Твердые примеси в уходящих газах МСУ и их свойства

Для вы­бора средств и систем золоулавливания большое значение имеют свойства летучей золы: плотность улавливаемых частиц, их удель­ное электрическое сопротивление, дисперсный и химический составы.

Различают насыпную и истинную плотности. Насыпной плотно­стью пользуются для определения объема, который занимает улов­ленный материал в бункерах-накопителях, для расчета затворов ми­галок и т. п. Знание истинной плотности важно для изучения способ­ности частиц зоны к сепарации и расчета золоуловителей. Производной от этих двух величин является пористость золы, %, определяемая по формуле

V = (1-S_нас/S_ист)100,

где S_нас, S_ист — соответственно насыпная и истинная плотности зо­лы, г/см³.

Значения истинной плотности отходов (5^ =2,2...2,5 г/см³) близки к соответствующему усредненному показателю летучей золы твердых энергетических топлив (S^отх_ист =2,2…2,5 г/см³).

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) частиц, взвешен­ных в дымовых газах, определяет степень их сепарации в электроста­тических фильтрах (рис. 6.9). По этому признаку золы дымовых газов МСУ мало отличаются от взвесей в газах энергетических установок.

От дисперсного состава золы зависит не только работа газоочист­ного оборудования, но и вид средств очистки дымовых газов. В за­висимости от размера частиц меняются свойства уноса: скорость осаждения, площадь удельной поверхности, смачиваемость и т. д. Диапазон распределения взвешенных частиц уловленной золы МСУ по размерам широк: менее 5 мкм — 9...22 %; 5...10 мкм — 10...16 %; 10...20 мкм — 13...25 %; 20...30 мкм — 6...14 %; более 30 мкм —31...54%.

Нормальное распределение частиц в логарифмических координа­тах принято характеризовать двумя параметрами: средним геомет­рическим диаметром частиц d_ч и содержанием частиц с диаметром менее 2 (рис. 6.10).

При выборе газоочистных устройств следует учитывать, что наи­более трудно улавливаются частицы размерами менее 5 мкм, масса которых может достигать 22...25 % общей массы твердых примесей.

Экспериментально установлен химический состав летучей золы (табл. 6.13), влияющий при выборе газоочистных устройств.

Таблица 6.13. Химический состав летучей золы, %

К другим характеристикам летучей золы МСУ, необходимым для правильного выбора и конструирования газоочистного оборудо­вания, относятся:

• угол естественного откоса уноса, величина которого для золы МСУ равна 54...51 0 (для золы энергетических топлив — 60е);
• угол внутреннего трения уноса, величина которого для золы МСУ равна 47...51° (для сухой угольной золы — 35...45°);
• слипаемость уноса, которая характеризуется химическим соста¬вом уноса и существенно влияет на надежность работы газоочист¬ных аппаратов; от степени слипаемости уноса зависят частичное или полное забивание элементов газоочистки и, следовательно, макси-мально допустимая концентрация запыленности газов на входе в эти элементы.

1 — летучая зола подмосковного угля: 2, 3, 5 — то же, данные, по­лученные Уолкером и Шмитцем (США) для МСЗ: 4 — то же, для антрацита АШ

Химический состав золы можно классифицировать по степени кислотности на основе характеристики Д, определяемой из соотно­шения:

Если Д>1, то золы относятся к кислым, если Д<1, — к основным.

Важное значение для химических процессов, протекающих в мок­рых золоуловителях, имеет концентрация щелочи в золе, которую можно найти, если известно общее содержание окислов щелочных металлов: кальция, магния, калия (мг-экв/кг):

Щ = СУ/МК·10⁴.

где С — содержание окислов щелочных металлов по анализу; %; V — валентность кислорода, равная 2; М — молекулярная масса; К — коэффициент, показывающий отношение свободных щелочей к общему количеству окислов, но анализу приблизительно равен 0,375.

Установлено, что щелочность золы МСУ примерно 2350 мг-экв/кг, такая же, как у золы богословского угля (2320). Сернистый и сер­ный ангидриды дымовых газов при поглощении золой образуют с ок­сидом кальция сульфит кальция СаSО₃, который забивает элементы золоуловителей, поэтому зола с меньшей щелочностью предпочтительнее.