2常見粉塵分離方法有哪些?
沉降分離
這個方法最原始,最老套,就是讓空氣中的粉塵慢慢下落,自然沉降。很多大沙漠形成時,沙的沉降累積也是如此,可以想象,沉降法速度慢,效率低,需要空氣靜止不流動。
沉降分離,在工業中僅針對粉塵顆粒較大者,可利用重力沉降除塵原理,突然降低氣流流速和改變流向,使較大顆粒的顆粒在重力和慣性力作用下,與氣分離,沉降到除塵器錐底部分,這屬于粗除塵,在工業中應用的越來越少了,這種技術沒啥可說的。
過濾分離
再回到前面說過的大氣污染問題,霧霾天,或者大風揚沙天氣,空氣中的粉塵很多,你要出門,別忘了戴口罩。這時候,當你吸入空氣時,粉塵就被截留到口罩的表面,這時候,你在不自覺中已經使用了一種氣—粉分離技術——“過濾分離法”。
當然,口罩使用一段時間以后,表面就會被粉塵堵住,你要做的是換一個口罩,用過的也可以洗一洗,說不定還能再用一次。大部分口罩洗了幾次以后就不能再用了,可能是不通氣了,也可能是太通氣了,已經不能截留粉塵了。這時候,你遇到的問題和工廠的技術大佬們遇到的問題一樣——采用過濾法除塵,但是濾袋需要經常更換、在生產時不同產品換批時,也需要更換,更換濾袋是操作人員最不情愿干的一件臟活、累活,又費時、費事的工作;而布袋又易堵,真是很麻煩事情。
還有更麻煩的,假設你再做一次金匠,你受到口罩的啟發,想到了一個聰明的辦法。這一次,你在打磨金手鐲的時候,用吸塵器來吸收飛揚的粉塵,因為吸塵器里面有過濾器,材料大致跟口罩差不多。工作結束后,你打開吸塵器的蓋子,你會發現,金粉是分離出來了,但又被粘附在過濾器的表面,很難收集。工業生產中用“過濾分離法”回收有用的粉塵,同樣也會遇到這個困惑,難以收集。
濕法分離
每次污染很重的霧霾天,我們都盼著刮風和下雨。其實刮風沒有解決根本問題,只是本地的霧霾被風刮走了,又去禍害別的地方了。真正有用的是下雨,特別是下大雨,雨水會將空氣中的粉塵吸收,然后落到地面。這時候,大自然在使用另一項粉塵分離技術——“濕法除塵”,或者叫“濕法分離”,也可以叫“噴淋除塵”、“水幕除塵”。這個原理很簡單,就是向空氣中噴水,利用水滴吸收空氣中的粉塵,沒什么技術含量。
不是每次霧霾天都會下大雨,大多數時候都是下小雨,我們會發現霧霾沒有*消散。這個原因很簡單,空氣中的粉塵很多很多,只有被雨滴撞擊到粉塵才能被吸收。跟粉塵顆粒比起來,雨滴的數量太少了,很多粉塵根本碰不著雨滴,當然就不能被吸收,所以,下小雨的時候,霧霾沒有明顯改善。這時候,雨滴落到汽車上,你會發現,又要去洗車了。
在工廠里,技術大佬們也使用這個方法除塵,為了增加效果,就必須大量地噴水,這樣,水就浪費了。更麻煩的是,既使噴淋法除取得了很好的除塵效果,但是空氣中的粉塵又跑到水里了,如果粉塵中含有有害物質,還要對噴淋后的水進行處理,也很麻煩。
還有一種方法,類似于過去的水筒煙袋,年輕人可能沒見過,如果您真的見過,那就暴露年齡了哈。水筒煙袋的具體方法就是讓空氣在水里冒泡,空氣中的粉塵就留在水里了。這個原理跟噴淋差不多,也屬于濕法除塵。
還有收集問題,比如說生產奶粉,先要耗費大量的時間將牛奶中的水蒸發掉,最后使用熱氣流烘干,形成奶粉。這時候排出氣流中混有大量的奶粉,需要將其分離出來,避免浪費。如果使用噴淋法,那就有意思了,奶粉被噴淋的水吸收,流出的水又變回牛奶了,前面的努力算是白費。這個方法行不通,當然,技術大佬們也不會采用,這里只是打個比方。
所以,濕法除塵,一般不能用于回收有用粉塵。
靜電分離
我們在家里打掃衛生時會發現,電視機屏幕特別“招灰”,就是容易吸附灰塵。原因很簡單,電視機屏幕上有靜電,而靜電有吸附粉塵的功能。利用靜電分離粉塵的技術就叫“靜電分離”,也可以叫“靜電除塵”。具體的辦法是,在空氣流過的地方放一個網子,通電后,讓網子上帶上靜電,這樣空氣中的粉塵就被吸附到網子上,從而實現除塵目的。
靜電除塵有點高科技的感覺,所以結構復雜、能耗大。
想象一下,如果空氣中的粉塵很多,網子上很快就堆滿了粉塵,這時候一部分粉塵就會再次被氣流帶走,所以,靜電除塵不適合粉塵量大的場合。
冬天,我們脫衣服時有時會有電火花,這是靜電放電現象。靜電大了,就會放電,這個現象在除塵時很危險,因為電火花會引起粉塵爆炸。所以,靜電除塵不能用于可燃性粉塵的分離,比如面粉、淀粉、糖粉、煤粉、鐵粉、鋁粉、奶粉等等,我們常見的粉塵,好像除了水泥粉、灰塵、滑石粉、膩子粉以外,其它的都可以燃燒,所以靜電除塵有一定的危險性,只有特定的場合才會應用。
慣性分離
慣性分離,是另一類非常有商業應用價值和前景“氣-固”分離方式,它是利用氣流中氣體和粒子具有不同的慣性力,使氣流急劇改變方向或與擋板、百葉窗等碰撞時,粒子從氣流中分離下來的操作。
具體見下篇“什么是慣性分離?”。