粉尘的荷电性

自然界中的粉尘可以带有电性(正电性或负电性),也可以是中性的。使粉尘带电的原因很多,诸如天然辐射、外界离子或电子附着于粉尘上、粉尘之间的摩擦等。粉尘在产生过程中,由于物料的激烈撞击、粒子彼此间或粒子与物料间的摩擦、放射性照射以及电晕放电等作用而发生荷电。粉尘由于这种原因所带的电荷,有的具有负电性,有的具有正电性,还有一部分是中性的,它取决于材料的化学成分和与其接触物质的性质。通常在干燥空气中,粉尘表面的荷电量约为2.7*10-9C/cm2或1.6*电子/cm2,而粉尘由于自然产生的电量却仅为荷电量的很小一部分。

自然界中的粉尘

当粉尘荷电以后,其物理性质便有所改变(如凝聚性、附着现象等),并影响粉尘在气体中的稳定性等,同时对人体的危害也将增强。

粉尘的种类、温度与湿度影响粉尘的荷电性。导电性强的粉尘荷电与失电均较快,故不稳定,反之则较稳定;温度升高带电能力较强,湿度增加带电能力减少。

粉尘荷电后更容易沉附于肺泡和支气管中,所以对人体的危害性也增强。某些粉尘的荷电性见下表。

粉尘的种类

粉尘的荷电性质

粉尘的荷电性在除尘工程中用比电阻(或称视电阻)来表示,单位为Ω·cm。它是自然堆积的断面为1.0cm2、高为1.0cm的粉尘圆柱,沿其高度方向测得的电阻值。

粉尘的比电阻与组成粉尘的各种成分的电阻有关,而且与粉尘的粒径、分散度、湿度、温度、空隙率以及空隙的气体的导电性等因素有关,它对电除尘器的除尘效率有着重要的影响。

当温度高时(约大子℃),在粉尘层内电流的传导主要受粉尘化学成分的影响,而与周围气体的性质无关,这种传导称为体积导电。在这种情况下粉尘的体积比电阻随温度的上升而降低。

温度低时,粉尘的导电主要取决于周围的环境的环境(气体的温度、湿度、成分等),称为表面导电,这时的表面比电阻随温度上升而增加,处于温度中间范围内时两种导电的机理均起作用。

粉尘荷电式布袋除尘器的制作方法

粉尘的电性对除尘有着很重要的影响,电除尘器就是专门利用粉尘的电性而除尘的。目前在其他除尘器(袋式除尘器、湿式除尘器)中也越来越多地利用粉尘的电性来提高对粉尘的捕集性能。因此,为了达到捕集粉尘的目的,往往要利用外加的条件使粉尘荷电,其中常用的是电晕放电。

粉尘的比电阻对电除尘器的工作有着很大影响,现在已知粉尘的比电阻值有利于捕集的范围在~Ω·cm,而比电阻小于Ω·cm或大于Ω·cm都将使除尘效果恶化。由于粉尘的自然荷电具有两种极性,同时荷电量也很少,不能满足除尘的需要,需要采取措施来调节粉尘的电阻,使其处于适合于电捕集的范围。

电除尘器结构示意图

粉尘的水解性

一些粉尘有易吸收烟气中水分而水解的性质,如硫酸盐、氯化物、氧化充足条件下具有爆炸性,这在堆放与输送等过程中要注意。粉尘的爆炸性可分为两大类。

(1)含灰分少的,堆积时不易燃烧,但它的悬浮物却易燃而发生爆炸,按其爆炸性强烈次序排列为细木屑、软木粉、细糖粉、细合成树脂粉、萤石粉、麦牙粉、合成橡胶粉、淀粉、植物纤维等。

萤石粉

(2)含灰分多的,堆积时不可能燃烧,其悬浮物只在高温长期作用下才会燃烧,但不是爆炸,如合成赛璐珞、锌粉、天然树脂、炭黑、香料、肥皂粉、漆雾等。

各种粉尘发生爆炸的低质量浓度是不同的,如褐煤粉为6~8g/m3,石煤粉为10~12g/m3,木屑为12g/m3,铝粉为7g/m3,合成橡胶粉为8g/m3。

粉尘爆炸所需的低氧体积分数(%)也各不同,如焦炭粉为16%,褐煤粉为14%,木屑、硫磺粉等为10%,合成树脂、棉花等为5%。

粉尘爆炸

粉尘的自然性

当物料被研磨成粉料时,总面积增加,系统的自由表面能也增加,从而提高了粉尘的化学活性,特别是提高了氧化产热的能力,这种情况在一定的条件下会转化为燃烧状态。粉尘的自燃是由于当放热反应散热的速度提高到超过系统的排热速度,使氧化反应自动加速造成的。

粉尘爆炸化学反应速度极快,具有破坏力

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