(теплова коагуляція), під дією гідродинамічних, гравітаційних, акустичних, електричних та інших сил.
Швидкість коагуляції для більшості аерозольних часток підкоряється закону [1].
, (1)
Де n - концентрація частинок в деякий момент часу, 1/м3;
no - початкова концентрація часток, 1/м3;
Kk - константа коагуляції, м3/с.
Швидкість убування концентрації частинок в результаті коагуляції складе
(2)
У відповідність з цим виразом концентрація часток в початковий момент часу значна і процес коагуляції протікає з максимальною швидкістю. У подальшому швидкість її зменшується.
При тепловій коагуляції її швидкість може бути представлена ??[2] виразом
, (3)
де Dч - коефіцієнт дифузії частинок, що характеризує інтенсивність броунівського руху, м2/с. Для реальних процесів [3] його значення може бути визначене
(4)
У відповідність з цими даними, швидкість теплової коагуляції зростає із збільшенням абсолютної температури газу Тг, зменшенням тиску, але при цьому зростає також і в'язкість. Тому теплова коагуляція впливає в основному в початковий момент утворення аерозолю і сприяє практично миттєвому укрупненню часток.
При наявності поперечного градієнта швидкості газів в потоці газів відбувається градієнтна коагуляція [3]. Вона інтенсивно розвивається в основному в пристеночном шарі при турбулентному русі газового потоку і має суттєвий вплив тільки при русі газів по довгих газоходам або при розвиненій поверхні контактів.
При турбулентному русі газового потоку вирішальну роль у зіткненні частинок грають турбулентні пульсації [2]. При цьому можливо два механізму пилеосажденія: повного захоплення частинок пульсаціями і коагуляція за рахунок механізму прискорення. Перший механізм спостерігається при щільності аерозольних часток більше щільності газу приблизно в 1000раз і носить другорядне значення. У полідисперсних потоках, завдяки істотному розходженню в швидкостях руху частинок відбувається збільшення частоти зустрічі і їх коагуляція. Цей механізм має вирішальне значення на коагуляцію часток розміром більше 10-4-10-5см.
При русі частинок рухаються з різними швидкостями може відбуватися кінематична коагуляція [1]. При цьому більш великі частки, що рухаються з більшою швидкістю захоплюють дрібні при їх зіткненні. Цей механізм найбільш часто зустрічається при осадженні частинок розпорошеною водою в мокрих пиловловлювачах [4].
При виникненні в частинках електричних зарядів коагуляція часток може відбуватися при їх з'єднанні під дією електричних сил [5]. Пилу заряджаються в процесах дроблення або розпилення, при терті або контакті з поверхнею обладнання, русі через розпечену середу. Дими заряджаються при русі через розпечену середу в результаті іонізації у полум'ї, термо- і фотоелектронної емісії електронів. Електричні заряди можна повідомляти частинкам і штучно. У більшості випадків неметалеві зважені частинки заряджаються позитивно, а металеві - негативно. Величина заряду залежить від розміру часток і його величина не перевищує 1-10% від величини штучного заряду. Між частинками в цьому випадку можуть виникати сили тяжіння або відштовхування, індукції, зовнішнього електричного поля. У результаті частинки мимовільно з'єднуються з укрупненням своєї маси. Для прискорення електричної коагуляції широко використовують зовнішні поля [6].
При наявності градієнта концентрації компонентів газового середовища можливе протікання процесу коагуляції за рахунок ефекту конденсації - діффузіофорез. Цей процес виникає при випаровуванні рідини з поверхні краплі, згідно з яким паралельно поверхні рідини виникає спрямоване гідродинамічний рух парогазового середовища, що компенсує дифузію газів до цієї поверхні [7], що сприяє захопленню частинок.
При наявності нерівномірно нагрітих частинок в газовому потоці можливе виникнення сил відштовхування - ефект термофорез [8]. Іноді явище термофорез призводить до відкладення на холодних стеках котлів або теплообмінників шару частинок з низькою теплопровідністю, що істотно знижує ефективність їх роботи.
Одним з ефективних способів пилеосажденія є акустична або звукова коагуляція зважених часток [9]. При цьому під впливом зовнішніх коливань виникають три фактори: спільне коливання частинок і газового середовища, динамічні сили між сусідніми частинками і тиск акустичної радіації. При певній частоті зовнішнього акустичного поля частинки залучаються до періодичне рух, збільшується частота їх зіткнення, що сприяє коагуляції пилових елементів.
Відходять гази з анодної печі відрізняються високою температурою і значним вмістом пилу, яка представлена ??в основному в розплавленому вигляді. Залишаючи робочий простір плавильної печі, гази надходять у вертикальний водоохлаждемий канал висотою більше 10м. Після част...
