Алиев Г.М.-А. - Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов, страница 3

С точки зрения непрерывного промышленного пылевого контроля весовой метод не удовлетворяет основному требованию в непрерывности измерения. Однако в последнее время найден способ получение непрерывной информации о мгновенном значении концентрации пыли в выбросах 11), который состоит в следующем Поскольку накопление пыли на фильтре является процессом интегрирования, то, имея непрерывный сигнал 4)ес(1) о нарастании массы осевшей пыли, можно автоматически дифференцировать его, чтобы получить выходной сигнал бlюит=Л/юю(!)(дй соответствующий мгновенному значению конпентрацин пыля. Осуществление метода требует волной автоматизации всех измернтельиых операций, что обусловливает сложность н высокую стоимость аппаратуры.

Несмотря на указанные недостатки, весовой метод нашел самое широкое применение прн осуществлении пылевого контроля выбросов промышленных предпрннтнй; в настоящее время ои является общепринятым методом взмерепня концентрации пыли. Все сущсствующ~е н вновь разрабатываемые пылемеры, основанные на других методах измерения, градуируют, используя весовой метал в качестве контрольного.

Однако это не всегда метрологнчески правильно, поскольку разрабатываемые методы, как правило, превосходят по точности несовой метод. Проведем метрологическую оценку весового метода Суммарнан погрешность взмерения концеитрапни пыли весовым методом включает погрешность отбора прооы нз пылегазового потока нз-за нарушения условий изоосиости н нзокнпетичностн, осаждения частиц пыли на стенках пробоотборной трубки; погрешность фнльтрапии; погрешность нзмеренвя массы уловленной пыли. Погрешность отбора пробы для частиц размером порядка 1 мкм составляет 0,5 — 1 %, для частиц в 10 мкм 5 — 15 ю)ю.

Однако прн непользования способа внешней фильтрации погрешность нозрастает за счет осаждения частиц пыли в пробоотборной трубке Погрешность фнльтрацни возннкает нз-за неполноты улавливания; при использования тканевых н бумажных фильтров она составляет 1 — 2 юю. Погрешность при измерении объема отобранной пробы диафрагмой равна юь2 %. В общем случае применение весового метода дает погрешность порядка !О ты ясно, что величина погрешности в значительной степени зависит от класса применяемого оборудевання н контрольно-измерительных приборов. Кроме весового метода, разработаны н другие методы пылевого контроля, основанные на исследовании осажденного слоя пыли.

Денсптолюетрююческий метод основан на предварительном осаждении частиц пыли на фнльтре н определения оптической плотности пылевого осадка. Он включает все операцки весового метода, исключая взвешиванне пробы, которое заменена фотометркрованнем. Оптическую плотность осадка определяют путем измерения поглощенна или рассеянии нм света. Коэффициент корреляции, полученный в результате сравнения весового н денснметрического методов, равен 0,93. Основной недостаток этого метода — заввснмость результатов нзмеревнй от оптических свойств пыли.

Пьезозлектричюский метод основан на изменения собственной частоты колебаний пьезокрнсталла во время осаждения на его поверхности частиц пыли. Прв малых амплнтудах колебаний кристалла уменьшение частоты колебаний последнего Л! прямо пропорцнонально массе т осевшей на нем пыли: Л)=Ат, где А — коэффициент пропорциональности. В принципе пьезоэлектрический метод является перспективным, так как он позволяет измерять массовую концентрацию пыли. Однако для широкого промышленного внедрения метода неабходнмо решать две проблемы: увеличить силу захвата частиц активной поверхностью кристалла и обеспечить периодическую очистку этой поверхности от осевшей пыли. Метод, осиоеиниьШ нп измерении лерелада давления иа Фильтре. Он включает прокачнванне порции пылегазового потока через фильтр н измерение разности давлений на входе и выходе фильтра.

Результаты намерения пропорцнональны массовой концентрации пыли. Достоинст- „метода является сравинтельнан нростота его реализации. Однако оц тРебУет стРогой стабилизации основных паРзмет Ров пылегазового „тока (скоростн, температуры н др ). Методы измерения концентрации пыли без предварительного ее осаждения Существует несколько типов автоматнческнх пылемеров с разлнчнымн прпнпяпамн действия. Злекгричесиие методы, К группе пылемеров, разработанных на базе этого метода, относится контактно-электрнческий.

