Физические свойства пыли

Физические свойства пыли

Физические свойства пыли определяются главным образом природой материала, из которого пыль образована. Влияние физико-химических свойств материала сказывается прежде всего на различной способности пыли слипаться, налипать на стенки аппарата. Это свойство пыли очень сильно влияет на надежность работы батарейного циклона; одной из самых распространенных неполадок у этого аппарата является частичное или полное забивание его пылью.

Трест "Газоочистка" делит физические свойства пыли по степени слипаемости на четыре группы, приведенные в табл. 1. Как видно из этой таблицы, слипаемость пыли зависит не только от природных свойств образующего ее материала, но также и от некоторых других факторов - влажности, наличия неслипающихся включений (частиц несгоревшего топлива), крупности.

Таблица 1. Слипаемость различных пылей.

Для пылей IV группы - сильно слипающихся - применение батарейных циклонов не рекомендуется.

Физические свойства пыли тесно связаны с характеристикой пыли - ее сыпучестью. Сыпучесть оценивается по углу естественного откоса, который принимает пыль в свеженасыпанном состоянии. Этой величиной во многом определяется поведение пыли в бункерах и течках пылеуловителей, крутизна стенок которых выбирается в зависимости от сыпучести улавливаемой пыли.

Сыпучесть, так же как и слипаемость, связана с природными свойствами пыли; к тому же сыпучесть зависит от формы и размера частиц. С увеличением влажности пыли сыпучесть ее, как правило, ухудшается.

Таблица 2. Угол естественного откоса некоторых пылей.

В табл. 2 приводятся примерные величины углов естественного откоса для золы и двух видов пыли. Касаясь сыпучих свойств золы, можно отметить, что зола, полученная за топками с жидким шлакоудалением, является наиболее сыпучей, что связано с оплавленной скругленной формой ее частиц, и в сухом виде обычно не образует сводов в течках и бункерах. Исключение составляет зола АШ, склонная к слипанию, в связи с чем батарейные циклоны для ее улавливания не применяются. Будучи увлажненной, зола теряет свои сыпучие свойства, а в некоторых случаях, при большом содержании в ней вяжущих веществ, приобретает склонность к схватыванию.

Физические свойства пыли обычно бывают менее сыпучие, чем зола той же крупности и влажности, что связано с неправильной формой ее частиц, имеющих острые грани, а в отдельных случаях - хлопьевидных (например, пыль из газовых углесушилок, сажа). Кроме того, угольная пыль чаще всего имеет влажность, превышающую величину гигроскопической влажности, в то время как зола улавливается, как правило, в практически сухом виде. Поэтому наклон стенок бункеров и течек у пылеуловителей принимается более крутым, чем у золоуловителей. Однако с течением времени сыпучесть золы, хранящейся в бункерах, снижается - она слеживается, уплотняется. В разрыхленном, аэрированном состоянии как угольная пыль, так и зола вообще менее склонны к зависанию.

Физические свойства пыли, непосредственно влияющие на эффективность работы батарейного циклона, является ее удельный вес, измеряемый в килограммах на кубический метр или в граммах на кубический сантиметр. Различают истинный удельный вес (т. е. присущий материалу, из которого приготовлена пыль), насыпной и кажущийся. Насыпной удельный вес пыли в отличие от истинного учитывает наличие воздушных зазоров между частицами в свеженасыпанной пыли. Величиной насыпного веса пользуются для определения объема, который занимает пыль в сборных бункерах. С увеличением однородности пыли насыпной вес ее уменьшается, так как увеличивается относительный объем воздушных прослоек.

Наибольшее значение с точки зрения пылеулавливания имеет понятие кажущегося удельного веса, представляющее собой отношение веса частицы к занимаемому ею объему, включая поры, пустоты, неровности и т. п. Гладкая, монолитная частица имеет кажущийся удельный вес, совпадающий с истинным. Очевидно, что такие частицы лучше будут улавливаться в сухом инерционном золоуловителе, каким является батарейный циклон, чем частицы пористые, так как при той же массе они испытывают меньшее увлекающее действие очищенных газов, уходящих из циклона.

Такие пыли, как металлический порошок, цемент, песок, имеют кажущийся удельный вес, приближающийся к истинному. Кажущийся удельный вес золы различен и зависит от ее состава: от долей грамма для частиц золы, содержащих газовые пузырьки, и вспученных, пористых частиц недожога до нескольких граммов на 1 см³ для золы, содержащей частицы, состоящие из железа, восстановленного из окислов, входивших в состав минеральной части топлива. Ощутимое снижение кажущегося удельного веса по сравнению с истинным. Наблюдается у пылей, склонных к коагуляции или спеканию частиц, таких как сажа, окислы цветных металлов, влажные пыли и др.

Для определения кажущегося удельного веса удобней всего пользоваться методом определения объема навески пыли путем погружения ее в такую жидкость, которая не смачивает поверхность частиц пыли и не заполняет пор.

В табл. 3 для сравнения приводятся значения истинного, насыпного и кажущегося удельных весов для некоторых пылей.

Таблица 3. Истинный, кажущийся и насыпной удельные веса угольной пыли и золы.

В практике пылеулавливания приходится считаться с абразивностью пыли, которая колеблется для различных пылей в довольно широких пределах. Интенсивность износа металла при одинаковых скоростях движения частиц пыли зависит от их твердости, и формы, размеров и веса. Из сравниваемых пылей пай большее истирание поверхности вызовет та, частицы которой, обладая большей твердостью, имеют заостренные кромки.

Повышение влажности пыли (гигроскопичной) уменьшает ее абразивность, поскольку при этом частицы пыли набухают и становятся менее твердыми.

Влияние на абразивность размеров и удельного веса частиц (имеется в виду кажущийся удельный вес) сказывается в том, что более крупные и плотные частицы в меньшей степени отклоняются обтекающим металлическую стенку газовым потоком и чаще достигают поверхности металла, вызывая его истирание.