Вопрос 4. Вспомогательные механизмы выделения частиц из потока.

Диффузия. Большинство взвешенных частиц, коснувшись твердой по­верхности, остаются на ней и таким образом выбывают из общего числа час­тиц, находящихся вблизи этой поверхности. Поэтому у осадительной повер­хности возникает градиент концентрации частиц.

Высокодисперсные частицы пыли участвуют в броуновском движении окружающих их молекул. При этом возникает непрерывное движение частиц к осадительной поверхности, направленное на выравнивание возник­шей разности концентраций. Чем меньше по размеру взвешенные в газе час­тицы, тем в большей степени участвуют они в броуновском движении молекул и соответственно тем более интенсивным является движение час­тиц по направлению к осадительной поверхности. Описанный процесс назы­вают диффузионным осаждением частиц. Он играет особо заметную роль при улавливании частиц в тканевых фильтрах.

Термопреципитация. Разница температур стенки канала и взвешенных в потоке частиц влияет на движение этих частиц. Если вблизи нагретой стенки находится небольшая частица, то в результате быстрого, но неравно­мерного ее прогрева ближайшая к стенке сторона частицы оказывается бо­лее горячей, а противоположная — более холодной. Приближающиеся к го­рячей стороне молекулы после соударения с частицей отлетают от нее с большей скоростью, чем молекулы, приближающиеся к холодной стороне. В результате разница импульсов, действующих на частицу, будет такова, что сообщит частице движение по направлению к холодной поверхности. Аналогичное явление будет происходить и в том случае, если будет нагрета частица, а стенка охлаждена, однако в последнем случае взвешенные в газе частицы будут двигаться к холодной стенке, создавая эффект осаждения частиц, называемый термопреципитацией.

Коагуляция. Коагуляция — слипание взвешенных в газовой среде час­тиц при их соприкосновении, которое может происходить либо в резуль­тате столкновений при броуновском движении частиц, либо в результате различий в скоростях этих частиц. Коагуляция, возникающая при ло­кальных изменениях скорости среды, особенно заметна при турбулент­ных пульсациях, когда частицы по инерции не следуют за быстрыми из­менениями траектории элементарных объемов газа и сталкиваются между собой.

Внешними силами, вызывающими коагуляцию, может быть гравитация, вызывающая движение частиц с разными скоростями витания, или элект­рические силы, действующие при наличии внешнего поля на заряженные частицы. Взаимное движение частиц может быть также результатом заряд­ки взвешенных в газе частиц: в случае одноименных зарядов частицы оттал­киваются, а в случае разноименных — притягиваются.

Коагуляция частиц способствует улавливанию пылей во всех аппаратах, однако управление ею в промышленных условиях затруднительно.

Вопрос 5. Способы и устройства очистки газов.

5.1. Гравитационная очистка газов

Для расчета процесса отстаивания используют те же законо­мерности, что и для расчета осаждения твердых частиц в капель­ной жидкости.

Для разделения пылей (грубой очистки) служат аппараты непрерывного и полунепрерывного действия, основным из которых является пылеосадительная камера (рис. 3), которая представля­ет собой прямоугольный аппарат с расположенными внутри горизонтальным полками. Запыленный газ через регулируемый шибер поступает в канал пылеосадительной камеры и распределяется между горизонтальными полками. Расстояние между полками 100...400 мм.

Назначение полок заключается в уменьшении пути отстаива­ния частиц пыли. Вместе с тем расположение полок в осадитель­ной камере значительно увеличивает площадь поверхности отста­ивания. При прохождении потока газа между полками твердые ча­стицы оседают на их поверхности, а осветленный газ поступает в выхлопной канал и далее в газоход. Скорость газового потока в пылеосадительной камере ограничена временем отстаивания: твердые частицы должны успеть осесть на поверхности полок за время пребывания потока в пылеосадительной камере.