Дисперсность пыли
Дисперсность пыли, для улавливания которых применяют батарейные циклоны, неоднородно по своему составу: пыли содержат частицы различных размеров - от самых мелких, измеряемых долями микрона, до крупных, размером более миллиметра. Поскольку поведение в пылеулавливающем аппарате частиц разной крупности неодинаково, важное значение имеет изучение количественного распределения их по размерам или, другими словами, изучение дисперсного состава пыли.
Существует несколько способов определения дисперсного состава пыли. Наиболее распространенным является способ рассева навески пыли на ситах с различными отверстиями, при котором о составе пыли судят по весу остатка на разных ситах. Металлические сетки для сит выпускают в СССР в соответствии с ГОСТ 3584-53, причем наименьшая сетка имеет размер отверстий, равный 44 мк. В энергетической практике чаще всего применяются сетки с размером отверстий 90 и 200 мк.
Сита представляют собой цилиндрические обечайки, закрытые снизу сетками и собираемые стопкой в колонку, так, чтобы сверху вниз размер ячеек убывал. Для рассева применяется специальная машина, встряхивающая укрепленный в ней набор сит. Проба пыли весом 50-100 г, предварительно просушенная, 12 помещается в верхнее, наиболее грубое сито. По истечении 20 мин работы машины остаток на каждом сите извлекается и взвешивается. Полученные остатки являются промежуточными (неполными), поскольку вышележащие сита задерживают часть материала, которая в противном случае полностью собралась бы на любом из нижележащих. Полный остаток на данном сите Rx может быть определен как сумма неполных остатков, полученных на этом и вышележащих ситах.
Дисперсность пыли при отсутствии машины производится последовательно на каждом сите, начиная с тонкого. Сито закрывается крышкой и дном и встряхивается попеременно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Время от времени сито поворачивается на 90°. Просев заканчивается, когда при встряхивании сита над листом бумаги на последнюю выпадают лишь отдельные пылинки.
При ручном рассеве, поскольку он начинается с наиболее тонкого сита, непосредственно получаются полные остатки на каждом сите и проход через наиболее грубое сито. Результаты рассева представляются в виде графика зависимости полного весового остатка на сите Rx от размера отверстия сита х (рис. 1,6) такой график называется "зерновой характеристикой" или "кривой остатков".
Однако кривые, получаемые на основе ситового анализа, охватывают лишь тот диапазон частиц, который лежит между размерами наиболее мелкого и наиболее крупного сита. Состав самой тонкой части пыли с размером частиц менее 44 мк определяется другими методами: при помощи воздушной классификации, отстоя в жидкости (седиментации), микроскопического исследования, в результате чего может быть построена полная зерновая характеристика (рис - 1,б).
Диспперсность пыли в эксплуатационной практике обычно не применяются. Здесь на помощь приходят закономерности, выведенные для зерновых характеристик, которые позволяют проследить ход кривой во всем диапазоне размеров частиц.
Рис. 1. Зерновые характеристики.
а - летучая зола, полная характеристика; б - буроугольная пыль, неполная характеристика.
Исследованиявания показывают, что зерновые характеристики для большинства пылей имеют характер кривых вероятности и с достаточной точностью подчиняются следующему уравнению
Rx = 100e-bxn
где Rx - полный остаток на соответствующем сите, %; е - основание натуральных логарифмов; b - коэффициент, характеризующий крупность пыли; х - размер отверстия сита, мк\ n - коэффициент, характеризующий распределение пыли по фракциям (коэффициент равномерности).
Прологарифмировав дважды уравнение кривой остатков, получим:
lg ( ln100 / Rx) = lg b + n lg x = n lg х + С.
Если построить график зависимости Rx от х (рис. 2), откладывая по оси ординат отрезки lg (ln 100/Rx), а по оси абсцисс lgx, то кривая полных остатков преобразуется на графике в наклонную прямую линию.
В этих координатах приблизительная зерновая характеристика может быть построена по двум точкам, т. е. по величинам остатков на двух каких-либо ситах.
Рис. 2. Вид зерновых характеристик в логарифмических координатах (обозначения см. на рис. 1).
Например 90 мк и 200 мк (R90 и R200). Пользуясь построенной характеристикой, можно с известной точностью найти полные остатки на любых других ситах при условии, естественно, что пыль получена путем измельчения (размола, дробления) и изменение ее состава не производилось.
Вообще метод построения полной зерновой характеристики с помощью ситового анализа применим лишь для не очень тонких пылей с остатком на сите 44 мк не менее 30%.
Таблица 4. Примерная дисперсность пыли (% по весу).
Более тонкие пыли подвергаются анализу по одному из других методов, позволяющему исследовать характер кривой дисперсного состава в области самых малых размеров частиц. Использование логарифмической сетки координат (рис. 2) позволяет легко определить значения показателя равномерности пыли п и максимального размера частиц.
Дисперсность пыли отражает распределение частиц пыли по размерам. С увеличением значений п диапазон размеров частиц сужается и пыль делается более однородной; при малых значениях п пыль характеризуется резким переходом от больших размеров частиц к самым малым, причем содержание тонких фракций получается весьма значительным (крайне "пыльный" материал). Обычно значение п для угольной пыли, золы и других измельченных материалов лежит в пределах от 0,5 до 2.
Величина n определяется как тангенс угла наклона а характеристики пыли к оси х:
tg α = п.
Для нахождения максимального размера частиц обычно полагают, что хмакс соответствует условному остатку на сите Rxмакс = 0,1 %. Тогда определяется в точке пересечения характеристики с линией Rмакс=0,1%. (В нашем случае на рис. 2 с осью абсцисс).
Дисперсность пыли, показатель равномерности и максимальный размер частиц для различных пылей приведены в табл. 4.
