Способ определения электризуемости веществ в технологических аппаратах Советский патент 1993 года по МПК H05F1/00 

Изобретение относится к технике защиты от вредных проявлений статического электричества. Оно может найти применение в химической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности, где происходит образование зарядов статического электричества (ЭСЗ) в процессе получения, переработки, транспортирования дисперсных веществ. Объективные данные об электризуемости веществ, находятся в технологических аппаратах, необходимы при оценке электростатической безопасности оборудования и .разработке мероприятий по ее обеспечению.

Целью изобретения является сокращение трудозатрат и расширение функциональных возможностей способа определения электризуемости различных веществ.

Реализация предложенного способа осуществляется следующим образом,

При разных значениях влажности воздуха определяется электризуемость каждого состояния вещества: пристенного слоя qi. аэровзвеси qz, сплошного потока дз. Определение qi, Q2, qa может быть выполнено в соответствии со способом, изложенным в прототипе. Влажность, при которой проводится определение электризуемости, изменяется в диапазоне 20%-90% с интервалом

00

о ю к ел

10% и поддерживается при экспериментах бдним из известных способов (кондиционером, увлажнением полов, селикагелем), Выбранный диапазон изменения влажности определяется его практической целесообразностью, В заданном диапазоне получается следующий ряд значений электризуемости: при влажности 20% - qi20, qa20, qs20, при влажности 30% - qi , q230, Q3 и т.д. На основании полученных значений строятся графики, по которым возможно определить qr, q2, ЦУ при любой влажности i/J, имеющей место в технологическом аппарате. Таким образом для каждого вещества имеем три зависимости, полученные в лабораторных условиях, которые позволяют определять электризуемость. веществ в условиях производственного процесса. Как показали-эксперименты, наиболее сильно влияет влажность в диапазоне 40-55%.

В технологическом аппарате одновременно может образовываться пристенный слой, аэровзвесь и сплошной поток. Так при загрузке бункеров присутствует слой оседающего вещества, непосредственно контактирующий со стенкой бункера, (пристенный слой), пылевое облако, заполняющее свободное пространство в бункере, (аэровзвесь), поток ссыпаемого вещества и осевший продукт (сплошной поток). Влия- ние каждого состояния вещества на полный ЭСЗ в аппарате, от которого зависит его электростатическая безопасность, пропорционально количеству вещества, находящемуся в этом состоянии. Количественно оно может быть выражено в относительных ве- личихах, то есть равно отношению массы вещества определенного состояния ко всей массе вещества. М: если масса пристенного слоя Mi, его относительное содержание mi Mi/M; аэровзоеси тз Ма/М; сплошного потока Мз - тз Мз/М-. ЭСЗ прямо пропорционален электризуемое™, поэтому на основании теоремы ОстроградскогоТа; усса злектризуемость вещества в аппарате q q-к mi + qa m2 + q-з мпз. По электризуемое™ возможно решить и обратную задачу, то есть определить ЭСЗ в аппарате как произведение q на М. Такой путь определения ЭСЗ удобен, так как масса вещества М в аппарате может меняться (например при его заполнении), а электризуемость с учетом характера техгфоцесса, то есть наличия того или иного состояния, оставаться постоянной. В некоторых аппаратах отдельные со- стояния вещества могут отсутствовать: при сушке в кипящем слое, в трубопроводах при пневмотранспортировании отсутствует

0

5

0

5

0 5 0 0 5

5

сплошной поток. Таким образом, используя предложенный способ, имея только зависимости для каждого состояния электризуемо- сти от влажности- и его относительное содержание в аппарате, возможно определить ЭСЗ в любом технологическом аппарате.

Экспериментальная проверка способа была выполнена на мелкодисперсном веществе с размером частиц порядка 150 мкм. При влажности 70%, которая поддерживалась при выполнении операции вибропро- сейки этого вещества, были найдены значения электризуемое™ для разных состояний: qi 1,30 мк Кл/кг,Я2 0,72 мкКл/кг, qa 0,31 мкКл/кг. Процесс вибропросейки не отличается стабильностью, поэтому mi 0,05-0,12, rri2 0,05-0,08, тз - 0,8-0,9, В результате расчета по предложенной формуле получены значения электризуемое™ q 0,38..,0,46 мкКл/кг. Непосредственные измерения на натурном оборудовании при вибропросеивании исследуемого вещества дали значения электризуемости 0,43 ±0,26 мкКл/кг. Аналогичным путем может быть проведено определение электризуемости для любого технологического аппарата.

Отличаясь универсальностью, простотой реализации и экономической целесообразностью, предложенный способ найдет широкое применение в различных отраслях промышленности при решении вопросов обеспечения электростатической безопасности технологических процессов.

Формула изобретения

Способ определения электризуемое™ веществ в технологических аппаратах путем контактной электризации ссыпаемых веществ в виде пристенного слоя, аэровзвеси и сплошного потока и определения электризуемости этих состояний, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и повышения точности для диапазона относительной влажности воздуха 20-90%, после раздельного определения электризуемости пристенного слоя qi , аэровзвеси q2™n сплошного потока qa ч соответствующих влажности ip в технологическом аппарате, определяют относительное содержание массы вещества, находящейся в виде пристенного слоя mi. аэровзвеси т2, сплошного потока тз, а определение результирующей электризуемости вещества q производят согласно следующему выраже- нию:

+ q2

ГТ12

+ qa гпз.

Использование: в способах определе- . ния электризуемости веществ в технологических аппаратах. Способ позволяет значительно сократить трудозатраты на определение электризуемости веществ в тех- нологических аппаратах. Он учитывает влажность воздуха, при которой выполняется технологический процесс, и состояние вещества, в котором оно находится - пристенный слой, аэровзвесь, сплошной поток. Сущность изобретения: способ реализуется следующим образом: в лабораторных условиях получают зависимости электризуемости вещества от влажности воздуха в диапазоне 20-90%; измеряют влажность воздуха, при которой выполняется технологический процесс, и по имеющимся зависимостям находят соответствующие значения электризуемости, на основании которых с учетом относительного содержания вещества каждого состояния определяется элект- ризуемость вещества в аппарате. Применяя данный способ возможно-по имеющимся зависимостям электризуемое™ от влажности определять электростатический заряд в любом технологическом аппарате. (Л