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吃透这些粉尘物理性质,才能选对除尘器

导读:

为什么除尘器选型总出错,粉尘不了解,一切选型工作都为零,因此在除尘器选型时,需要了解和吃透粉尘的物理性质,才能选择正确的除尘器,因此我们分别从7个维度做分析:

1、粉尘的密度

单位体积中粉尘的质量称为粉尘的密度,单位为kg/m3 或g/cm3。由于粉尘产生的情况不同,测试条件不同,获得的密度值亦不同。所以一般将粉尘的密度分为真密度和堆积密度等不同的概念。

以真实体积所得的密度称为粉尘的真密度,常用符号ρp表示。粉尘在自然堆积状态下,颗粒之间和颗粒内部都存在空隙。以堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度,常用符号ρb表示。

对于一定种类的粉尘,其真密度为一定值,而其堆积密度则随空隙率(是指粉尘粒子间的空隙体积与堆积粉尘的总体积之比值,常用符号ε表示)而变化。粉尘的空隙率与堆积粉尘的种类、粒径及粉尘的充填方式等多种因素有关。粉尘愈细,吸附的空气愈多,ε值愈大;充填过程加压或进行振动,则ε值减小。可见,同一种粉尘的ρb≤ρp。

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2、粉尘的比表面积

粉状物料的许多物理、化学性质实质上与其表面积有很大关系,细粒子往往表现出显著的物理、化学活性。

粉尘的比表面积是指单位体积(或质量)粉尘所具有的表面积。粉尘的比表面积增大,其物理和化学活性增强,在除尘技术中,对同一粉尘来说,比表面积越大越难捕集。

3、粉尘的润湿性

粉尘粒子与液体附着的难易程度称为粉尘的润湿性。当尘粒与液体接触时,接触面能扩大而相互附着,就是能润湿;反之,接触面趋于缩小而不能附着,则是不能润湿。

一般根据粉尘能被液体润湿的程度将粉尘大致分为两类:容易被水润湿的亲水性粉尘和难以被水润湿的疏水性粉尘。粉尘的润湿性除与粉尘的粒径、生成条件、组成、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性等性质有关外,还与液体的表面张力、粘附力和与液体接触方式有关。

此外,粉尘的润湿性还随压力的增加而增加,随温度升高而减小,随液体表面张力减小而增强。粉尘的润湿性是选择除尘器的重要依据之一,亲水性粉尘可选用湿式除尘器,而疏水性粉尘则不宜采用湿式除尘。某些粉尘如水泥、熟石灰和白占石粉尘等,虽是亲水性的,但一旦吸水后就形成了不溶于水的硬垢。一般将这一类粉尘称为水硬性粉尘。

由于水硬性粉尘容易在管道、设备内结垢,造成堵塞,所以不宜采用湿式除尘装置。

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4、粉尘的荷电性及导电性

(1)粉尘的荷电性

粉尘在其产生及运动过程中,由于相互碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电及接触带电体等原因,几乎总是带存一定量的电荷。粉尘荷电后将改变其某些物理性质,如凝聚性、附着性及在气体中的稳定性等。粉尘的荷电量随温度增高、表面积加大和含水率减小而增大,还与其化学成分及外部的荷电条件等有关。

(2)粉尘的比电阻

粉尘的导电性与金属导线类似,也用电阻率表示,单位用Ω·cm 。但粉尘层的导电不仅靠粉尘颗粒内的电子或离子发生的所谓容积导电,还靠颗粒表面吸附的水分和化学膜发生的所谓表面导电。

对于电阻率高的粉尘,温度较低时(约为100 ℃以下)主要靠表面导电;温度较高时(约在200 ℃以上)主要靠容积导电。

因此,粉尘的电阻率与测定时的条件有关。如气体的温度、湿度和成分,粉尘的粒径、成分和堆积的松散度等。所以粉尘的电阻率仅是一种可以相互比较的表观电阻率,通常简称为比电阻。

粉尘的比电阻对电除尘器的除尘性能有重要影响,适宜电除尘器处理的粉尘比电阻的范围是104~2×1010Ω·cm 。

5、粉尘的黏附性

粉尘颗粒附着在固体表面上或颗粒相互附着的现象称为粘附。后者亦称自粘。附着强度,即克服附着现象所需要的力(垂直作用在粒子重心上)的力称为粘附力。在气体介质中产生的粘附力主要有范德华力、静电引力和毛细管力等。

影响粉尘粘附力的因素很多,现象也很复杂,有很多问题尚待研究。一般情况下,粉尘粒径小、形状不规则、表面粗糙、含水率高、润湿性好及荷电量大时,易于产生粘附现象。粘附现象还与周围介质的性质和气体的运动状态有关。

粉尘的粘附是一种常见现象,既有有利的一面,也有有害的一面。就气体除尘而言,许多除尘装置依赖于粉尘的粘附性。但在含尘气流管道和某些设备中,又要防止粉尘在壁面上的粘附,以免造成管道和设备的堵塞。

6、粉尘的安息角

粉尘通过小孔连续地下落到水平面上时,堆积成的锥体母线与水平面的夹角称为安息角,也称静止角或堆积角。

安息角是粉状物料特有的性质,与物料种类、粒径、形状和含水率等因素有关。对同一种粉尘,粒径大、接近球形、表面光滑、含水率低时,安息角变小。许多粉尘的安息角的平均值约为35°~40°左右。

安息角是设计料仓的锥角和含尘管道倾角的主要依据。

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7、粉尘的爆炸性

可燃性悬浮粉尘在可能引起爆炸的浓度范围内与空气混合,并受有外界施予明火焰、炽热的物体以及由机械或电能产生的电火花等微量能量的作用,即可发生爆炸。

可燃物爆炸必须具备两个条件:一是由可燃物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度;二是存在能量足够的火源。能够引起爆炸的浓度范围叫作爆炸极限,能够引起爆炸的最高浓度叫作爆炸上限,最低的浓度叫作爆炸下限。低于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限均无爆炸危险。由于多数粉尘的爆炸上限浓度很高,在多数情况下达不到这个浓度,因而粉尘的爆炸上限浓度无实际意义。

此外,有些粉尘与水接触后会引起自燃或爆炸,如镁粉、碳化钙粉等;有些粉尘互相接触或混合后也会引起爆炸,如溴与磷、锌粉与镁粉等。

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