Загрязнители атмосферы

Из всей массы загрязняющих вредных веществ, поступающих в атмосферу от антропогенных источников, около 90 % составляют газообразные, 10 % твердые и жидкие вещества.

Взвешенные вещества. При наличии взвешенных веществ обра­зуется двухфазная (бинарная) дисперсная система, которая получила название аэрозоли. Аэрозоли принято делить на три класса: пыли, дымы и туманы.

Пыли — это полидисперсные системы с размером твердых взве­шенных частиц от 5 до 100 мкм. Иногда пылью называет непосред­ственно твердые взвешенные частицы.

Дымы — аэрозоли, образующиеся при горении, содержатся в выбросах электропечей, электросварочных участков. Размеры взвешенных частиц от 0,1 до 5 мкм.

Туманы состоят из капелек жидкости, диспергированных в га­зовой среде, в которых могут содержаться растворенные вещества или суспендированные твердые частицы. Образуются в результате конденсации паров или распылении жидкости. В первом случае раз­мер капель близок к размеру частиц в дымах, во втором — к пыли. Образуются при окраске, при закалке изделий в масле.

Особое место занимает сажа – токсичный высокодисперсный порошок, на 90-95 % состоящий из частиц углерода. Образуется при неполном сгорании или термическом разложении углерода.

Зола — несгораемый остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при его полном сгорании. Состав во многом определяется видом и составом топлива.

Рассмотрим основные физико-химические свойства взвешенных частиц.

1. Дисперсный состав. Имеет решающее значение в технике пылеулавливания и очистке газов, так как основной круг вопросов по расчету и выбору оборудования связан с этим параметром подлежащей улавливанию пыли. В качестве показателя степени дисперсности используют фрак­ционный состав.

ГОСТ 25199-82 подразделяет все пыли на пять групп в зависимости от дисперсности:

I — очень крупнодисперсная пыль;

II – крупнодисперсная пыль (например, песок для строительных растворов);

III — среднедисперсная пыль (например, цемент);

IV — мелкодисперсная пыль (например, кварц молотый пылевидный);

V — очень мелкодисперсная пыль.

Для определения дисперсности пыли используют следующие методы:

• ситовый анализ — разделение частиц на фракции путем последовательного просеивания навески пыли через лабораторные сита с отверстиями различных размеров;

• седиментометрия — разделение навески пыли на фракции путем ее осаждения в жидкой среде (жидкостная седиментация);

микроскопирование — рассмотрение пылевых частиц с помощью оптического или электронного микроскопа, определение формы частиц, их размера и количества по фракциям;

• воздушная сепарация — метод основан на том, что частицы различного размера имеют разную скорость витания и, следовательно, уносятся ламинарным воздушным потоком из вертикальной трубы при различных его скоростях;

• центробежная сепарация — разделение пыли на фракции с помощью центробежной силы в специальном аппарате;

• каскадные импакторы (струйные сепараторы). Принцип действия струйного сепаратора основан на инерционном осаждении взвешенных частиц на плоскую поверхность в результате резкого изменения направления движения запыленного потока с последующим определением массы частиц, осевших на эту поверхность.

2. Адгезионные и аутогезионные свойства. Адгезионные свойства определяют прочность сцепления (слипания) частиц с различными макроскопичными поверхностями, а аутогезионные — друг с другом. Различают следующие виды пыли по слипаемости:

• неслипающиеся (кварцевый песок, сухая глина);

• слабослипающиеся (коксовая пыль, доменная пыль);

• среднеслипающаяся (летучая зола без недожога, цемент, сажа, опилки);

• сильнослипающаяся пыль (гипсовая, волокнистые, пыль с максимальным размером частиц 10 мкм).

3. Абразивность частиц. Характеризует интенсивность изнашивания металла при одинаковых скоростях газа и концентрациях частиц пыли. От абразивности зависит выбор скорости запыленных газов, толщины стенок пылеулавливающих аппаратов.

4. Смачиваемость частиц. Смачиваемость частиц оказывает существенное влияние на эффективность мокрых пылеуловителей, особенно при работе с рециркуляцией. Различают три группы частиц:

• гидрофильные, которые хорошо смачиваются водой (кальций, кварц);

• гидрофобные, которые плохо смачиваются водой (графит, уголь, сера);

• абсолютно гидрофобные тела (парафин, битумы).

5. Плотность частиц.

6. Электрические свойства пыли – зависят от физико-механических и химических свойств, а также от внешних факторов (температура, влажность). Электрические свойства влияют на поведение пыли в газоходах, пылеуловителях, прежде всего, в электрофильтрах, сыпучесть пыли.

7. Растворимость частиц.