粉尘基本特性:形状、粒径、密度、比表面积;粉尘重要性质:磨损性、荷电性、湿润性、黏着性、爆炸性。
一、形状
工业和自然界中粉尘形状千差万别。大颗粒粉尘用光学显微镜观察,小颗粒粉尘用电子显微镜观察。
粉尘形状会影响捕集与清灰。纤维性粉尘使用机械除尘器或电除尘器,效果不理想。球形粉尘,适用于各种除尘器。
二、粒径
1. 粒径描述
单一粒径。由于粉尘粒径不规则,通常用当量径来描述,最常用斯托克斯径。
代表粒径是对颗粒群而言,用平均径、中位径来描述。
粒径是表征粉尘颗粒状态的重要参数。
2. 粒径分布
在除尘技术和气溶胶力学中,粒径分布通常称为分散度。在粉尘工程中,分散度是指粒度。
用函数表达粒径分布通常有正态分布、对数正态分布和罗辛-拉姆勒三种。
三、粉尘的物理性质
1. 粉尘密度
真密度。不考虑粉尘之间的间隙,是指粉尘本身的密度。按是否考虑粉尘自身缝隙,分为两种。
堆积密度。单位体积的质量,计算粉尘容积时使用。
2. 粉尘流动和摩擦性质
安息角。通常在20°~50°之间。
内摩擦角。内摩擦角越大,摩擦系数越大。对于摩擦系数大的粉尘,应降低管内流速。
滑动角。这个角在设计灰斗、溜槽和气力输送系统中很重要。灰斗底部圆锥角要小于(180°-2*滑动角),管线与垂直线的夹角要小于(90°-滑动角)。
磨损性。冲击磨损,90°对器壁最为严重。摩擦磨损,30°对器壁最为严重。当粉尘硬度为器壁1.1~1.6倍时,磨损最严重。
3. 粉尘的黏着性
粉尘颗粒之间由于互相的黏着性而形成团聚,有利于气尘分离,但过高的黏着性会造成堵塞和结垢。
粉尘的黏着性主要来自三种力:分子力;毛细黏附力;库仑力。
4. 粉尘的荷电性质
粉尘因摩擦、碰撞而获得电荷。
比电阻为104~1011Ω·cm的粉尘,适合使用电除尘器。
5. 粉尘的湿润性
湿润角越小,粉尘颗粒越易湿润。70℃的水,最适宜湿润粉尘颗粒。
如水泥、石灰、锅炉飞灰、石英粉尘等亲水性粉尘,可选用湿式除尘。对憎水性粉尘则不宜选用湿法除尘。
四、粉尘的化学性质
1. 粉尘的成分
各种粉尘成分均不相同。
煤粉锅炉烟尘成分主要有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、水和二氧化硫等。
重油锅炉烟尘成分主要有固定炭、灰分、挥发分、水、二氧化硫等。
2. 粉尘的水解性
硫酸盐、氯化物、氧化锌、氢氧化钙、碳酸钠等粉尘易遇水水解,使粉尘变黏、变硬,形成糊袋现象,严重时使除尘器失效。
3. 粉尘的爆炸性
在氧气充足的条件下,粉尘触发爆炸的条件有明火、放电、高温和摩擦等。粉尘爆炸所需最小氧体积(%)各不相同。
含灰分少的,堆积时不宜燃烧,悬浮物易燃而爆炸。含灰分多的,堆积时不能燃烧,悬浮物在高温长期作用下会燃烧。