Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 23. 9 juni 1951 - Nya metoder - Utfällning av aerosoler, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
504
TEKNISK TIDSKRIFT
kvadratiskt tvärsnitt. De hänger på ea 15 mm avstånd
från varandra i enkla rader mellan samlingselektroderna.
Dessa har givits flera olika former, t.ex. perforerade eller
korrugerade plåtar; släta plåtar är i allmänhet olämpliga,
då erosionen på dem vanligen blir stor. Flygaskan samlas
i hålen eller vecken, där den är relativt skyddad mot
gasströmmens erosion. För att den skall falla ned i den under
plåtarna anordnade askfickan, hålls dessa i ständig
vibration.
Utfällning med ultraljud tycks vara ett sätt att effektivt
frånskilja de suspenderade partiklarna i aerosoler. Denna
metod har dock ännu ej fått större tillämpning, men det
synes tänkbart, att den kommer att visa sig mycket
användbar. Ultraljud framkallar kollisioner mellan små
partiklar, vilka härvid klumpar sig samman till aggregat, som
är tillräckligt stora för utskiljande med någon vanlig
apparattyp. Detta fenomen sammanhänger givetvis med
partiklars rörelse i ljudfält. Enligt en av Brandt, Freund
och Hiedemann uppställd teori gäller ekvationen
Xp
XIJ
-M
4 dr2 vj* + i
9>?
(3)
där Xp ät partikelns amplitud, xg gasens amplitud, r och
d är partikelns radie resp. täthet, v är ljudets frekvens och
är gasens viskositetskoefficient.
Av ekv. (3) framgår, att en suspenderad partikel följer
gasens svängningar närmare, ju lägre frekvensen är, ju
mindre partikeln, ju lägre dess täthet, och ju högre gasens
viskositet är. De två första av dessa faktorer är viktigast;
produkten rV bestämmer den grad, i vilken en aerosols
partiklar deltar i mediets svängningar. De mindre
partiklarna kommer att fullständiga följa dessa, medan de större
kanske icke svänger alls.
Värden på amplitudförhållandet XplXg mellan 0,2 och 0,8
betraktas som ett övergångsområde, därför att de flesta
partiklarna i en isodispers aerosol, dvs. en som innehåller
olikstora partiklar, inom detta område kommer att svänga
med olika hastigheter, som beror av deras storlek. Om
amplitudförhållandet överstiger 0,8, rör sig praktiskt taget
alla partiklar i fas med varandra, varigenom
sammanstötningar blir osannolika. Ar amplitudförhållandet mindre än
0,2, deltar partiklarna i allmänhet icke i svängningarna,
och även i detta fall är sammanstötningar mellan dem
osannolika.
Förhållandet, att olikstora partiklar svänger med olika
hastigheter, är av stor vikt, därför att de då kan stöta mot
varandra oftare än under andra betingelser. För en given
aerosol ligger optimal frekvens tydligen inom
övergångsområdet. Det är klart, att när de små partiklarna klumpat
ihop sig till större, deltar dessa icke längre i
svängningarna, och man kan därför icke vänta, att utfällningen skall
kunna drivas längre än till en viss partikelstorlek. Man
tror, att denna process, som kallas ortokinetisk
koagule-ring, spelar en betydande roll vid utfällning av aerosoler i
ljudfält.
En annan faktor, som kan kallas hydrodynamisk,
tenderar också att framkalla kollisioner mellan partiklar. Om
nämligen gasens hastighet mellan två sådana är större
än i den omgivande gasen, blir trycket mellan dem
mindre i överensstämmelse med Bernouillis princip. Därför rör
sig partiklarna mot varandra och stöter samman. En
annan verkan av ljudvågor på partiklar uppstår genom
"ljud-strålningstrycket". Vid hög intensitet kan detta stiga till
flera hundra pond.
Utom den teoretiska frågan om partiklars rörelse och
därav följande möjligheter att stöta samman i ett ljudfält
uppkommer den praktiska om deras förmåga att fastna
ihop vid kollisionerna. Det är väl känt, att rökpartiklar
lätt klibbar samman, men partiklar, som uppkommit
genom nötning, t.ex. damm, har mycket mindre
vidhäftningsförmåga, och det är därför svårare att fälla ut dem med
ultraljud. Man har emellertid lyckats även därmed, och
Fig. 2. Anordning för
utfällning av
svavelsyradimma med ultraljud.
det påstås, att utfällningen härvid går lättast, när
partiklarna är våta.
Utfällningshastigheten för en given aerosol beror alltså
på ljudets frekvens, partiklarnas storleksfördelning och
natur och på svängningarnas amplitud. Ju större denna är,
desto flera sammanstötningar uppstår per tidsenhet och
desto snabbare sker utfällningen. Brandt, Freund och
Hiedemann har funnit följande empiriska relation mellan
amplitud och utfällningshastighet
Vibratorstavens
amplitud
Massförhållande
m/m0
0 1
9 2,1
18 8,7
36 13,6
54 200
där m/nio är förhållandet mellan genomsnittlig
partikelmassa vid processens slut och dess början. Experimenten
utfördes med tobaksrök, som behandlades med ultraljud
i 5 s.
Man har vidare funnit, att den bästa frekvensen för
utfällning av tobaksrök är 4 000—7 000 p/s. Vid en
ljudstyrka på 160 dB är generatorns effektbehov 2 W/cm2
genomskärningsyta. Det finns ett ekonomiskt optimum för
behandlingstiden, dvs. för anläggningens storlek, och
ljudets intensitet, dvs. effektbehovet. Stora anläggningar med
relativt lågt effektbehov är vanligen gynnsammast. Det
påstås, att behandling med ultraljud blir betydligt billigare
än elektrostatisk utfällning.
I USA arbetar Bureau of Mines och Ultrasonic Corp. of
Cambridge inom detta område. Den förra organisationen
har koncentrerat sina ansträngningar på teoretiska
utredningar och laboratorieundersökningar, den senare firmans
arbete har en mera praktisk inriktning, ty det har
resulterat i byggandet av anläggningar både i halvstor och
kommersiell skala. Man har härvid som ljudgenerator använt
en gassiren med hög hastighet driven av en gasturbin.
Kommersiella anläggningar för utfällning av
svavelsyradimma (fig. 2) och uppsamling av stänk av
natrium-hydroxidlösning har utförts.
Av hittills förvärvat vetande tycks framgå, att man kan
uppnå vilken önskad utfällningseffekt som helst genom
ökning av ljudstyrkan. Dessutom synes erhållna data visa,
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
