Значения нормальной функции распределения

Гдеd15,87 и d84,13 – размер частиц, для которых полный проход равен 15,87 и 84,13% соответственно.

Таблица 2

t	F(t)	t	F(t)	t	F(t)	t	F(t)	t	F(t)
-2,70	0,0035	-1,22	0,1112	-0,32	0,3745	0,70	0,7580	1,60	0,9452
-2,60	0,0047	-1,20	0,1151	-0,30	0,3821	0,72	0,7642	1,62	0,9474
-2,50	0,0062	-1,18	0,1190	-0,28	0,3897	0,74	0,7703	1,64	0,9495
-2,40	0,0082	-1,16	0,1230	-0,26	0,3974	0,76	0,7764	1,66	0,9515
-2,30	0,0107	-1,14	0,1271	-0,24	0,4052	0,78		1,68	0,9535
-2,20	0,0139	-1,12	0,1314	-0,22	0,4129	0,80	0,7881	1,70	0,9554
-2,10	0,0179	-1,10	0,1357	-0,20	0,4207	0,82	0,7939	1,72	0,9573
-2,00	0,0228	-1,08	0,1401	-0,18	0,4286	0,84	0,7995	1,74	0,9591
-1,98	0,0239	-1,06	0,1446	-0,16	0,4364	0,86	0,8051	1,76	0,9608
-1,96	0,0250	-1,04	0,1492	-0,14	0,4443	0,88	0,8106	1,78	0,9625
-1,94	0,0262	-1,02	0,1539	-0,12	0,4522	0,90	0,8159	1,80	0,9641
-1,92	0,0274	-1,00	0,1587	-0,10	0,4602	0.92	0,8212	1,82	0,9656
-1,90	0,0288	-0,98	0,1635	0,04	0,5160	0,94	0,8264	1,84	0,9671
-1,88	0,0301	-0,96	0,1685	0,06	0,5239	0,96	0,8315	1,86	0,9686
-1,86	0,0314	-0,94	0,1796	0,08	0,5319	0,98	0,8365	1.88	0,9699
-1,84	0,0329	-0,92	0,1788	0,10	0,5398	1,00	0,8413	1,90	0,9713
-1,82	0,0344	-0,90	0,1841	0,12	0,5478	1,02	0,8461	1,92	0,9726
-1,80	0,0375	-0,88	0,1894	0,14	0,5557	1,04	0,8506	1,94	0,9738
-1,78	0,0375	-0,86	0,1949	0,16	0,5636	1,06	0,8554	1,96	0,9750
-1,76	0,0392	-0,84	0,2005	0,18	0,5714	1,08	0,8599	1,98	0,9761
-1,74	0,0409	-0,82	0,2061	0,20	0,5793	1,10	0,8643	2,00	0,9772
-1,72	0,0427	-0,80	0,2119	0,22	0,5871	1,12	0,8686	2,10	0,9821
-1,70	0,0446	-0,78	0,2177	0,24	0,5948	1,14	0,8729	2,20	0,9861
-1,68	0,0465	-0,76	0,2236	0,26	0.6026	1,16	0,8770	2,30	0,9893
-1,66	0,0485	-0,74	0,2297	0,28	0,6103	1,18	0,8810	2,40	0,9918
-1,64	0,0505	-0,72	0,2420	0,30	0,6179	1,20	0,8849	2,50	0,9938
-1,62	0,0526	-0,70	0,2420	0,32	0,6255	1,22	0,8888	2,60	0,9953
-1,60	0,0548	-0,68	0.2483	0,34	0,6331	1,24	0,8925	2,70	0,9965
-1,58	0,0571	-0,66	0,2546	0,36	0,6406	1,26	0,8962
-1,56	0,0594	-0,64	0,2611	0,38	0,6480	1,28	0,8997
-1,54	0,0618	-0,62	0,2676	0,40	0,6554	1,30	0,9032
-1,52	0,0643	-0,60	0,2743	0,42	0,6628	1,32	0,9066
-1,50	0,0668	-0,58	0,2810	0,44	0,6700	1,34	0,9099
-1,48	0,0694	-0,56	0,2877	0,46	0,6772	1,36	0,9131
-1,46	0,0721	-0,54	0,2946	0,48	0,6844	1,38	0,9162
-1,44	0,0749	-0,52	0,3015	0,50	0,6915	1,40	0,9192
-1,42	0,0778	-0,50	0,3085	0,52	0,6985	1,42	0,9222
-1,40	0,0808	-0,48	0,3156	0,54	0,7054	1.44	0,9251
-1,38	0,0838	-0,46	0,3228	0,56	0,7123	1,46	0,9279
-1,36	0,0869	-0,44	0,3300	0,58	0,7190	1,48	0,9306
-1,34	0,0901	-0,42	0,3372	0,60	0,7257	1,50	0,9332
-1,32	0,0934	-0,40	0,3446	0,62	0,7324	1,52	0.9357
-1,28	0,1003	-0,38	0,3520	0,64	0,7389	1,54	0,9382
-1,26	0,1038	-0,36	0,3594	0,66	0,7454	1,56	0,9406
-1,24	0,1075	-0,34	0,3669	0,68	0,7517	1,58	0,9429

Дисперсный состав большинства промышленных пылей в вероятностно-логарифмической системе координат изображают прямыми линиями, для чего достаточно знать координаты двух точек, либо одной точки и тангенс угла наклона линии.

