Аброзивность золы и пыли, улавливаемой газоочистным оборудованием, колеблется в широких пределах. Численное значение коэффициента б используют при проектировании газоочистных аппаратов. Из опыта эксплуатации известно, что при прочих равных условиях при увеличении диаметра частиц износ металла вначале возрастает, а затем, достигнув максимума, снижается. Максимальный износ металла вызывают частицы золы с размером 90±2 мкм.

Истирающее действие золы и пыли учитывается при выборе скоростей запыленных потоков, толщины металла для изготовления газоходов и аппаратов, а также выборе облицовочных материалов, которые используют для снижения износа газоочистного оборудования.

Удельное электрическое сопротивление.

Удельное электрическое сопротивление слоя частиц золы и пыли является одним из определяющих параметров при эксплуатации электрофильтров. Изменение удельного электрического сопротивления производят в лабораторных условиях между специальными измерительными электродами. Измерительная система датчика состоит из коаксиальных цилиндрических электродов.

Удельное электрическое сопротивление многих видов золы и пыли зависит от поверхностей и внутренней электропроводности, формы и размеров частиц, а также от структуры пылевого слоя и параметров очищаемого газа. Зависимость удельного электрического сопротивления слоя частиц золы и пыли от температуры и влажности газа и некоторых других факторов используется в практике газоочистки для кондиционеров газов перед электрофильтрами с целью оптимизации их работы.

Электрическая заряженность частиц.

Электрическая заряженность частиц оказывает влияние на взрывобезопасность и адгезионные свойства, в том числе и на сыпучесть пылей в процессе их движения по газоходам и в проточной части газоочистного оборудования. Для определения как раздельного, так и суммарного заряда разработано достаточно большое число методов.

Смачиваемость частиц.

Характеризует способность смачиваться водой. Обычно выражается в процентах. Чем меньше размеры частиц пыли, тем меньше их способность смачиваться. Смачиванию препятствует газовая оболочка, образующаяся вокруг мелких частиц пыли.

Смачиваемость частиц золы и пылей водой оказывает значительное влияние на эффективность работы мокрых пыле - и золоулавливающих аппаратов. При соприкосновении плохо смачиваемой частицы с поверхностью жидкости частица захватывается этой поверхностью, но в противоположность легко смачиваемой не погружается в жидкость или не обволакивается каплей жидкости, а остается на ее поверхности, т.е. захватывается поверхностью воды.

Смачиваемость частиц золы и пыли зависит от ее химического состава, а также определяется их физическими свойствами и формой. Гладкие частицы смачиваются лучше, чем частицы с неровной поверхностью. Это в значительной мере определяется тем, что последние в большей степени оказываются покрытыми абсорбированной газовой оболочкой, затрудняющей смачивание.

Пыле по смачиванию разделяют на три группы: гидрофобная (плохо смачиваемая, менее 30%), умеренно смачиваемая (30-80%), гидрофильная (хорошо смачиваемая 80-100%).

Смачиваемость определяется путем измерения доли смоченного и погрузившегося на дно сосуда порошка, насыпанного тонким слоем на поверхность воды. В зависимости от химического состава некоторые пыли при смачивании водой схватываются (цементируются). Такие пыли при оседании на стенки аппаратов и газоходов образуют на них трудноудаляемое отложение и ухудшают условия газоочистки.

Способность пылей к самовозгоранию и образованию взрывчатых смесей.

Чем меньше размеры и более пористая структура частиц, тем больше их удельная поверхность и выше физическая и химическая активность пыли. Высокая химическая активность некоторых видов пыли является причиной ее взаимодействия с кислородом воздуха. Окисление частиц сопровождается повышением ее температуры.

Горючая пыль, вследствие сильно развитой поверхности контакта частиц с кислородом воздуха, способна к самовозгаранию и образованию взрывчатых смесей с воздухом. Первичные взрывы могут возникнуть при небольших скоплениях пыли вблизи источника воспламенения. Интенсивность взрыва пыли зависит от ее химических и термических свойств, размеров и формы частиц, их концентрации в воздухе, относительного содержания инертной пыли, влагосодержания и состава газов, размеров и температуры источников воспламенения, а также от дисперсности частиц в облаке пыли.

Минимальные взрывоопасные концентрации взвешенной в воздухе пыли - составляют примерно 20-500 г/м³ воздуха. Чем больше содержание кислорода в газовой смеси, тем вероятнее взрыв и больше его сила. При концентрации кислорода в воздухе менее 16% пылевое облако невзрываемо (например, в смеси с СО₂, водяными парами и т.д.). взрывоопасность пылей различных видов топлива зависит от содержания летучих, влажности, зольности, тонкости помола, концентрации пыли в воздухе, температуры воздуха и пыли. Угли с содержанием V^л<10% невзрывоопасны. Пыль углей с выходом летучих V^л>30% взрывоопасна при температуре 65-70 ⁰С; пыль каменных углей 12%?V^л?30% взрывоопасна при температуре 75-80⁰С. Наиболее опасны концентрации угольной пыли в пределах от 300 до 600 г/м³. минимальная концентрация, ниже которой пыль не взрывается, составляет для украинских бурых углей 124 г/м³, кизеловского угля 245 г/м³, донецких газовых углей 385 г/м³.

