Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Так, измеряют время прохода определенного объема воздуха через образец, набитый при стандартных условиях. Удельная площадь А, определяемая по проницаемости [150, 499), может быть связана со средними размерами частиц через пористость ен (доля свободного объема). Пористость онределяют экспериментально из плотности материала и массы навески определенного объема.
Эквивалентная теория капиллярпости [2451 позволяет в простой форме определить диаметр частицы д из выражения: (и Дб) Удельную поверхность можно также определить на основе данных по абсорбции либо газов (метод БЭТ определения удельной поверхности [1381), либо красителей (в частности, метиленового голубого), нли по теплоте смачнвання поверхности [3211. Некоторые из этих методов позволяют найти полную удельную поверхность частиц, включая и внутреннюю поверхность, даже если размеры пор частиц не превышают нескольких нанометров. Применение этих методов для частиц с сильно развитой поверхностью (например частиц угля в дыме) может привести к неточности в определении удельной поверхности.
Другие методы грануломегрического анализа частиц, К другим, методам гранулометрнчеокого анализа, пе входящим в трн типа классификации, относятся методы электрического стробирования и экстнпкции света, На методе электрического стробирования основано действие счетчика Култера, в котором суспензия частиц в электропроводягцей жидкости проходит через маленький зазор между двумя электродами. Если между электродами проходит непроводящая частица, напряжение на них снижается пропорциопалию размерам частицы [563]. Зазор может изменяться от 10 до 1000 мкм, минимальный измеряемый размер частицы равен 0,3 мкм так же, как и при ссдиментации 171].
Частицы, су дир ва1шь|е в жидкости и гаж, поглоща1от, отражают нли рассегввают спет в зависнмюсти от их размеров, формы, текстуры поверхности и длины волны падающего света. Это явление может быть ионользова1ю для гранулометрическото анализа частиц, днспергированных в жидкой среде с применением закона Ламберта — Бара 1776] /г = /о ехр ( — лс(/и) (П.П) где /с — ннтенснвность света в отсутствие затемняющих частиц (т, е. ннтенснвность света, прошедшего череа частую жидкость); /, — ннтснспвпость света после прохода через суспензню; л — козффнцнент зкстннкцнн (константа); с— ко~щсвтрацня частиц а единице объема, г/см', 1 — длина абсорбцнонноб кюветы; о — диаметр частиц, мкм. Практически коэффициент экстинкции различен для частиц разных размеров, поэтому Розе 1702] и Розе и Сюлливан (709] предложили уравнение для определения кажугцейся удельной поверхности А', в мз/г: 4 А' = — Рн / // с1 (П.12) В этом случае истинная удельная поверхность А может быть найдена нз эмпирических соотношений Ао — 4,64 ' /Р/з длв600/Рч(А'ч, 60000/Р (П 12а) и А =120А ' Л/Рт/Я дла 60000/Рч(А'(160000/Рч (П.126) где р„ — плотность частицы.
Разработка приборов, действие которых основано на рассеянии света, вначале проводилась Гаккером, О'Конски и Дойлем 1322— 324, 614], которые продемопстрировалн фотоэлектрическое устройство для анализа дыма, или «пенетрометр». Прибор весьма чувствителен к низким концентрациям — 0,001 мкг/л дноктилфталата, диаметр частиц около 0,3 мкм (рис. 11-22). Более сложным теоретическим методом является использование спектров Тиндаля высшего порядка н зависимости их от размеров частиц. 7 — 1144 Рнс. П-22.
Счетчик аврозольныд частиц [7721: а — блок-схема злектросистсмы; б — схема оптической и пробоотборной систем; 1 — трубка бютомножителя; 11 — рабочий усилитель; П! . - умепьшитель сопротивлении; 1У вЂ” !О-уровневые датчики; у — таймер; И вЂ” >пранляюшая ложка; уП вЂ” задвижки; УП! — счетчнкн! 1х — послслователыюсть управления; х — псчатзюшее устройство; х! — часы; ! — лампа; у акроматическис конденсаторные лнпзьч  — непрозрачные диски: 4 — диафрагма;  — линза сбора рассеянного света; 6 — отверстие; 7 — расходомср чистого воздула;  — Фильтр; р пробоотборлая трубка; !Π— обшил расаодомср.
