大气污染控制工程第4章颗粒污染物控制原理
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• 能够引起可燃混合物爆炸的最低可燃物浓度，称为爆炸极 限的下限；最高可燃物浓度，称为爆炸极限的上限。
• 粉尘的粒径越小，则比表面积越大，其爆炸的危险就越大； 粉尘的挥发性越大，爆炸的危险越大；粉尘的湿度越大， 爆炸的危险越小。
35
粉尘的自燃性和爆炸性
• 对于有爆炸危险或火灾危险的粉尘在进行通风除 尘设计时必须要给予充分注意，采取必要的措施。
12
颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生
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。
第四章 除尘技术基础
补充： 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 而硫形酸成盐的粒颗子粒等物的以二及次人颗为粒排物放。SO2在一定条件下转化为
• 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。
10
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
5
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。
6
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）。
• 利用粉尘的粘附性可以使粉尘相互凝聚和附着在固体表面 上，这有利于粉尘的捕集和避免二次扬尘。但在含尘气体 通过的设备或管道中，又会因为粉尘的粘附和堆积，造成 管道和设备的堵塞。
32
粉尘的安息角与滑动角
• 将粉尘通过小孔连续自然堆放在水平面上，堆积 锥体的母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角或 堆积角。是评价粉尘流动性的重要指标。
4
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。
13
4.1 粉尘的粒径及其分布
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。
• d 长径dL，不考虑方向的颗粒最长的长度；短径dl， 不考虑方向的最短长度。
16
投影径
a
b
c
d
17
几何当量径
• 等体积径dv，与颗粒体积相同的某一圆球体 直径。
• 等表面积径dS，与尘粒的外表面积相同的某 一圆球的直径。
• 体面积径，与颗粒的外表面积与体积之比 相同的圆球的直径。
• 周长径，与颗粒投影面L的周长与圆的周长 相同的圆直径。
9
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
3
颗粒污染物的来源 – 人为来源： 工业粉尘是指能在空气中浮游的固 体微粒。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。
当质量累积频率R=G＝50%时,对应的粒径称 为质量中位直径（MMD），记作d50。
20
粉尘粒径分布的表示方法
• 列表法 • 图示法 • 函数法
21
22
23
24
25
4.2 粉尘的物理性质
26
粉尘密度
• 单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，其 单位是kg/m3或g/cm3
• 真密度ρp：定值，用于研究尘粒在空气中的 运动
• 粉尘的润湿性除了和粉尘的性质有关外，还与它的粒径、 生成条件、含水率、表面粗糙度和荷电性有关。
• 在除尘技术中，粉尘的润湿性是选用除尘设备的主要依据 之一。对水泥、熟石灰等粉尘，由于吸水后易形成不溶于 水的硬垢，并附着在设备和管道内，因此这类粉尘不宜采 用湿式除尘器。
29
粉尘的荷电性与导电性
• 粉尘的荷电性是指粉尘在产生和运动过程中，由 于相互碰撞、摩擦、放射、照射、电晕放电以及 接触带电体等原因而带有一定的电荷。
15
投影径
• a 面积等分径dM（Martin）：指将颗粒的投影面 积二等分的直线长度，与所取的方向有关，通常 用于等分线与底边平行的情况。
• b 定向径dF（Feret）：尘粒投影面上两平行切线 之间的距离，可取任意方向，通常取向与底边平 行。
• c 投影面积直径dA（Heywood）：与颗粒投影面积 相等的圆的直径
• 有些粉尘由于能和水发生化学反应，它们与水接 触后也会引起自燃或爆炸（如镁粉、碳化钙粉 等），因此不能用湿法除尘；有些粉尘之间就能 发生化学反应，因此它们互相接触或混合时也会 引起爆炸（如溴与磷、锌粉和镁粉等），在除尘 时应注意防爆。
36
4.3 尘粒在流体中的动力特性
• 颗粒的含水率是指颗粒中随含水分质量与颗粒总质量（包 括干颗粒与水分）之比。
• 颗粒的含水率与吸湿性有关，并会影响到颗粒的其他物理 性质，如导电性、粘附性、流动性等，
• 粉尘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。分亲水性粉尘（如锅炉飞灰、石英粉尘等）和疏水 性或憎水性粉尘（如石墨粉尘、炭黑等）（相对）。
11
颗粒污染物的形成机理
2. 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
– 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Baidu Nhomakorabea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。
• 自燃重要决定因素是自燃温度点，各种颗粒的自燃温度点 相差很大。注意自燃温度较低粉尘，如黄磷、还原铁粉、 还原镍粉、烷基铝等。
• 除颗粒结构、理化性质外，还与颗粒存在状态和环境有关。 处于悬浮状态的颗粒的自燃温度要比堆积状态粉体的自燃 温度高很多。悬浮颗粒的粒径越小、比表面积越大、浓度 越高越易自燃。堆积粉体较松散，环境温度较低，通风良 好，就不易自燃。
