Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Опо же примепяется и для очдстки газов с низкой концентрацией примесей, поскольку в пем предусмотрена возможность замепы фильтров на бумажные фильтровальные гильзы. Рапее в устройствах для улавливания пыли применяли лабораторпую фильтровальпую бумагу, однако она ие эффективна при улавливании тонкодвспероных аэрозолей с субминронпымп частицами. В последние годы было показано, что листы с асбестовой подложкой обладают практически 1007а-ной эффективностью. Столь же эффективны глубокие стеклоткапевые фильтры с неплотной набивкой. Фильтр БАИУ (см.
рис. 11-15) обычно заполняется двумя слоями стекловолокна: одип слой из сверхтонкого волокпа (диаметр нитки 1 — 4 мкм) толщиной около 6 м~м, за которььм следует подушка толщиной 38 мм из более грубого стекловолокна (диаметр нитей 6 мкм). Для работы при более высоких температурах применяют кварцевые или алюмосиликатн волоква; температурпый предел их использования определяется температурным пределом металлического стакана. Для улавливания частиц из мартеновских газов при температурах до 350 'С с успехом применяли стеклянные стаканы с фильтрами из кварцевых волокон. Кварцевые волокна химиче- вт ски стойки по отношению практически ко всем соединениям за исключением плавккопой кислоты, и это облегчает вымываяие из фильтра уловленного материала. Другим методом извлечения уловленных материалов является примспепие растворимых фильтров.
Поскольку почти все газы содер>кат воду, рекомендуется в случае отсутствия паров органических вещсств использовать для фильтров материалы, расаворимые только в органических растворителях. Например 143), подушка из тетрахлорпафталина улавливает частицы размером 2 мкм, опа нерастворима в воде, по растворяется .в беизоле и, кроме того, может возгопяться. Подушка может быть изготовлена путем коцдецсации слоя тетрахлорнафталипа па бумагу либо его растворения в эфире с последующим осаждением этаполом и фильтрацией осадка через медную сетку. При отборе проб аэрозолей широко применяют мембранные фильтры 11471, изготавливаемые многими фирмами в США и европейских странах (папример, Миллипор Филтер Корп.
[573), Джслмеп Инструментс Ко. 12951, Саториус Мембраифильтер 17221). Отверстия мембранных фильтров весьма однородны по размерам и лежат в пределах от 0,01 до 8 мкм. Наиболее распространенные фильтры, применяемые для фильтрования аэрозолей, имеют поры размером 0,8-+-0,05 мкм, но широко используются и фильтры с порами 0,65-+-0,03 мкм и 0,45~-0,02 мкм, Следовательно, при пылеулавливаиии мембранные фильтры действуют скорее как сита. К тому же, их эффективность составляет 100а~з при улавливании частиц, размеры которых больше диаметра нор. Большинство мембранных фильтров изготовлено из целлюлозкых материалов, и задсржацпые частицы остаются иа поверхпости фильтра.
Они могут быть подсчитаны с помощью микроскопа в падающем свете. Если фильтр сделая прозрачным 1путем пропитки оптически~м маслом), можно воспользоваться и проходящим светом. Материал, из которого изготовлен фильтр, растворяется в подходящих органических растворителях (эфиры —:например, в этилацетате; кетоны — я ацетоне, метаноле, пиридипе и др.), поэтому частицы легко и быстро извлекаются. Мембранные фильтры изготавливают таяже из термостойких материалов, кислотостойких эпоксидпых смол или поливипилхлорида, стойкого в среде некоторых огра~ичеоких растворителей. Фильтры могут применяться также для идентификации специфических материалов методом цветного пятна. Обычно эти тесты проводят на аммиак, кальций, галоиды, свинец, сульфат- и нитрат-ионы.
Шпупи и Лодж 17951 исследовали фильтрацию аэрозолей с помощью электронной микроскопии; Баум и Рисе 1631 и Фридрихс 12821 описали многоступенчатый фильтр для последовательного отбора проб. Электростатические фильтры обычно пе применяются для отбора проб из газоходов, хотя существует ряд моделей для отбора проб из атмосферы. Из-за малых скоростей потока, необходимых для работы этих фильтров, потребовалась бы установка нвосу.
Ряс. П-17. Головка термоосадителя для отбора сверкмелкой ныли 1!531. ществимо крупных размеров для отбора относительно больших объемов, отбираемых из газоходов. Более того, необходимое высоковольтное оборудование, работающее от источника постоянного тока, достаточно громоздко и транспортирование ее затруднено. При выборе улавливающего оборудования необходимо учитывать последующую обработку материала.
Если требуется определить только его общее количество, можно применять практически любой из приведенных выше методов, поскольку улавливающее устройство можно взвесить до и после отбора пробы, и вычислить чистую массу образца. Если образец должен далее подвергнуться химическому анализу, его необходимо собрать с фильтра, либо смывая, либо используя растворнтель в качестве фильтрующей среды. Возможно, требуется определить гранулометрический состав частиц, тогда решетвне проблемы связано с значительными техническими затруднениями, Если для определения размеров частиц будет использован метод жидкостной седиментации, или декаптации, тогда фильтр можно .промывать седнментационной жидкостью. Однако как для воздушной, так и для жидкостной классификации и седиментации основным остается вопрос о сохранении размеров частиц и агромератов такими, какими они были в газовом потоке. Возможно, единственным решением проблемы гранулометрического распределения частиц, собираемых в пробоотборпике, является применение каскадного инерционното пылеуловителя (см.
