Определение зерновых характеристик золы

Цель работы – изучение методов определения зерновых характеристик золы.

Теоретическое обоснование работы

При сжигании твердого топлива наряду с окислами основных горючих элементов – углерода и водорода в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, окислы азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. При сжигании сернистых мазутов с дымовыми газами в атмосферу поступают сернистый и серный ангидриды, окислы азота, газообразные и твердые продукты неполного сгорания, соединения ванадия, соли натрия, а также отложения, удаляемые с поверхностей нагрева котлов при чистке. Большинство этих компонентов относятся к числу токсичных и даже в сравнительно невысоких концентрациях оказывают вредное воз­действие на природу и человека.

Взвешенные частицы в зависимости от размера распределяются на фракции. Размер взвешенных частиц выражается чаще всего в микрометрах (мкм). Иногда частицы классифицируют по скорости витания (в тех случаях, когда состав пыли определяют методом воздушной классификации).

Фракцией называют массовую долю частиц, размеры которых находятся в интервале значений, принятых в качестве нижнего и верхнего пределов. Частицу произвольной формы условно считают шарообразной, а ее размер определяют по эквивалентному диаметру.

При выборе метода и аппарата для очистки газов необходимо установить происхождение газовых взвесей, так как возможность разделения газовой неоднородной системы определяется главным образом размерами взвешенных частиц, а они зависят от условий образования взвесей. В большинстве случаев взвеси, образовавшиеся в результате механических процессов, состоят из частиц диаметром от 5 до 50 мкм и более; взвеси, образовавшиеся вследствие термических и химических процессов, состоят из частиц диаметром до 3 мкм, а взвеси, получающиеся в результате горения, - в основном из частиц диаметром от 5 до 70 мкм. Очень мелкие частицы, входящие в состав конденсированных взвесей, во многих случаях могут соединяться в более крупные хлопьевидные частицы. Такое явление укрупнения частиц называется коагуляцией; оно возникает при столкновении и соприкосновении частиц, а также осаждении.

 

Оборудование и техническое оснащение лабораторной работы

Лабораторная установка состоит из стандартного набора сит с ячейками 90 и 200 мкм. Сверху набор сит закрывается крышкой во избежание рассеивания золовых частиц в воздухе. Нижняя крышка предназначена для сбора фракции золы, прошедшей через набор сит.

 

Содержание лабораторной работы

Соотношения фракций определяют методом ситового анализа. Для этого отработанную порцию золы просеивают через четыре-пять сит с постепенно убывающим размером сетки. В энергетике сито характеризуется размером его ячейки в свету, выраженным в микрометрах. По принятой методике за суммарный остаток на сите принимают общее количество частиц с размером больше, чем размер ячейки данного сита, X мкм, и выражают его в процентах от первоначальной массы навески. Этот остаток обозначают через R_x. Сюда входит как остаток золы на данном сите, так и на расположенных выше ситах с большим размером ячейки.

Для наглядности и удобства использования результаты рассева золы изображают графически в виде зерновой характеристики. Если по оси абсцисс отложить размеры ячеек сита X, а по оси ординат суммарные остатки на ситах R_x, то такая характеристика называется интегральной зерновой характеристикой.

Характеристика строится с применением стандартного набора сит и метода воздушной классификации в области мельчайших фракций.

Порядок выполнения работы

Проход золы через сито определяется путем просеивания вручную навески в количестве 25 гр на ситах с ячейками 90 и 200 мкм в следующей последовательности:

1. Взять среднюю пробу золы и взвесить 25 г на технических весах с точностью здесь и далее 0,01 г.

2. Поместить навеску со средней пробой в сито с размером отверстий 90 мкм, закрыть его крышкой и дном. Просев вести перекидыванием сита с одной руки на другую с частотой около 120 ударов/мин. Раза 3 – 4 в минуту поворачивать сито на 90^о от горизонтальной плоскости и после каждого поворачивания ударять ладонью по обечайке сита. Через каждые 2 – 3 минуты сито отчищать снизу мягкой щеткой. Просевку вести в течение 20 минут. Для момента окончания просевки на ситах каждого из номеров необходимо произвести дополнительную просевку над листом белой бумаги. Просевка считается оконченной, если на листе лишь изредка появляются отдельные зерна золы.

3. После окончания рассева обстучать сито, остаток высыпать на чашу весов и взвешать. Взвесить также проход через сито, собранный на дне.

4. После окончания взвешивания остаток на сите с размером ячеек 90 мкм пересыпать на сито с ячейками 200 мкм и произвести просевку в течение 5 минут. По окончании рассева произвести взвешивание.

5. Построить интегральную зерновую характеристику, отложив размеры ячеек сита X по оси абсцисс, а по оси ординат суммарные остатки на ситах R_x.

Результаты показателей по рассеву угольной пыли сводятся в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 - Результаты анализа по рассеву золы

№ сита	Размер отверстия сита, мм	Вес фракции, гр	Вес полного остатка, гр	Полный остаток на сите, %
Дно

5. Контрольные вопросы:

1. Что такое полный остаток на сите?

2. Как зависит степень улавливания золы в циклоне от её размеров?

3. Какова методика определения зернового состава золы?

Литература

1. Рихтер Л.А., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций. - М., 1981 г. - 291 с.

2. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Биргер М.И., Вальдберг А.Ю. - М., Энергоатомиздат, 1983 г. - 312 с.

Лабораторная работа № 3