大气污染控制工程2(ppt整理)

对于5μm以下特别是1μm以下的尘粒，即使是亲水的， 也很难被水润湿，这是由于细粉的比外表积大，对气体的吸附 作用强，尘粒和水滴外表都有一层气膜，因此只有在尘粒与水 滴之间具有较高的相对运动速度时〔如文丘里喉管中〕，才会 被润湿。
水硬性粉尘如水泥粉尘、熟石灰及白云石砂等不宜采用 湿式洗涤器净化。
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d 5 0d 8.1 3 4 d 1.8 5 7 d 5 01 2 (d 1.8 5 7d 8.1 4 )3
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2. 对数正态分布
大多数粒子的粒径分 布在矩形坐标图中是偏态 的，假设横坐标用对数坐 标〔ln dp〕代替，可转化 为近似正态分布的对称性 钟型曲线。
f(ldn p)ln 1 g 0 20 ex(pl2 d [(n p lln gn )d 2p)2]
粉尘自漏斗连续落到水平面上，堆积成圆锥体。圆锥体 的母线同水平面的夹角称为该粉尘的安息角，也叫休止角、 堆积角等。
粉尘的滑动角系指自然堆放在光滑平面上的粉尘，随光
滑平板做倾斜运动时,平板上粉尘开始发生滑动的平板倾斜
角。
Φr
粉尘的安息角及滑动角是评价粉尘流动性的一个重要指 Φr为35～40°比较适宜
标。安息角和流动角小的粉尘，流动性好，安息角和流动角
①投影径：颗粒在显微镜下观察到
的粒长径短径。
定向径
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定向面积等分径
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② 筛分粒径就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸。
目是指每平方英时筛网上的空眼数目，50目就是指 每平方英时上的孔眼是50个，500目就是500个，目数越 高，孔眼越多。除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表 示能够通过筛网的粒子粒径，目数越高，粒径越小。
3.1 粉尘的物理性质
3.1.1 密度
粉尘的密度是指单位体积粉尘的质量，单位 为 kg/m3。分为真密度和堆积密度。
真密度：单位体积不包括粉尘颗粒体内部的 空隙和颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号ρP 表示；
堆积密度：单位体积包括颗粒内部的空隙和 颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号ρb表示。
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若 以 lgdp为 横 坐 标 ， 以 lg(lg1R 00)为 纵 坐 标 作 图 ， 可 得 到 一 条 直 线 。
大的粉尘，其流动性就差。粉尘的安息角和滑动角是设计除
尘器灰斗(或料仓)的锥度、除尘管路或输灰管路斜度的重要
依据。
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3.1.6 粉尘的粘附性
粉尘的粘附性是指粉尘颗粒之间互相附着 或粉尘附着在器壁外表的可能性。粉尘颗粒 由于互相粘附而凝聚变大，有利于提高除尘 器的捕集效率，但粉尘对器壁的粘附会造成 装置和管道的堵塞。
频数分布△D/% 0.3 2.3 8.4 15.0 20.1 20.8 18.7 10.7 3.7 频度分布f/(%·μm-1) 0.07 0.57 2.10 3.75 5.03 5.20 4.68 2.67 0.92 筛上累积分布R/% 100 99.8 97.5 89.1 74.1 54.0 33.2 14.5 3.8 筛下累积分布D/% 0 0.2 2.5 10.9 25.9 46.0 66.8 85.5 96.2
粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占 的比例，也称粒子的分散度。有个数分布、外表积 分布、质量分布等，除尘技术中多采用质量分布。
1. 粒径分布的表示方法 (1) 频数分布 对从气溶胶颗粒群中取出具有代表性并符合统
计学所规定的样本，在显微镜下进行观测．将观测 到的径以及各粒径或粒径区间内颗粒的个数或质 量，分成各等距(或不等距)组．并以表格形式将各组 中的粒子个数或质量数(组频数)排列成表。
• 有些粉尘互相接触或混合，如溴与磷、锌粉与 镁粉接触混合，也会引起爆炸。
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3.2 粉尘的粒径和粒径分布
3.2.1. 粒径
粒径：表示粒子大小的最正确代表性 尺寸，分为单一粒径和平均粒径
〔1〕单一粒径
球形颗粒用直径来表示，非球形
颗粒一般用投影径、筛分粒径、几何 当量径和物理当量径四种方法来定义。
