ ростью» но затем скорость коагуляции быстро падает. Скорость ко­ агуляции возрастает с уменьшением размера первичных частиц» а также с увеличением их концентрации:

Число частиц» см~3

Скорость увеличения средней

 

массы частиц (? ) в минуту

3*Ю 4

0 ,1

1‘ Ю5

0 ,6

3«Ю 5

1 ,8

Объем,

занимаемый слоем

, больше сум ерного

объема

час­

тиц, составляющих слой VQJI

• Обьем^ внутренних пустот

вислое

ха­

рактеризует

его порозность £ПОр-(Ц :л' \& )/V '-1 -(V a /\& )

Она

зависит от степени уплотнения слоя и при шарообразных частицах равного диаметра теоретически составляет 0,476 -0,259 . В действи­ тельности она может быть больше или меньше этих величин. Пороз­ ность слоя существенно влияет на характер взаимодействия его с воздушными течения!» и может быть представлена в виде

ар = {рц ~Р*нас

1~ (Рнас/Л ) •

Например, порозность фосфоритовой, кварцитовой и коксовой пыли при производстве фосфорных удобрений составляет соответственно 84,1; 75,0 и 65,04 %9 порозность слоя калийной пыли равнв 68, 8$, неуплотненной пыли карбиде кальция - 72-78 %, а уплотненной - 60-64 %.

Значения истинной и насыпной плотности некоторых промыш­ ленных пылей в осадках приведены в табл. Ю, дисперсный состав пыли, собранной с площадки на отметке ч4,00 м в отделении выгруз­ ки цеха по производству керамзита завода ЖЕК, приведен в та бл .II.

 

Значения плотности пыли в осадках

Таблица 10

 

 

 

Пыль

 

 

Л > кг/м3

Л а с, кг/м 3

С площадки

(отметка

+8 м)

литей­

 

ного двора

металлургического ком­

471

бината

 

 

 

2710

С пола зала агломерационных ма­

2150

шин металлургического завода

4330

В аспирационном воздухопроводе в

 

известково-долокю тавом цехе

ме­

718

таллургического завода

 

2720

В системе аспирации

цеха

по

пе­

 

реработке

титановой

губки

тита­

 

но-магниевого комбината (губка

1214

низового обруба)

 

 

3506

То же. о пола (гарнисоажнвя

1263

350

рубка)

 

 

 

С пола сушильного отделения обо­

 

гатительной фабршки

третьего

ка­

640

лийного рудоуправления

 

2050

В оистеме

газоочистки после

содо­

 

регенерационного агрегата

целлю-

200

доэобумвжного комбината

 

2740

Рис.20. Кривые распределения размеров частац пыли.: 1 - соб­ ранной со свода кольцевой печи и с пода цеха Jfc I кирпичного завода (поо. даерята пермской обд.); 2 - собранной о. поле в обрубном отделении литейного цеха машиностроительного за­

вода (г.Пермь?: 3 - собранной с технологической площадки на отметке 46.00 м в цехе % I кирпичного завода (пос.Оверята Пермской обл.); 4 - порошка карбонильного железа; 5 - соб­ ранной с пола в помольном отделении'завода силикатного кир­

пича (г.Березники Пермской обл.); 6 - собранной с пола в от­

делении щахтных мельниццеха гапсовых изделий Кргачинокого

гипсового комбината (Пермская обл.); 7

-

порошка силикагеля -

фракция 0*50 мкм; 8 -

собранной с технолодаческой площадки

на .отметке +12,00 м и

пола в отделении помола Горнозаводско­

го цементного завода (Пермская обл.);

9

- порошка гадрата

окиси кальция - фракция 0*50 мкм: 10 -

то же, фракция. 50*

63 дем; 11 -

То же, 50*Ю0 мкм; 12 - кварцевого песка - фрак­

ция 63*100 мкм (счетное распределение); 13 - силикагелевого

порошка - фракция 63*100 тщ &- квашевого песка - фракция

200-316 мкм (счетное распределение) \ J 5 - порошка гадрата оки­

си кальция -

фракция Ео*160 мкм); У&- кварцевого песка -

франтя

хе.фрак-

Рис.21. Кривые распределения размеров частиц пыли: / - с пола около входа в кольцевую печь цеха J§ I кирпичного заво­ да (пос. Оверята Пермской обл.); 1 - с пола в отделении плавки шихты завода по изготовлению минераловатных изделий (г.Пермь); J - собранной с конструкций рольганге сортопро­ катного цеха металлургаческого комбината на отметке +6,00 м (г.Лысьва Пермской обл.); U - со свода печи (отметка

fI2,00 м) и пола мартеновского цеха металлургического ком­ бината (г.Лысьва Пермской обл.); 5 - с металлоконструкций на отметке I 5,30 м выбивного отделения цеха фасонного литья металлургаческого комбината (г.Лысьва Пермской обл.); о - то же с технологической площадки нв отметке +8,00 м конвертерного цеха металлургического завода (г.Чусовой);

7 - с площадки на отметке +10,00 м конвертерного цеха ме­

таллурга ческого завода (г . Чусовой); 8 - с пола и площадки на отметке +2,00 м в землеподготовительном отделении ста ле­