Сенклер и Ля Мер 1772, 7731 разработали простой прибор, применимый к монодисперспым аэрозолям. Световой поток проходит через цилиндрическую трубу, где цвета следуют в порядке: фиолетовый — голубой — зеленый — желтый — оранжевый — красный, и в районе 90' последовательность цветов обратная. Насыщенность и яркость цветов возрастает с увеличением однородности частиц по размерам, а кратность повторения спектральных серий растет с увеличением размеров частиц. Когда интенсивность рассеянного красного цвета больше, чем зеленого, рассеянный свет приобретает красный цвет. Только в случае очень однородных аэрозолей, когда число спектров может быть подсчитано, легко определить порядок размеров частиц, подсчитав число красных линий. Наблюдения проводились с помощью телескопа, смонтирован.
ного на подвижной тележке такого же типа, какой описан Лаяка. стером л Штраусом 14771, и гонабженного плоски~м поляризатором, пропускавшим свет перпендикулярно плоскости наблюдения. Цвета спектра появляются при размерах частиц несколько меньше 0,4 мкм, верхяим,пределом является диаметр частицоколо1,5мкм; Альтернативой белому свету может быть источник монохроматического света, и отраженный свет может измеряться фотоэлектрическими средствами. Тогда размер частиц можно рассчитать из выходного сигнала 16831. В данном случае проблема заключается в том, что, если аэрозоль состоит из частиц с различными показателями рефракции, необходимо сравнить интенсивность рассеянного света, поляризованного в двух плоскостях 1559 — 5611. На практике существуют значительные затруднения при обоих полхолах вследствие шума, существующего в контурах детекторной и усилительной систем.
Это затруднение мажет быть преодолено использованием лазерных пучков высокой интенсивности, которые теперь стали доступными. В институте Баттель (Франкфурт) 12941 был разработан аэрозольный спектрометр, использующий малые углы ((7,5') рассеяния лазерного (Не — Ые) пучка. Вследствие узкой полосы рассеяния (от дифракциоппой части рассеянного света) результат не зависит ст формы и оптических свойств частиц. Метал применим при концентрации до 104 частиц в 1 см', поскольку объем, используемый для измерения, равен 0,01 мм'.
Нижний предел опрелеления размеров частиц этим методом равен 0,17 мкм, а верхний предел — около 1,5 мкм. Эти исследователи разработали также прибор, который можно использовать для анализа высококопцентрированных частиц (5 10' частиц в 1 см') в потоке. К этой категории приборов относятся измерители плотности дыма, в которых поток света, попадая па фотоэлемент через газохсл, частично затемняется частицами, проходящими по газоходу. Хотя их показания трудно интерпретировать с точки зрения концентрации и размеров частиц, измерители плотности дыма смогут указать на флуктуацию количества частиц.
11. НАБЛ1ОДЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В предыдуших разделах в основном обсуждались вопросы измерения загрязняющих и других вредных веществ в технологических и отходящих газах перед их выбросом в атмосферу. В последние годы были предприняты значителы1ые усилия в области измерения и контроля загрязнения окружающей среды. Основной проблемой злесь является та, что концентрации загрязнений очень малы н сильно изменяются в зависимости от погоды и времени года. Некоторые методы, описанные в предылушнх разделах, применимы для измерения концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде путем увеличения либо времени отбора — если применяются абссрбционные методы,— либо длины пробега света — есяи применяются оптические методы.
В США в настоящее время существует большое число станций наблюдения и контроля, расположенных в стратегически важных городских и сельских зонах. В этих системах наблюдения измеряются следующие параметры: общее количество взвешенных веществ; содержание 50т, СО, 1(О, КОЬ обшее содержание окислителей и общее содержание углеводородов. Взвешенные частицы обычно улавливаются с помощью пробоотбсрника большого объема с использованием мембранных фильтров или фильтров из стекловолокна.
Затем содержание примесей в частицах определяют стандартными микрохимическими методами анализа либо с помощью масс-спектрометрии. Взвешенные частицы анализируют на содержание ионов фтора, нитратов, сульфатов и аммиака, а также мышьяка, бернллия, висмута, кадмия, хрома, кобальта, меди, железа, свинца, марганца, молибдена, никеля, селена, олова, ванадия и цинка.
Улавливаются и анализируются также асбест, бор, снликаты. Содержание оксида серы (1Ч) измеряют в течение 24 ч (или за меньший период) путем пропускания газов через соответствующий растворитель (разбавленная и подкисленная перекись водорода для ЬО,) с последующим анализом раствора обычными методами. В настоящее время существуют гораздо более изящные приборы для быстрого непрерывного анализа. Они основаны на измерении электропроводиости раствора подкисленной перекиси водорода (0,1 мл 30%-ной Н,Ом 1 мл 0,1 и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
