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干霧抑塵技術可行性分析
2020-10-28 14:24:37
作者：普萊格
返回列表干霧技術不僅能滿足改善呼吸性粉塵濕潤性所需要的條件，還能通過云物理學、空氣動力學、斯蒂芬流的輸送等多種機理實現對“呼吸性粉塵”的捕集。
上世紀70年代末，美國Colorado礦業學校的斯考溫德和布朗在一份研究報告中提出，采用微細水霧捕塵能解決呼吸性粉塵難治理的問題。一般的水霧去除呼吸性粉塵的效果不理想，這主要是因為水霧的粒徑過大（粒徑200-600m）。從空氣動力學原理來說，更細、更接近粉塵粒徑的水霧除塵效果越明顯。然而，隨著水霧越來越細，人們開始擔心水霧在捕捉到粉塵之前就會在相對濕度不到100%的空間迅速蒸發。后來經過斯考溫德和布朗的進一步研究得知，當水霧蒸發為水蒸汽后就進入了云物理學范疇，這時另一種機理——冷凝核化將起重要作用，這就是水霧不斷蒸發，使空氣中的水蒸汽迅速飽和，飽和后的水蒸汽會直接在粉塵上凝聚，使塵粒不斷增大到10-20m時，可輕易被一般水霧去除。
3.1空氣動力學原理
根據空氣動力學原理，含塵氣流繞過霧滴時，塵粒由于慣性會從繞流的氣流中偏離而與霧滴相撞被捕捉，即通過粉塵粒子與液滴的慣性碰撞、攔截以及凝聚、擴散等作用實現捕捉，其被捕捉的幾率與霧滴直徑、粉塵受力情況有關。
水霧顆粒的粒徑越小，粒子之間的黏力就會越大。當水霧粒徑達到干霧級時（即小于10m），在“微細粉塵顆?！⒓毟伸F顆?！倍嗔髦?，粒子與粒子之間很容易結合在一起，從而使整個粒子不停的變大，最終沉降下來，達到去除粉塵粒子的目的。
3.2 “云”物理學原理
由于霧滴微細，部分霧滴會在空氣中迅速蒸發，使得局部密閉的捕塵空間中空氣的相對濕度很快達到飽和，飽和后的水蒸汽以塵粒為核凝聚形成“云”，并進一步增大成為“雨”落下來。這種機理對抑制亞微米及微米級的粉塵特別有效。
當微米級干霧抑塵裝置工作時，瞬間會在相對密閉的區域產生大量微細干霧，使得該區域的空氣濕度迅速飽和，飽和后的水蒸汽與粉塵充分的接觸、凝結、沉降，達到抑塵的目的。
3.3 “斯蒂芬流”的輸送機理
在噴霧區內，液滴迅速蒸發時，必然會在液滴附近區域內產生蒸汽組分的濃度梯度，形成由液滴向外流動擴散的斯蒂芬流；同樣，當蒸汽在某一核上凝結時，也會造成核周圍蒸汽濃度的不斷降低，形成由周圍向凝結核運動的斯蒂芬流。因此，懸浮于噴霧區中的“呼吸性粉塵”顆粒，必然會在斯蒂芬流的輸送作用下運動，最后接觸并粘附在凝結液滴上被濕潤捕集。
這也就是說當某一區域的粉塵被干霧捕集沉降后，其它高濃度區域的粉塵會在斯蒂芬流的輸送作用下運動過來，進而持續的與干霧接觸、碰撞，直至完成整個捕集的過程。
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