颗粒细，形状不规那么，外表粗糙，含水 率高，润湿性好及荷电量大时，易于产生粘 附现象。此外，还与粉尘随气流运动的速度 及壁面粗糙情况有关。
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3.1.7 粉尘的爆炸性
在封闭空间内可燃性悬浮粉尘的燃烧在一定浓度范围内会 导致化学爆炸。能够引起爆炸的浓度范围叫作爆炸极限，引起 爆炸的最高浓度叫做爆炸上限,最低的浓度叫做爆炸下限。在低 于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限的燃烧都属于正常的平安 燃烧，不会发生爆炸。由于多数粉尘的爆炸上限浓度很高，在 多数情况下达不到这个浓度,因而粉尘的爆炸上限浓度无实际意 义。
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分组号 粒径范围 dp/μm 粒径间隔△dp/μm 粉尘质量△m/g
1
2 34 5 6 7 8 9
6~ 10~ 14~ 18~ 22~ 26~ 30~ 34~ 38~ 10 14 18 22 26 30 34 38 42
4
4 44 4 4 4 4 4
0.012 0.098 0.36 0.64 0.86 0.89 0.8 0.46 0.16
体面积平均径
dvs n3d/ n2d全部粒子的体积除以总表
面积
体积平均粒 质量平均径 表面积平均径 比表面积径 中位径 众径
dv( n3d / n)1/3
与粒子总个数和总体积相 等的均一球的直径
dm
n4d/
n3d质量等于总质量，粒子数
等于总个数的等粒子粒径
ds( n2d / n)1/2 总表面积除以总个数取其 平方根
当固体粒子与液体接触时,如果接触面能扩大 而相互附着,就是能润湿；如果接触面趋于缩 小而不能附着,那么是不能润湿。
容易被水润湿的物质称为亲水性物质，难以 被水润湿的物质称为疏水性物质。
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尘粒的润湿性不仅与粉尘的粒径、生成条件、温度、压 力、含水率、外表粗糙度及荷电性等有关，还与液体的外表张 力、对尘粒的粘附力及相对于尘粒的运动速度等有关。
(b)中频度分布到达最大值时相对 应的粒径称作众径，记作dd。
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3.2.3 粉尘粒径的分布函数
1. 正态分布〔高斯分布〕
频数曲线是对称于算术平均 值的两侧，故其众径、中位径 和算术平均值重合。
频率密度曲线是关于平均值 对称的钟型曲线，累计分布曲 线在概率坐标图中为一直线。
f(dp)1200exp(dp2d2p)2
国内通常使用的筛网数目与粒径〔μm〕对照表
网目数 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 24 28 30 32 35 40 42 45 48 50 60 65 70 80 90
粒径μm 8000 6700 4750 4000 3350 2800 2360 1700 1400 1180 1000 880 830 700 600 550 500 425 380 355 325 300 270 250 230 212 180 160
粉尘越细，粉尘比外表积越大，润湿性
降低，粘附性增强，凝聚性增大，处理设备
输送阻力增大。 大气污染控制工程
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3.1.3 粉尘的含水率及润湿性
1. 粉尘的含水率 粉尘中的水分包括自由水分、结合水分和 化学结合水。
mW 10% 0
mW md
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2. 粉尘的润湿性
尘粒能否与液体相互附着或附着难易的性质 称为粉尘的润湿性。
1
b(1)P
粉尘越细，吸附的空气越多，ε值越 大；充填过程加压或振动，那么ε值减小。
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3.1.2 比外表积
比外表积是指单位体积〔或质量〕粉尘具有的外表积。
av
S V
6
d
2 s
c
d
3 v
6 c d vs
ab
(1 ) S V
6 (1 ) c d vs
am
S pV
6
c p d vs
速度相等的单位密度的球的直径。
dads(tP)1/2
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〔2〕平均粒径
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名称
计算公式
算术平均径
dl nd/ n
几何平均径
面积长度平均 径
dg(d1d2dn)1/n
dsl n2 d/ nd
物理意义
单一径的算术平均值
单一径的几何平均值 表面积总和除以直径的总 和
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(2) 相对频数分布△D(%)：是指粒径从dp到dp＋ △ dp之间的 粒子质量△m占粉尘试样总质量m0的百分数。