По дисперсности пыли классифицируются на 5 групп: I – очень крупнодисперсная пыль, d _m > 150 мкм; II – крупнодисперсная пыль, d _m = 40–140 мкм; III – среднедисперсная пыль, d _m = 10–40 мкм; IV – мелкодисперсная пыль, d _m = 1–10 мкм; V – очень мелкодисперсная пыль, d _m < 1 мкм.

Адгезионные свойства пылей и их абразивность. Адгезионные свойства пыли и ее абразивность учитывают соответственно склонность к слипаемости и износу (истиранию, как между самими частицами, так и частиц пыли с металлом корпуса пылеуловителя). Оба эти свойства зависят от формы, размера и плотности частиц, а также связаны со свойствами материала, из которого изготовлен пылеуловитель.

Слипаемость пыли, особенно тонкодисперсной, повышается с уве­личением влажности, что обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия соприкасающихся пылинок. Молекулы на границе пылинки с воздухом имеют свободную энергию, что обусловливает силы поверхностного натяжения, которые практически изучены мало. Условно все пыли подразделяют на четыре группы [8]:

неслипающаяся (кварцевая пыль, сухая глина, сухая шлаковая пыль);

слабослипающаяся (коксовая пыль, доменная пыль и др.);

среднеслипающаяся (торфяная зола, торфяная пыль, металлическая пыль, колчеданы, сухой цемент, сажа, сухое молоко, мучная пыль, древесные опилки и др.);

сильнослипающаяся (практически все пыли с частицами менее 10 мкм, в том числе цементная во влажном газе, гипсовая, нитрофоска, суперфосфат, волокнистые – хлопок, шерсть, асбест и др.).

Повышенная слипаемость приводит к забиванию бункеров и самих пылеуловителей пылью. Слипаемость пылей связана с сыпучестью. Более слипаемые пыли – малосыпучие, и наоборот.

Сыпучесть характеризуется углом естественного откоса. Сыпучий материал насыпают в кювету, где одна из стенок выполнена в виде заслонки. Заслонку медленно поднимают вверх и материал, высыпаясь, образует угол α с вертикальной плоскостью (угол естественного откоса).

При движении в газоходах и аппаратах из-за трения о стенки пыли измельчаются. Склонные к измельчению пыли называют истирающимися.

Абразивность пылей характеризуется износом металла корпуса аппарата от трения частиц пыли.

Коэффициент абразивности определяют утончением пластинки из исследуемой марки стали, расположенной под углом 45º к пылевой струе, при концентрации пыли 1 г/м³, скорости потока 1 м/с, равномерном поле скоростей и концентраций в течение 1 ч [9].

Влажность пыли влияет на ее адгезионные свойства. Повышение влажности пыли часто объясняется ее гигроскопичностью, т. е. способностью поглощать влагу из воздуха. Если для сухого способа очистки гигроскопичность пыли является отрицательным фактором (происходит налипание пыли в аппарате), то при мокром способе очистки, наоборот, гигроскопичность играет положительную роль. В последнем случае необходимо учитывать свойство смачиваемости частиц.

По характеру смачиваемости водой выделяют три группы пылей:

гидрофильные – хорошо смачиваемые (кварцевый песок, силикаты, минералы);

гидрофобные – плохо смачиваемые (графит, уголь, сера и др.);

абсолютно гидрофобные – несмачиваемые (парафин, тефлон и др.).

Электрические свойства пылей. Удельное электрическое сопротивление (УЭС) определяют при прохождении через слой пыли электротока. Оно существенно влияет на работу электрофильтров и сильно зависит от температуры и влажности пыли. Величина удельного электрического сопротивления слоя частиц пыли зависит от свойств отдельных частиц (от поверхностной и внутренней электропроводимости, формы и размеров частиц), а также от структуры слоя и параметров газового потока. Зависимость удельного электрического сопротивления от температуры и влажности газов используется при кондиционировании запыленных газов перед электрофильтрами.

В зависимости от удельного электрического сопротивления пыли делятся на три группы.

Первая группа – низкоомные пыли с удельным электрическим сопротивлением ниже 10⁴ Ом∙см. При осаждении на электроде частицы пыли этой группы мгновенно разряжаются, что может привести к вторичному уносу.

Вторая группа – пыли с удельным электрическим сопротивлением слоя 10⁴–10¹⁰ Ом·см. Эти пыли хорошо улавливаются в электрофильтре, так как при осаждении на электроде разрядка частиц происходит не сразу, а в течение определенного времени, необходимого для накопления слоя.

