目前霧炮機噴霧除塵技術,對呼吸性粉塵捕集效率普遍較低,這與呼吸性粉塵自身性質有很大關系。這類粉塵極易吸附周圍氣體在表面形成氣膜,阻礙水霧對粉塵的濕潤。為使水蒸氣吸附在粉塵上,變粉塵為親水性,可通過提高周圍環境中水蒸氣分壓比來實現。水霧粒徑小,與空氣接觸面積大,蒸發率高,能使含塵區水汽迅速達到飽和,不僅能滿足改善粉塵濕潤性能所需的水蒸氣條件,還能通過多種作用機理實現呼吸性粉塵的捕集。此外,除塵水霧凝并、沉降、分離技術的研究也是除塵技術中一個必不可少的重要環節。
一、噴霧除塵原理
在水霧中,不僅存在著各種動力學現象,而且還有蒸發、凝結以及水蒸氣濃度差異造成的擴散現象等,這都對呼吸性粉塵捕集起重要作用,所以對于水霧有多種除塵機理。
1、動力學機理
在水霧中,大粒徑液滴仍是利用空氣動力學機理來除塵的,即通過粉塵粒子液滴的慣性碰撞、攔截以及凝聚、擴散等作用實現液滴對粉塵的捕集。
2、 云物理學機理
水霧噴向含塵空間時,能在很短時間內蒸發,使噴霧區水汽迅速飽和,過飽和水汽凝結在含塵區內懸浮的大量粉塵粒子上,此后就開始了凝聚和并合的微物理過程。這主要是由于水的相變和云滴形成所導致的溫度、濃度變化,加之噴霧霧流引起的含塵空氣運動,使攜帶著粉塵粒子的云滴和其它水霧粒相互碰撞、凝并進而增重下沉,形成“雨”降落下來。另外由于水汽在呼吸性粉塵表面的凝結,不僅改善了粉塵的親水性能,而且也增大了粉塵的體積與重量,這都對粉塵捕集起著促進作用。
3、 斯蒂芬流的輸運機理
在噴霧區內,液滴迅速蒸發時,必然會在液滴附近區域內產生蒸汽組分的濃度梯度,形成由液滴向外流動擴散的斯蒂芬流;同樣,當蒸汽在某一核上凝結時,也會造成核周圍蒸汽濃度的不斷降低,形成由周圍向凝結核運動的斯蒂芬流。因此,懸浮于噴霧區中的呼吸性粉塵粒子,必然會在斯蒂芬流的輸運作用下遷移運動,更后接觸并粘附在凝結液滴上被濕潤捕集。
二、噴霧除塵系統設計
水霧除塵過程實際上就是各種除塵與凝并機理綜合作用的過程。但因水霧與呼吸性粉塵粒徑都很小,捕集與凝并作用不足以使并合物從氣流中分離出來,所以要有效凈化含塵氣流,除除塵技術外,還要采取加強凝并與沉降分離措施。
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