D m 100 % m0
并有 D 100
(3) 频率密度分布ƒ(%/μm)，是指粒径组距为1 μm时的相对频 数分布，即△ dp＝1 μm时粒子质量占粉尘试样总质量的百 分数。
网目数 100 115 120 125 130 140 150 160 170 175 180 200 230 240 250 270 300 325 400 500 600 800 1000 1340 2000 5000 8000
10000
粒径μm 150 125 120 115 113 109 106 96 90 86 80 75 62 61 58 53 48 45 38 25 23 18 13 10 6.5 2.6 1.6 1.3
R(dp)D(dp)10% 0
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右图是频数分布直方图〔a〕 、频 度分布的直方图〔b〕和筛上累积分 布及筛下累积分布的曲线〔c〕。
筛上累积分布和筛下累积分布相 等(R=D=50%)时的粒径为中位径，记 作d50，即 (c) 中R与D两曲线交点处 对应的粒径。中位径是除尘技术中常 用的一种表示粉尘粒径分布特性的简 明方法。
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gdd 85.1 403 dd 15 .8 507 (d d1 8..8 1 5 4)7 3 1/2
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3. 罗辛—拉姆勒〔R-R〕分布
R (dp)10 e0 x p d(p n) 或
R(dp)101 0 0 'dn p
lg(lg100) R
lg
'
n
lg
d
p
' lg 100 R(d p 1m)
d6(1)/a
由粒子比表面积a计算的 粒径
d 50
粒径分布的累积值为50% 时的粒径
粒径分布中频度最高的粒
dd
径
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应用范围 蒸发、各种粒径的 比较
吸附 传质、粒子充填层 的流体阻力，充填 材料的强度
气体输送、燃烧效 率、质量平衡 吸收
蒸发、分子扩散 分离、分级装置性 能的表示
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3.2.2. 粒径分布
D f
dp
% / m
f
(d p )
dD dd p
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d. 筛上累积频率分布R(%)：是指大于某一粒径的所有粒子质 量占粉尘试样总质量的百分数。
R (d p ) d d p md ax D d d p mfa(x d p )•dp d
筛下累积频率分布D(%)
D (d p ) d d m pd in D d d m p fi( n d p )• dpd
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3.1.4 荷电性和导电性
1. 荷电性
粉尘的荷电量随温度升高、比外表积增 大及含水量减小而增大。
2. 比电阻和导电性
V j •
V 电压 j 电流密度 δ 粉尘层的厚度
容积导电：高于200℃时，粉尘自身电子和离子进行；
外表导电：低于100 ℃时，靠尘粒外表吸附的水分和化学 膜进行。
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• 最适宜的电除尘器捕集的比 电阻为104~2×1010Ω·cm。
• 在高温(>200℃)条件下，温 度升高，粉尘内部会发生电 子的热激化作用，使容积比 电阻下降。
• 在低温(<100℃)条件下，温 度升高，粉尘外表吸附的水 分减少，使外表比电阻升高。
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3.1.5 粉尘的安息角和滑动角
③几何当量径：取与颗粒的某一几何量 〔如体积、面积等〕相同时的球形颗粒的 直径。
等投影面积径 等体积径 等外表积径
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④物理当量径：取与颗粒的某一物理量相同时的球形颗粒的直径
斯托克斯粒径dst：与被测粒子密度相同，终末沉
降速度相等的球的直径。
dst
18vs (P)g
空气动力粒径da：与被测粒子在空气中的终末沉降
粉尘着火所需要的最低温度为着火点，粉尘越细，着火点 越低。着火点越低，爆炸下限越低，粉尘爆炸 的危险性越大。
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• 有些粉尘(如镁粉、碳化钙粉)与水接触后会引 起自燃或爆炸，称这种粉尘为具有爆炸危险性 粉尘。这类粉尘不能采用湿法除尘。
• 有些粉尘(如硫矿粉、煤尘等)在空气中到达一 定浓度时，在外界的高温、摩擦、震动、碰撞 以及放电火花等作用下会引起爆炸，这些粉尘 亦称为具有爆炸危险性粉尘。