Методы осаждения пылевого аэрозоля

Приемы и способы выделения частиц пыли из пылевого аэрозоля с использованием различных физических свойств этих частиц и силовых полей. В горном деле Методы осаждения пылевого аэрозоля используются для очистки рудничного воздуха от пыли и для отбора проб пыли для определения запыленности воздуха и характеристик пылевого аэрозоля при изучении пылевого фактора. Различают следующие Методы осаждения пылевого аэрозоля, нашедшие применение в горном деле:
седиментация — оседание частиц в гравитационном поле, т. е. под действием сил тяжести (и вязкого трения, см. закон Стокса), сопровождающееся одновременной коагуляцией частиц и инерционным осаждением на различных предметах: стойках, машинах, стенках, кусках горной породы и т. д. В наиболее чистом виде используется в отстойных камерах и в приборах для отбора проб пыли — седиментаторах Оуэнса и Грина. Седиментация пылевых частиц всегда имеет место в выработках и является причиной их запыления;
инерционное осаждение — осаждение пылевых частиц из потока на препятствие вследствие инерции, принуждающей двигаться частицы у препятствия не по линиям тока. Является причиной осаждения пыли на стенках и кровле выработок, стойках, машинах и механизмах и других предметах, расположенных на пути движения пылевых потоков. В горном деле инерционное осаждение пыли используется в циклонах, пылеконцентраторах, на движущихся каплях при орошении, в скрубберах и пеножидкостных фильтрах, при пенном способе экранирования пылевых потоков, а так же при отборе проб пыли с помощью приборов (или счетчиков) ударного действия: импакторов (Оуэнс № 1, ТВК-3, СН-2, Ла-3, каскадный импактор Мея) и импинджеров (миниатюрная модель);
термопреципитация (или термическое осаждение пылевых частиц) — осаждение частиц пыли в поле температурного градиента. При термопреципитации используется явление термофреза, т. е. движение частиц пыли вдоль линий температурного поля в сторону понижения температуры (от нагретой к холодной поверхности, на которой они оседают). Для очистки воздуха не применяется, а используется лишь в термопреципитаторах;
электропреципитация — осаждение частиц пыли в электрическом поле. Как правило, взвешенные в рудничном воздухе частицы пыли заряжены и поэтому движутся в электрическом поле к электродам и осаждаются на них. Для большей эффективности и скорости осаждения пыли ее искусственно заряжают, используя главным образом коронный разряд — сильно ионизированную газовую среду. Коронный разряд создается в местах высокой напряженности электрического поля между острием или тонкой проволокой (корони-рующий электрод) и плоской или цилиндрической поверхностью (осадительный электрод), на которые подается высокое напряжение. Отрицательный потенциал подается на коронирующий электрод, так как при этом получается более сильный ток короны без пробоя. В поле действия коронного разряда частицы интенсивно заряжаются и с большей скоростью начинают двигаться к осадительным электродам.
Электропреципитация используется в электрофильтрах для очистки воздуха в рудниках, не опасных по газу и пыли, и в различного рода электропреципитаторах;
фильтрование — отделение твердых взвешенных частиц от воздуха пропусканием его через пористую фильтровальную перегородку, которая задерживает частицы на своей поверхности или в порах. Фильтрование — специфический случай осаждения аэрозолей на препятствиях: слой волокон, шариков, пористые перегородки и др. Механизм осаждения при фильтровании: инерционное осаждение; зацепление частицами поверхности волокон или кусковатого материала; электроосаждение, обусловленное наличием зарядов на волокнах или частицах   или на тех и других одновременно;
«ситовый эффект» — задержка частиц, размер которых превышает размер пор, и седиментация   (для  крупных  частиц).
Для фильтрования необходим определенный перепад давления в слое, режим движения воздуха обычно ламинарный. Осадок пыли получается либо на поверхности фильтра, либо в слое. С ростом величины осадка растет сопротивление фильтра и его эффективность.
В горном деле фильтрование используется для тонкой очистки рудничного воздуха от пыли в пылеуловителях, используемых при бурении шпуров и скважин (УПЗ, ДСП-3, УСПН-5 и др.), в фильтрах с породным наполнителем, в стружковых и матерчатых фильтрах для очистки воздуха в выработках, поступающего от источника пылеобразования. Для очистки воздуха от пыли фильтрование используется там, где нельзя или неудобно использовать мокрые способы борьбы с пылью или где эти способы недостаточно эффективны.
Наиболее широкое применение фильтрование нашло в пылевом контроле для отбора проб пыли, для чего используются фильтры АФА-В, фильтровальные ленты НЭЛ-3, НЭЛ-4, ватные, бумажные, кристаллические и другие (см. Фильтры для отбора проб пыли) и в индивидуальной защите от пыли.
Другие Методы осаждения пылевого аэрозоля — фотофорез (движение под действием интенсивного освещения) и диффузиофорез (движение под действием градиента концентрации пара) из-за небольшого эффекта не нашли применения в горном деле.