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微米级干雾抑尘的捕尘方式

微米级干雾抑尘的捕尘方式

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【摘要】:
常规的微米级干雾抑尘的机理有:惯性碰撞、重力沉降、拦截捕尘、扩散捕尘与静电捕尘。

常规的微米级干雾抑尘的机理有:惯性碰撞、重力沉降、拦截捕尘、扩散捕尘与静电捕尘。

1)惯性碰撞捕尘 

当干雾雾滴与粉尘颗粒相遇时,粒径小的颗粒本身惯性作用小,这样它们可以改变运行方向随着气体流向绕过干雾雾滴而不与其发生碰撞;而粒径大、密度大的粉尘颗粒本身惯性作用大,如此当遇到干雾雾滴时不能随气体流向而改变自身运行方向,最终导致与干雾雾滴发生碰撞而被捕捉。这种方式的捕尘效率与粉尘粒径大小成正比,与干雾雾滴粒径大小成反比。

2)拦截捕尘

假如尘粒的质量不被列入考虑的范围之内,那么尘粒将与气流拥有相同的流线轨迹,当尘粒半径大于水雾到气流流线的距离时,干雾雾滴便会与尘粒接触将其捕捉拦截,这个过程即为拦截捕尘作用。拦截捕尘效率与粉尘的粒径大小成正比,与干雾雾滴直径的大小成反比。粉尘颗粒的运动惯性以及气流的速度在拦截捕尘过程中不起作用。

3)扩散捕尘

一般情况下,当含尘气流中的粉尘粒径较大时,尘粒可遵循惯性碰撞和拦截作用被捕捉。但当尘粒粒径很小尤其是当其小于 0.1mm 时,气流中的气体分子对尘粒产生了足够的冲击力,在碰撞之后使其作不规则的布朗运动。在作不规则布朗运动之中时那些距离干雾雾滴非常近的尘粒便有可能与其相撞而被捕捉,此过程称为扩散捕尘。

粉尘的扩散效应随着其与干雾雾滴碰撞概率的增加而逐步增强。碰撞概率的增加是伴随着粉尘的颗粒越小,流速越慢,温度也增加,尘粒的热运动便会加速而产生的。

4)重力捕尘

粉尘颗粒随气体运动时,干雾雾滴会捕捉那些粒径大、密度大的尘粒,此过程称为重力捕尘。尘粒粒径的大小、密度和气体流速共同决定了重力作用的大小。重力捕尘的效率与尘粒的粒径及密度大小成正比,与空气流速成反比。

5)静电捕尘

尘粒和干雾雾滴由于受到外加电场或感应等作用时可能发生荷电或者具有相反极性的电荷,从而加大粉尘颗粒与干雾雾滴的碰撞几率,此过程称为静电捕尘。粉尘不荷电仅干雾雾滴荷电时,粉尘颗粒上产生的镜像电荷具有相反的极性,促使两者互相吸引,由此在两者之间产生吸引力。

如果粉尘与干雾雾滴同时荷电,干雾雾滴与尘粒之间产生了库仑力,若二者的极性相同则为排斥力,相反则为吸引力。静电捕尘通常都是利用了两者之间的吸引力来提高捕尘效率。

除尘机理的实际应用之中往往并不是由其中某一种机理单独起作用,而是多种机理的相互联合作用决定了除尘的效率,这样会使除尘效率相比单一的机理更高。但是,由于某一种粒径的粉尘会因不同的机理而被捕捉,不过其被捕捉的效率却只能计算一回,所以除尘的总效率并不能用不同相关机理所产生除尘效率的简单相加所表示。

干雾雾滴的粒径是影响除尘效率的关键因素。除尘效率与干雾雾滴粒径成反比。但是在实际应用之中如果干雾雾滴粒径过小时会使其蒸发及破裂过快,干雾雾滴总数目过多,反而使除尘效率过低产生物极必反的效果。

此外,通过国内外大量专家学者的实验和研究表明,当干雾雾滴的运行速度为 20~30 m/s 时雾化除尘的效果最佳。 

常规微雾除尘方法耗水量大,并且适用范围小,产生的水滴粒径过大,除尘效率低而且造成水资源的极大浪费,对呼吸性粉尘的作用效果尤其不显著。高压微雾降尘技术在国内近几年得到广泛应用发展,攻克了对小粒径粉尘作用效果差的难题。

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