По степени пожаро- и взрывоопасности пыли делятся на две группы и четыре класса. К группе А относят взрывоопасные пыли с нижним пределом взрывоопасности до 65 г/м³. из них пыль с нижним пределом взрываемости до 15 г/м³ относят к 1-му классу, а остальные - ко 2-му классу. В группу Б входят пыли, имеющие нижний концентрационный предел выше 65 г/м³. пыли, температура воспламенения которых до 250⁰С, относятся к 3-му классу, а пыли, воспламеняющиеся при температуре выше 250⁰С относятся к 4-му классу.

Нижним и верхнем пределами взрываемости пыли называется соответственно наименьшая и наибольшая концентрация взвешенной в газах или воздухе пыли, при которой возможен взрыв пыли. Наиболее важной характеристикой является нижний предел взрываемости.

Состав и физические свойства газов.

Для проектирования и успешной эксплуатации систем газоочистки важное значение имеет состав и физические свойства очищаемых газов и воздуха. На работу систем пыле - и золоулавливания основное влияние оказывают влажность и содержание в очищаемых газах окислов серы, азота, паров и туманов различных кислот, а также наличие ядовитых и взрывоопасных примесей.

Плотность и вязкость газов.

Физические свойства газов и, в частности, плотность и вязкость газов, оказывают влияние на эффективность работы газоочистных аппаратов. Плотность газов, находящихся в условиях, отличающихся от нормальных, определяют из соотношения:

с=с₀Т₀р/р₀Т,

где р и Т - действительные значения давления, Па, и температуры газов, К, соответственно. Так же как и плотность, вязкость газов зависит от давления и температуры. Однако при небольших давлениях и разрежениях примерно до 200 Па вязкость газов изменяется мало и ее можно считать не зависящей от давления.

Плотность и вязкость дымовых газов, образующихся при сжигании энергетических видов топлива, с достаточной для практических расчетов точностью может быть принята равной плотности и вязкости воздуха, находящегося в одинаковых по температуре и давлению условиях.

Влажность газов.

Содержащаяся в подлежащих очистке газах влага может вызвать налипание пыли и коррозию стенок пылеуловителя, особенно если температура газов близка к температуре точки росы, при которой происходит конденсация водяных паров.

Содержание влаги в газе может характеризоваться следующими величинами:

концентрацией водяных паров d, кг/кг сухого газа (абсолютное влаго содержание газа);

концентрацией водяных паров f^/, г/м³ влажного газа при нормальных условиях, или f ^//, г/м³ влажного газа при действительных условиях;

значением парциального давления водяных паров p_w, Па или мм рт. ст.;

относительной влажностью ц, %.

Относительная влажность есть отношение массы водяных паров, содержащихся в 1 м³ газа в состоянии насыщения при тех же условиях, т.е.

Ц= f ^// / f ^// _нас.

При расчетах, связанных с пылеулавливанием, чаще всего пользуются величинами абсолютного влагосодержания и относительной влажности. Для определения параметров влажных газов пользуются І-d диаграммой для влажного воздуха. І-d диаграмма связывает четыре основных параметра: энтальпию влажного воздуха І, кДж/кг сухого воздуха; его влагосодержание d, кг/ег сухого воздуха; температуру t, С⁰, и относительную влажность ц,%. Зная два из этих параметров, можно определить два других для любого состояния воздуха.

Расход газов.

Расход газов, м³/с, рассчитывают как произведение сечения газохода f или аппарата на среднюю для этого сечения скорость w_ср, устанавливаемую экспериментально:

Q=fw_ср

Для определения скорости пылегазового потока проводят предварительно измерение динамического напора. Одновременно измеряют температуру пылегазового потока, разрежение в газоходе и барометрическое давление. По результатам измерений рассчитывают среднее значение скорости и находят коэффициент распределения скоростей.

Скорость газопылевого потока, м/с, в произвольно выбранной точке сечения газохода рассчитывается по формуле:

w_i =v2С_дин/с_t

где С_{дин -} динамическое давление, Па;

с_t - плотность газов при рабочих условиях.

Динамическое давление, определяемое пневмометрическими трубками, представляет собой разность между полным давлением потока Р, действующим в направлении вектора скорости газов, и статическим давлением Р_ст, действующим в направлении, перпендикулярном вектору скорости:

С_дин=Р - Р_ст

Динамическое давление:

Р_дин =hбК (с_м/с_сп)

Где h - показания шкалы микроманометра, мм; б - угол наклона микроманометра; К - коэффициент пневмометрической трубки; с_сп - плотность чистого спирта, 0,8095 г/см³; с_м - плотность жидкости, залитой в микроманометр, г/см³.

Запыленность газов.

Запыленность газового потока определяется как масса частиц, содержащихся в 1 м³ газа, приведенного к нормальным условиям.

Единицей измерения запыленности газового потока является г/м³. запыленность газового потока может быть определена прямым или косвенным методом.

Прямой метод заключается в в отборе пробы запыленного газа и взвешивании осажденных из нее частиц.

При определении запыленности газов косвенными методами в зависимости от концентрации пыли используют физические свойства запыленного потока, такие как степень поглащения световых и тепловых лучей, способности воспринимать электростатический заряд и пр.

9. Расчетная часть