татейного цеха Стародаши йского металлургаческого

завода;

9 - с пола зала агломерационных машин чусовского

металлурга­

ческого комбината; 10 - с площадки на|(отметке +3,00 м в об­

рубном отделении Старопашийского мегапГЙургаческого завода; 11 - в отделении шихты Чусовского металлургаческого завода; 12 - то же, с пола прокатного цеха; 13 - то же, мартеновско­ го цеха; /V - то же, литейного двора; 15- то же, в дробиль­

ном отделении цеха ванадия и ферросплввав

входят в состав кристаллической структуры и хорошо различимы под микроскопом. Анализы показывает» что в осадках гигроскопических шлей содержится небольшое количество (0 ,3 -0 » 6 %) воды. К природ­ ной влажности их добавляется вода, адсорбированная из воздуха.

Это может привести к полному растворению легкорестворимых минера­ лов, образованию кристаллизационных вод и коллоидному набуханию.

Закономерности изменения влажности осадков гигроскопических шлей

в зависимости от влажности воздуха объясняются теорией адсорбции. Высокая степень адсорбции паров воды из воздуха гигроскопическими пылями объясняется строением кристаллов частиц и поверхности моле­

кул веды. Цроцесс конденсации

воды на гигроскопическом ядре (ч а с­

тице пыли) протекает в две стадии. 1йгроскопическое ядро до мо­

мента полного растворения состои т из твердой неувлажненной цен­

тральной части и периферийной оболочки в виде сферического слоя

насыщенного рассола. Толщ на

последней по

мере растворения

гигро­

скопического ядра возр астает,

При полном

ре створе ши ядра

насту­

пает вторая стадия конденсации, при которой дальнеШшй рост кап­

ли сопровождается снижением концентрации

растворенного в ней вещест­

ва. При этом давление водяных паров над каплей насыщенного раство­ ра по мере уменьшения его концентрации возрастает по экспоненте.

Указанные процессы в полном объеме протекают

только при (fig

,

равной или большей относительной влажности,

поддерживаемой

над

 

поверхностью насыщенных растворов

данного

вещ ества. При меньшей

(Pg адсорбция влаги

происходит

лишь до

образования по «м о л е ­

кулярного сдоя, толщ на

которого возрастает

с увеличением

<Pg

,

оставаясь меннпе той минимальной величины, при которой начинает­

ся объемная конденсация. Вели вещ ество,

имеющее

ив своей поверх­

ности

пленочный или капедьш й

раствор,

поместить в среду с низкой

(fig , произойдет процесс, обратный растворению

- гидратация.

Этот

процесс.продолжается « б о до

образования

полимодекулярного

сдоя

на поверхности вещ ества,

« б о

(при

очень

низкой

<Pg ) до

полного вмсыхвшя последнего* Влажность воздуха

<Pg , при кото­

рой в по«молекулярном сдое начинается

объемная конденсация воды,

сопровождающаяся растворением вещ естве,

получила

назввш е критичес­

кой

(ркр • Она соответствует

ipg ,

поддерживаемой над

поверхностью

насыщенного рассол е. Механизм адсорбции

водяных

леров

частицами

гигроскопических пыдей заключается в следующем: навеска пыли, по­ мещенная в среду с (ft < ip , увлажняется до определенного пре­ дела (об р езов а я я пожмолекуверного слоя) в дальнейшее увлаж неяе навески не происходит. При ^ * <Ркр• увлажнеше должно происхо­ дить до образования поименного р ассол а . Лрв ifig > ipKp адсорбция

влаги будет продолжаться с образованием ненасыщенного рассола концентрацией, соответствующей данной Cfig• Эти положения пол­ ностью подтверждаются экспериментами (рис, 2 2 ).

Й1С. 22 . Влияние относительной влажности воздуха на влагонасыщение сидьвиннтавой ( а ) и карналлитов ой (а) пыли

На основании опытов по увлажнению карналлитавой и сильвини-

товой пыли установлено следующее: при

< %р влагонасыщение

происходит наиболее интенсивно в начальный период времени, а за­

тем, достигнув некоторой постоянной величины,

з а а х а е т ;

время

полного

насыщения пыли влагой

завиоит

от ^

и возрастает

с

ростом

последней; максимальное

врем!

насыщения при

«

ifKp

составляет для сильвинитовой пыли 5 ч, для карналлитовой I ч;

полные вдагонасыщения карналлитовой и сильвинитовой пыли и

 

 

в докритнческой области связаны между собой линейной

зависимостью вида

 

 

 

 

 

 

 

 

9ti.6HmQd V b - ° d

 

 

 

 

 

 

где

- эмпирические коэффициенты ( а^ =

0,0875,

ау

=

1,9 - для карналлитавой пыли,

= 0,0875 / Oj

= 2 ,4

-

для

сильви нитовой ); при pg > рК

процесс насыщения ооляной

пыли про­

текает, не затухая, до появления капелек рассола на поверхности пыли, а затем и до полного ее растворения. Во влагообмене с воз­ духом наиболее активное участие принимает верхний слой пыли ( с углублением процеоо затухает); с уменьшением pg пыль отдает накопленную ранее влаэд, подсыхает и кристаллизуется. Критичео-

Соседние файлы в папке книги