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尘粒有黏附于其他粒子和其他物质表面的特性

信息来源:   时间:2018-05-23 13:14:32 

尘粒有黏附于其他粒子和其他物质表面的特性,附着力有三种,即范德华力、静电力和 毛细黏附的表面张力。微米级尘粒的附着力远大于重力,直径10Mm的粉尘在滤布上附着力 可达自重的1000倍,当悬浮尘粒相互接近时,彼此吸附聚集成大颗粒,当悬浮微粒接近其 他物体时即会附着其表面,必须有一定的外加力才能使其脱离。集合的粉尘体之间亦存在粉 尘间的吸附力,一般称为粉尘的黏性力,若需要集合的粉尘沉积物剥离,必须施加拉断力。

(1)分子力这是作用在分子间或原子间的作用力,也称为范德华力,范德华力使尘粒 表面有吸附气体、蒸汽和液体的能力。粉尘颗粒越细,比表面积越大,单位质量粉尘表面吸 附的气体和蒸汽的量越多。单位质量粉尘粒子表面吸附水蒸气量可衡量粉尘的吸湿性。当液 滴与尘粒表面接触,除存在液滴与尘粒表面吸附力外,液滴尚存在自身的凝聚力,两种力量 平衡时,液滴表面与尘粒表面间形成湿润角,表征尘粒的湿润性能。湿润角越小,粉尘湿润 性越好;反之,说明粉尘湿润性差。实际上是一种吸附力。球体与平面间的分子力可表 达为:

例如lOfmi石英砂及石灰石颗粒黏着在塑料纤维上的力约分别为:
式中.Fvdw为球体和平面间的分子力,N; 为范德华常数,对于金属半导体,匕= (3.2 ?17.6)X10 — 19J;对于塑料,/^=0. 96X10 — 19J;对于不同物体,; 为球体粉尘直径,m;对于非球体,此值用两物接触点的粗糙度半径r代替;L为两黏 着体间距离,fim; —般可取4X 10—4jum;当L〉0. 01/xm时,这种黏着力可忽略不计。

Fvdw = 6X10-9N(r, = 0. 5Mm) Fvdw = l. 194X10_9N(r, = 0. lMm)

(2)毛细黏附力粉尘颗粒含有水分时,互相吸着的颗粒间由于毛细管作用而生成“液 桥”,产生使颗粒互相黏着的力,一般可表达为:

Fk = 2TzydD

式中,为毛细黏附力,N; 7为水的表面张力,~?般为0.072N/m,对于= 的颗粒,Fk=4. 5X10—7N; 为粉尘直径,pm

(3)库仑力这是颗粒荷电后产生的静电力,它可表达为:

式中,Qy Q2为两颗粒的电荷,C; e0为真空介电常数;^为在某介质内的相对介电 常数;L为两颗粒间的距离,ym。

在电场中,此力是主要的;而无外加电场时,_Fe远小于分子力,可忽略不计。

烟尘的黏结性和烟尘的含水、温度、粒度、几何形状、化学成分等有关。烟尘黏结性的 强弱可用黏结力表示。从微观上看,黏结力包括分子力、毛细黏结力和静电力,其中毛细黏 结力起主导作用。各类烟尘的黏结性按黏结强度分类见表1-19。

除尘技术中,粉尘的黏着性多采用拉伸断裂法进行测定。将粉尘样品用震动充填或压 实充填方法,装人可分开成两部分的容器中,然后对粉尘进行拉伸,直至断裂,用测力计测 量粉尘层的断裂应力。在用此法测定时,其拉伸方向有水平状态和垂直状态两种。图1-15 是水平拉伸断裂法黏着性测试的示意,图1-16是垂直拉断法黏着性测试仪示意。

表1-19烟尘黏结性分类

分类黏结性黏结强度/Pa烟尘名称一类无黏结性0?60干矿丨查粉、干石英粉、干粘黏土二类微黏结性60 ?300未燃烧完全的飞灰、焦炭粉、干镁粉、页岩灰、干滑石粉、高炉灰、 炉料粉三类中等黏结性300?600完全燃烧的飞灰、泥煤粉、湿镁粉、金属粉、黄铁矿粉、氧化锌、氧 化铅、氧化锡、干水泥、炭黑、干牛奶粉、面粉、锯末四类强黏结性大于600潮湿空气中的水泥、石膏粉、雪花石膏粉、熟料灰、含钠盐、纤维 尘(石棉、棉纤维、毛纤维)


粉尘的黏着性直接影响管道冷却器和除尘器的堵塞和结垢情况*所以遇有黏着性大的粉 尘,必须考虑相应的技术措施,避免堵塞和结垢的发生。使用袋式除尘器处理黏着性强的粉 尘,应适当增加清灰次数和清灰强度,避免滤袋黏附粉尘。灰斗上的振打电动机也应功率稍 大一些,使粉尘不至于在灰斗下料口搭桥堵塞。

烟尘.黏结性强,昜使电除尘器内壁黏结而堵塞,极板和极线上烟尘不易清掉,造成反电 晕和电晕闭锁现象,影响除尘效率,在电除尘器设计、运行管理中均采取相应对策.

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