粉尘性质及除尘器性能

颗粒污染物的分类
按照气溶胶的来源和物理性质，分为
– 粉尘 – 飞灰 – 烟、黑烟 – 雾滴（如水雾、酸雾、碱雾、油雾等）悬浮体。
其中工业粉尘种类较多，性质差别较大。
颗粒污染物的分类
按照粉尘的成分，可分为：
– 无机粉尘，包括矿物性粉尘（如石英、石棉、滑石 粉等）、金属粉尘（如铁、铝、锡、锰、铅及其氧 化物等）和人工无机性粉尘（如金刚砂、水泥、耐 火材料、石墨等）。
粉尘颗粒的粒径
– 显微镜法 • 定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中 同一方向上的最大投影长度。 • 定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒 在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线 段长度。 • 投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投 影面积相等的圆的直径。 Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM
– 有机粉尘，包括植物性粉尘（如棉、亚麻、谷物、 烟草等）、动物性粉尘（如毛发、角质、骨质等） 和人工有机粉尘（如炸药、有机染料等）。
– 混合性粉尘，包括数种粉尘的混合物。大气中的粉 尘通常都是混合性粉尘，因此在进行空气过滤器实 验时所采取的人工试验尘，除了有无机性粉尘外， 通常还要加入少量棉尘。
颗粒污染物的形成机理
颗粒污染物的来源
– 工业粉尘主要来源包括： • 固体物料的机械粉碎和研磨，例如选矿、耐火材 料车间的矿石破碎过程和各种研磨加工过程； • 粉状物料的混合、筛分、包装及运输，例如水泥 、面粉等的生产和运输过程； • 物质的燃烧，例如煤燃烧时产生的烟尘； • 物质被加热时产生的蒸气在空气中的氧化和凝结 ，例如矿石烧结、金属冶炼等过程产生的锌蒸气 ，在空气中冷却时会凝结，氧化成氧化锌固体微 粒。
粉尘颗粒的粒径
• 显微镜法观测粒径直径的三种方法
a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径
粉尘颗粒的粒径
– 筛分法 • 筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度。 • 筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数。
– 光散射法 • 等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径。
– 沉降法 • 斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同 、沉降速度相等的球体直径。 • 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等 的单位密度（1g/cm3）的球体的直径。
●诱导空气造成的尘化作用 车辆扬尘、砂轮磨光金属下来的细粉尘随其扩散、钢凿
冲击石块飞溅石粒产生的诱导空气造成尘化。
●热气流上升造成的尘化作用 当炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等热产尘设备表面的
空气被加热上升时，会带着粉尘一起运动。
颗粒污染物的形成机理
通常，把上述各种使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作 用称为一次尘化作用，一次尘化作用给于粉尘的能量是不足以使粉 尘扩散飞扬的，它只是造成局部地点的空气污染。造成粉尘进一步 扩散，污染环境的主要原因是二次气流，即由于空气流动或冷热气 流对流所形成的气流。二次气流带着局部地点的含尘空气流动，使 粉尘扩散或迁移。
颗粒污染物的形成机理
3、燃煤尾气中飞灰的产生
●燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、燃烧方式、烟气 流速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构 等多种因素有关。 ●灰分越高，含水量越少，则排尘浓度就越高。
颗粒污染物的Baidu Nhomakorabea成机理
二、生产和交通过程中粉尘的产生
●物料间剪切压缩造成的尘化作用 如破碎岩石、筛分物料等
颗粒污染物的分类
根据颗粒污染物进入大气的途径，分为：
– 自然性颗粒污染物, 例如风力扬尘、海浪溅沫、火 山飞灰、植物花粉等等。
– 生活性颗粒污染物，例如打扫卫生扬起的尘埃，使 用喷雾剂、燃料产生的雾、烟，煤尘等等。
– 生产性颗粒污染物，通常称之为粉尘。其中以电站 锅炉、工业与民用锅炉、冶金工业、建材工业最为 严重。
●石油焦或煤胞：（残碳型）液体燃料油雾滴在被充分氧化之 前，被炽热火焰包围或与炽热壁面接触，导致液相裂化，接着 发生高温分解，最后出现结焦。由此产生的碳粒叫石油焦，是 一种比积炭更硬的物质。
颗粒污染物的形成机理
2、燃煤烟尘的形成
●固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟 和飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的炭粒，飞灰则主要是 燃料所含的不可燃矿物质微粒，是灰分的一部分，可富集 数百至数千倍多种污染元素，有害健康。 ●减少燃煤层气中未燃尽碳粒的主要途径应当是改善燃烧 条件，包括燃料和空气的混合，合适的燃烧温度，以及碳 粒在高温区必要的停留时间。 ●不易燃烧又多出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤→焦炭→ 褐煤→低挥发分烟煤→高挥发分烟煤。
粉尘的粒径及粒径分布
粉尘颗粒的粒径
一、粉尘颗粒的粒径
• 粉尘的粒径是指粒子的直径或粒子的大小，是粉尘的 基本特征之一。
• 粉尘颗粒大小不同，不仅其物理、化学性质有很大差 异，同时对除尘器的除尘机制和性能也有很大影响。
• 若颗粒为球形，则可以用其直径作为表示其大小的代 表性尺寸。
• 粉尘颗粒的性状多是不规则的，一般用当量直径或粒 子的某一特征长度表征。
一、燃烧过程中颗粒物的形成 1、碳粒子的生成
●燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常包括由气相 反应生成积炭，由液态烃燃料高温分解产生的结焦或煤胞。
● 积碳：（气相析出型）蒸发的燃料气体在空气不足时发生 热分解而形成的碳黑，气、液、固燃料都会发生。气体燃料扩 散燃烧（多数工业设备采用）更容易发生。机理复杂，有多种 假说。预混燃烧、补充足够氧气可防止。
粉尘的粒径和分布、粉尘的物理性质
内容提要
一 颗粒污染物成因 二 粉尘的粒径及粒径分布 三 粉尘的物理性质
颗粒污染物成因
颗粒污染物的来源
• 大气中的固体或液体颗粒状的物质被称为颗粒物。 可 以分为一次性颗粒物和二次性颗粒物。又分为： – 天然来源:地面扬尘、火山爆发、地震灰和森林火 灾；海浪沫，海盐粒等；宇宙来源的陨星尘及生物 界产生的花粉、袍子等。 – 人为来源：生产、建筑和运输过程以及燃料燃烧过 程中产生的。如各种工业生产中排放的粉尘；燃料 燃烧中产生的煤烟、飞灰等；汽车尾气排出的卤化 铅凝聚而形成的颗粒物以及人为排放SO2在一定条 件下转化为硫酸盐粒子等的二次颗粒物。