раздел 10, 94 стр.) аепосредственпо ~вместе с пробоотборпиком. Это особенно справедливо при отборе капель. При исследовании частиц с помощью обы аюго или электронного микроскопа, вероятно, лучше исключить диспергирование напального образца путем отбора специального неагломерироваяпого образца, Зто можетбыть сделано при осаждении частиц на полоску с клейким покрытием путем прососа газа и частиц через термоосадитель (рнс. П-17). Если известно время осаждения частиц, можно сделать предположение об агломерации в этот период.
9. ОБЪЕМ ПРОБЫ Для определения объема отобранных газов улавливающая система должна быть снабжена средствами измерения скорости потока (диафрагменяыми либо с переменной площадью сечения) и интегральным расходомером (обычно расходомер сильфонного типа). Последний прибор можяо не устанавливать в том случае, если скорость потока замеряется постоянно, и затем интегрируется во времени отбора пробы. Очень важно охладить остаточныегазы, включив в цепь ловушку (например коническую колбу) для удаления избыточных паров воды, которые в противном случае сконденсируются на расходомере.
Необходимо также предусмотреть чехол для термометра или термопары вблизи расходомерной оистемы с тем, чтобы объемы газов впоследствии привести к стандартным температурам. Необходимо также измерять давление в точке отбора — это обычно делается с помощью 15-образного ртутного манометра, а затем определить объем при стандартном давлении.
Газы можно просасывать через пробоотборную систему с помощью эжектора иля насоса с электро- или пненмо-привцдом. Если аяализпруемые газы взрывоопасны,или огнеопасны, следует пользсваться электромоторами и другим оборудованием в соответствующем исполнении*. 1О.
МЕТОДЫ ГРАг)УЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Гранулометрические методы анализа можно разделять иа три группы, основанные на геометрии частиц, на аэро- и гидродинамике частиц и на измерении плошади поверхности. Ситовой анализ и визуальное изучение частиц под обычным или электронным микроскопом относятся к первой группе методов. Вторая группа включает декантацию (классификацию), седиментацию и инерционный захват, тогда как в третью группу входят определение проницаемости, прямое определение плошади поверхности (метод ВЗТ), обратное рассеяние у-лучей и др. При конструировании газоочнстпой установки возникают вопросы, связанные главным образом с аэродинамическим поведением частиц, поэтому наиболее целесообразными методами являются ч Особое предупреждение.
Если отбираемые газы токспвы вли же могут содержать токсичиые компоиситы (иапример, СО в доменных газах), необходимо с большой осторожностью отводить остаточпыс газы из пробоотборипка такие, с помощью которых, можно предсказать аэродинамическое поведение частиц. Для анализа крупных частиц свыше 75 ыкм (200 меш) с успехом применяют сиговой анализ и электроскопню; электронная микрофотография часто является единственным способом, применимым для частиц субмикронных размеров, где аэродинамические методы исследования непригодны вследствие явно выраженного броуновского движения. Использование методов измерения площади поверхности (в частности измерение проницаемости, отличающееся быстротой анализа) позволяет получить лишь средние размеры частиц. Методы анализа, основанные на геометрии частиц Для гранулометрического анализа частиц размером свыше 200 мкм широко приьченяются сита, причем отверстия сит бывают равмы 74 мкм (шкала Тайлера, США), 63 мкм (Институт горного ~ела и металлургии, Англия) или 76 мкм (Английский стандарт).
Существуют сита Тайлера с отверстием около 400 меш (38 мкм), я эта величина представляет собой нижний предел обычного ситового анализа. Специальные прецизионные микросита, изготовленные путем электропробоя [1921, позволяют осуществлять сиговой анализ частиц размером вплоть до 5 мкм. Следует помнить, что сита могут пропускать частицы длиннее, чем отверстие сита, если две короткие осн частицы лежат в пределах размеров отверстия. Маленькие частицы способны к агло-.
мерации, н просеивание их путем встряхивания может потребовать слишком иного времени, поэтому для анализа мелких частиц можно использовать струю воздуха для продувания их через сито. Подобный принцип был использован в воздушно-сопловом сите ',497), в котором регулируемый воздушный поток продувает мелкие частицы через сито, способствуя быстрому н точному разделению. Наблюдение под микроскопом без определения распределения частиц по размерам — метод быстрый и дает четкое представление о ниде частиц. Иногда можно прн таких наблюдениях сделать выводы о химическом составе частиц, исходя из их цвета н зная источник пыли.
Если был отобран насыпной образец, его повторное диспергирование для определения размеров частиц практически всегда требует приготовления суспензии и последующего испарения нескольких ее капель иа пластинке. Лучшим методом, позволяющим исключить повторное диспергпрование, является отбор пробы па клейкую пластинку, помещаемую в газовый поток или пылеосадмтельную камеру. Необходимо предусмотреть возможность коагуляции частиц во время осаждения, Для исследования под микроскопом можно использовать также пластины сопловых инерционных пылеуловителей, Все, что далее обычно требуется — это подсчитать частицы, поскольку онн расклассифнцированы на разных ступенях инерциошюго пылеуловнтеля (см.
рис. 11-20). уггббб у г р "" ОООО Фяпуг у У' г l1 ~'М~~ гб гб 12 уду а б ргггг ггг луг ы ы ° ° сана ш чу ав) ИНАФ г Ю гу й О о и е )б П б аут г д и гг гг О О О м зг гг 3 Рнс. 11-18. Сетки для определеиия размера частиц [84б11 п — № 411 сетки Паттерсона и Кпуеуяа (пп типу шара н круга); б — № 42, сетка Ппртанаг а-д — № 43-№ 43. сетка Фарса № 1, № 2 и № 3; е — № б, упрппгеняая кпнсгрукяня 1пп типу шара и круга, Напипналаипе упраялег)яе па углю). О применении микроскопа для определения гранулометрического состава пыли см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