Третья группа – пыли с удельным электрическим сопротивлением слоя выше 10¹⁰–10¹³ Ом·см. Улавливание пылей этой группы в процессе электрической очистки газов представляет большие трудности. Частицы подобной пыли образуют при осаждении на электроде пористый изолирующий слой, который снижает напряженность электрического поля вблизи электрода и ухудшает эффективность улавливания.

Электрическая заряженность частиц пыли зависит от ее химического состава, способа ее получения. Наличие заряда влияет на степень улавливания в электрофильтрах при мокрой очистке, а также на сыпучесть пыли. Так, в бункерах электрофильтров пыль сначала имеет угол естественного откоса α, близкий к нулю, а через несколько часов с потерей заряда α = 50–90º.

В большинстве случаев частицы получают электрический заряд в результате дробления или распыления материала при движении в потоке газа из-за трения частиц между собой и о стенки аппарата, а также при обработке материалов в раскаленном состоянии вследствие термоионной и фотоэлектрической эмиссии электронов. Частицы также могут заряжаться в результате химических реакций, под действием ультразвука, рентгеновского и радиоактивного излучений и электромагнитной индукции. Число положительных и отрицательных частиц может быть одинаково, но в ряде случаев могут преобладать частицы, несущие заряд одного знака.

Электрические свойства пылей используют для их коагуляции при осаждении в поле силы тяжести и центробежных сил, в электрофильтрах, а также при магнитных методах очистки.

Положительным фактором в процессах очистки газов от пыли является коагуляция (агрегирование, агломерация) очень мелких частиц в более крупные образования, которые значительно быстрее отделяются в потоке газа. Коагуляция зависит от многих факторов: свойств материала пыли, концентрации и дисперсного состава частиц, в значительной степени от электрического заряда частиц.

В процессах переработки железосодержащих материалов образуются пыли, имеющие сильные и слабые магнитные свойства. Для очистки газов от таких пылей могут быть использованы магнитные методы.

Особую опасность в процессах пылеулавливания представляют пыли, обладающие огне- и взрывоопасными свойствами. Учет этих свойств пыли обязателен при разработке схем очистки и подборе аппаратов.

Вопрос 17 2.5. Классификация методов пылеулавливания

Метод улавливания пыли выбирают в зависимости от физико-химических свойств, анализ которых позволяет разработать наиболее рациональную схему очистки и подобрать необходимое оборудование.

Методы пылеулавливания разделяют на несколько групп:

– сухие инерционные;

– фильтрование;

– электрические;

– мокрые;

– комбинированные.

Сухие методы предпочтительнее, чем мокрые, однако в ряде случаев последние являются более эффективными. Комбинированные методы пылеулавливания используют два и более метода одновременно. Например, в электроциклонах одновременно используют электростатический и гравитационный методы.

Эффективность очистки газов от загрязняющих веществ в различных аппаратах характеризуется степенью очистки

, (29)

где M ₁ и M ₂ – масса загрязняющих веществ на входе и на выходе из аппарата соответственно, г/с.

Степень проскока ξ = 1 – η показывает, какая доля от первоначальной массы загрязняющих веществ не улавливается в процессе очистки.

Если известны объемы и концентрации загрязняющих веществ в газе, поступающем на очистку, и в очищенном газе, степень очистки

, (30)

где C ₁ и C ₂, – концентрации загрязняющего вещества в газе, поступающем на очистку, и в очищенном газе соответственно, г/м³; V ₁, V ₂ – объемы газа на входе в аппарат и на выходе из него соответственно, м³/с.

Вследствие того, что частицы пыли разных размеров улавливаются по-разному, пользуются величинами фракционных степеней очистки η_фр, которые рассчитываются по формулам (29) и (30), при замене общей массы и концентраций на фракционные. Тогда общая степень очистки , где x_i – массовая доля каждой из фракций.

Тренировочные задания

1. При определении расхода газа плотностью 0,92 кг/м³ с помощью пневмометрической трубки динамическое давление равно 140 Па, диаметр газохода составляет 0,5 м. Чему равен расход газа?

2. Определить вязкость при температуре 100ºС смеси газов следующего состава, об.%: азот – 74, кислород – 3, углекислый газ – 18, вода – 5. (Справочные данные приведены в прил. 2).

3. Какую степень очистки нужно обеспечить, чтобы удовлетворить требования ПДК для рабочей зоны, если поступающий на очистку воздух имеет температуру 90ºС и содержит цементную пыль, концентрация которой равна 10 г/м³?

4. Газ, поступающий на очистку при температуре 200ºС в количестве 20 м³/с, содержит 5 г/м³ пыли, а после очистки выходит с температурой 70ºС и концентрацией пыли 0,1 г/м³. Определить степень очистки.

5. Определить степень очистки отходящего газа в установке, если концентрация хлористого водорода на входе в установку равна 3,65 моль/м³, а на выходе – 0,1 моль/м³, объем газа не изменяется.

Дата добавления: 2014-12-07