Он основан на способности пылевых частиц электрнзоваться прн коитактнроваини с преградой, выполненной нз контактно-актнвнога материала, н отдавать приобретенный поверхностный заряд токопроводнщнм элементам пре;разы. Основнымн элементами контактно-электрнческого измернтельного преобразователя являются электрнзатор, в котором происходят зарядка частиц, и такосъемный электрод. Зависимость массовой концентрации чзстнц от силы зарядного тока в цепи токосьемнаго электрода нмсст линейный характер прн концентрации пыли до 2 г/мз, когда большая часть частиц пыли контактирует с внутренней поверхностью электризатора и токосъемного электрола н суммарная величина регистрируемого заряда пропорциональна количеству частиц.

На электризацию частиц существенное влияние оказывают днсперсность, влажность, температура н другие свойства пылегазового потока. Установлеио, что длн получения максимальной чувствительности скорость частиц в электризаторе должна составлять 105 †1 м(с !!). Практнческае применение метода ограничивается его недостатком — большое влияние на результаты измерения влажности, прн увеличении которой происходит залвпание -проходного отверстия электрнзатора. Акустический метод основан на измерении параметров акустнческого поля при наличии частиц пыли в рабочем зазоре между источником и приемником звука. Величина потерь звуковой энергии, обусловленных наличием взвешенных твердых частиц, пропорциональна объемной концентрации пыли. К недостаткам метода можно отнести сложность аппаратурного оформления метода, вследствие чего он не нашел промышленного применения. Оптические методы занимают ведущее место среди других для непрерывного контроля пылевых выбросов в промышленности.

Ои является наиболее простым н надежным, поэтому на базе оптических методов разработаны промышленные пылемеры, используемые во многих странах мира для контроля выбросов цементных заводов, тепловых электростанций и др. В основу оптических пылемеров положены явления поглощения света движущнмся пылегазовым потоком и рассеяння света двввюущпмися частицами пыли Точвость н достоверность результатов пылевого контроля при использования оптических методов определяются главным образом стабильностью свойств частиц пыли.

для практнческнх целей имеются ограничения по днсперсвому составу пыля, который не должен изменяться прн колебаниях ее концентрация. На основе явления поглощения созданы оптическне абсорбцноиные пылемеры, на основе явления рассеяния — оптнческне пылемеры светоРассеяння. Из ннх первые нашли применение прн измерении концентрацнй ло нескольких граммов на кубический метр, вторые могут быть нспользованы прн измерении низких концентраций. Оптические пылемеры, применяемые в промышленности, рассмотрены дальше !3 1.3. ВЕСОВОЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ Основные правила длл отбора проб Свойства частиц пыли, взвешенной в газовом потоке, существенно отличаются от свойств уловленной пыли, так как определенная доля осажденных часющ представляет собой пылевые агрегаты, состоящие из слипшихся пылинок, Во всех сухих пылеуловнтелях образуется слой пылевых агрегатов с последующей регенерацией поверхности осаждения.

Ясно, что чем крупнее агрегаты, тем более высокая степень очистки в пылеуловителе. В настоящее время из физнко-химических свойств пыли, которые могут быть определены непосредственно в газовых потоках (газоходах), можно назвать только ее днсперсиый состав и удельное электрическое сопротивление (2, 3). Остальные свойства пыли, несмотря на то, что они зависит от реальных условий и параметров газообразной среды (температуры, влажности, химического состава)„ определяют в лабора.

торных условиях на основании анализа проб, отобранных из газоходов или вентиляционных воэдухопроводов. Движение газопылевого потока в газоходах характеризуется развитой турбулентностью (обычно йе)10с). В этих условиях распределение частиц по сечению, перпендикулярному к направлению двмжеиия потока, зависит от гравитации, турбулентности, вращения потока и частиц, отскока частиц от упругих стенок канала, термо- и фотофореза, электрического и молекулярного притяжения (для горизонтальных потоков; для вертикального движения можно исключить гравитацию) (Н.