Автор ставит
перед собой задачу -- помочь новаторам сориентироваться в потоке информации,
посвященной пылеулавливанию и газоочистке, уберечь от ошибок, которые
неизбежны, если за дело берется неспециалист, и тем не менее привлечь и их к
работе по охране атмосферного воздуха. Ведь самые оригинальные идеи,
позволяющие решить вопрос, стоящий перед специалистами многие и многие годы,
зачастую рождаются у исследователей, работающих в других отраслях науки и
техники, свободных от целого ряда "цеховых" предрассудков.



ЛОВЦЫ ПЫЛИНОК



ЧТО ТАКОЕ
ПЫЛЬ ?



Английский
ботаник Роберт Броун, наблюдая под микроскопом движение цветочной пыльцы в
воде, подумал, что перед ним микроорганизмы. Пылинки, как живые существа,
суетились, расталкивая друг друга. Он нагрел воду до температуры, при которой
никакая жизнь невозможна, и с удивлением увидел, что движение пылинок осталось
прежним. Ученый решил исследовать поведение тонкодисперсной пыли в воздухе,
заключенном в сосуд. Пляска частиц продолжалась. Позже стало понятно, что
пылинки движутся под влиянием молекул окружающей среды. В честь первооткрывателя
это явление назвали броуновским движением.

Так был
сделан основополагающий вклад в физику, и в частности в теорию пылеулавливания,
с которой читателю хотя бы вкратце нужно ознакомиться. Прежде всего уточним,
что такое пыль? Пыль -- это   мельчайшие  твердые
вещества, витающие в воздухе или промышленных газах.

Наиболее
распространена та, с которой мы боремся в обиходе и которую поднимаем на
дорогах. С ней, кстати, труднее всего бороться, но она и наименее вредна.
Прочая -- это те неуловимые 10%, о которых я упоминал раньше,-- основной враг и
предмет данного разговора.

По
происхождению пыль делится на органическую -- из растительных материалов,
неорганическую -- из металлических, минеральную и смешанную. Взвешенные частицы
пыли значительно отличаются от родственного вещества в нераздробленном
состоянии, и соответственно меняются их взаимоотношения с окружающей средой.
Пыль различается по удельному весу, форме, электрозаряженности,
воспламеняемости, способности поглощать, или адсорбировать, разные вещества и
другим физико-химическим свойствам.

Для   определения  состава   пыли и
содержания ее в воздухе или газах необходим химический анализ. Пыль
классифицируется по размерам частиц --фракциям, которые измеряются в
микрометрах. Степень измельчения частиц пыли называется дисперсностью. Отсюда и
специальные термины: дисперсионная среда -- газы или воздух, дисперсная фаза --
взвешенные частицы, вся система -- аэродисперсная, или аэрозоли.

Всем нам
известный туман -- это не что иное, как аэрозоль из мельчайших частиц жидкости;
дым -- из мельчайших твердых частиц. Пыль же -- это грубодис-персная аэрозоль.

Вы смололи
кофе и немного просыпали его -- воздух сразу наполнился ароматом: это вы
вдохнули кофейную аэрозоль. Кроме удовольствия, вы ничего от этого иметь не
будете. Но есть ведь пыль железная, медная, чугунная, алюминиевая, цементная,
кварцевая, асбестовая, наждачная, свинцовая, цинковая... Постоянно, а во многих
случаях круглосуточно работают заводы, фабрики, шахты. Там идут помол,
дробление, истирание, бурение. Там сжигают, обжигают, плавят, сушат, возгоняют
и т. д. и т. п. А в результате в воздухе появляются вредные туманы, пыль, дымы.
Частицы, их составляющие, тем вредней, чем больше дисперсность пыли. Ведь при
этом увеличивается суммарная поверхность раздробленного вещества, и оно куда
активней вступает в химические реакции, у него становится больше объемных
электрических зарядов, идет повышенное поглощение газов.

От
дисперсности пыли зависит и оседание ее частиц. Крупные частицы оседают
быстрее. На частицы размером 0,1--1 микрометр (мкм) оказывают влияние воздушные
тепловые потоки и броуновское движение, и они гораздо дольше находятся во
взвешенном состоянии.

Каждая
взвешенная в воздухе частица подвергается действию противоположно направленных
сил -- силы тяжести и силы трения частицы о воздух при ее падении. При
определенных значениях удельного веса, размера и формы частицы сила трения
может уравновесить силу, тяжести и падение ее будет продолжаться с постоянной
скоростью по закону Стокса.

При движении
частиц в воздухе происходит их столкновение, при этом отдельные частицы
высокодисперсной пыли соединяются (коагулируют) в более крупные частицы.

Сближение
частиц, приводящее к их столкновению, может быть самопроизвольным
(самопроизвольная коагуляция) и вынужденным (вынужденная коагуляция).

Самопроизвольная
коагуляция может быть обусловлена одним лишь тепловым (броуновским) движением
частиц (тепловая или броуновская коагуляция) или одними лишь электрическими