34
粉尘的自燃性和爆炸性
• 悬浮在空气中的某些粉尘（如煤粉等）达到一定浓度时， 若在高温、明火、电火花、摩擦、静电、撞击等条件下就 会引起爆炸，称这类粉尘为爆炸性粉尘。
• 粉尘爆炸条件：粉尘具有可燃性（或氧化性）；粉尘达到 一定浓度；气体中达到一定氧含量；气体达到一定温度； 存在火星、火源或静电。
• 粉尘粒径越小，安息角就大；粉尘含水率增大， 安息角增大；球形粒子或球形系数接近于1的粒子 比其他粒子的安息角小；表面光滑的粒子比表面 粗糙的粒子安息角小；黏性大的粉尘安息角大。
33
粉尘的自燃性和爆炸性
• 粉尘的自燃性是指粉尘在常温下存放的过程中自然发热， 此热量经过长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起燃烧 的现象。引起粉尘自然发热的主要原因：氧化热、聚合热、 分解热和发酵热
31
粉尘的粘附性
• 粉尘颗粒相互附着或附着于固体表面上的现象称为粉尘的 粘附性。
• 一般情况下，粉尘的粒径小、形状不规则、表面粗糙、含 水率高、润湿性好以及荷电量大时，易产生粘附现象。
• 粉尘的粘附性还与周围介质的性质有关，例如尘粒在液体 中的粘附性要比在气体中弱得多；在粗糙或粘性物质的固 体表面上，粘附力会大大提高。
• 粉尘的荷电性与粉尘的化学成分等因素有关。温 度升高、比表面积加大及含水率减小都可以使粉 尘的荷电性增大。
• 粉尘荷电后将改变其某些物理性质，如凝聚性、 附着性和在气体中的稳定性等。
30
粉尘的荷电性与导电性
• 粉比尘电的阻导 是电 指性 电通 流常通用过比面电积阻为ρlcd（m2、Ω·厚cm度）为来l表cm示的。粉 尘时具有的电阻值。
• 堆积密度 ρb：考虑空隙，用于计算存仓或 灰斗的容积等
b (1)p
27
粉尘的比表面积
• 单位体积（或质量）粉尘所具有的总表面 积称为粉尘的比表面积Sp （cm2/cm3）。
• 对于平均粒径为dp、空隙率为ε的表面光滑 的球形颗粒，其比表面积定义为
Sp=6（1-ε）/ dp
28
粉尘的含水率和润湿性
8
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 碳粒子的生成 • 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。 • 多组分重残油的燃烧试验表明：燃料液滴燃烧的 后期，将生成一种称为煤胞的焦粒，并且难以燃 烧。煤胞外形为微小空心的球形粒子（发泡和固 化同时进行而产生），其大小与油滴的直径成正 比，一般为10～300μm。
• 粉尘的导电性主要取决于粉尘、气体的温度和成 分。在高温（200℃以上）时，以容积导电为主； 在较低温度（100℃以下）时，以表面导电为主。 因此，粉尘比电阻与测定时气体的温度、湿度以 及粉尘的粒径等条件有关。
• 粉尘的比电阻对电除尘器的工作有很大影响。过 低或过高都会使除尘效率下降，最适宜的范围是 104～5×1010Ω·cm。
18
物理当量径
• 斯托克斯（Stokes）直径ds：与被测颗粒的 密度相同，并且在同一种流体中与颗粒终 末沉降速度相同的球形颗粒的直径。
1
• 空 降气速动度力相学同d当 的s 量 单直 位1p8径 密vt g度da：2（在p空=1气g/中cm与3）颗圆粒球沉
的直径。
19
粉尘粒径分布
• 频率分布 g（%） • 频率密度分布f（%·m-1） • 筛上累计分布R（%） • 筛下累计分布G（%）
– 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。
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• 粉尘的粒径越小，则比表面积越大，其爆炸的危险就越大； 粉尘的挥发性越大，爆炸的危险越大；粉尘的湿度越大， 爆炸的危险越小。
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粉尘的自燃性和爆炸性
• 对于有爆炸危险或火灾危险的粉尘在进行通风除 尘设计时必须要给予充分注意，采取必要的措施。
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颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生
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。
第四章 除尘技术基础
补充： 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 而硫形酸成盐的粒颗子粒等物的以二及次人颗为粒排物放。SO2在一定条件下转化为
• 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。
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颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
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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。
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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）。
• 利用粉尘的粘附性可以使粉尘相互凝聚和附着在固体表面 上，这有利于粉尘的捕集和避免二次扬尘。但在含尘气体 通过的设备或管道中，又会因为粉尘的粘附和堆积，造成 管道和设备的堵塞。
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粉尘的安息角与滑动角
• 将粉尘通过小孔连续自然堆放在水平面上，堆积 锥体的母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角或 堆积角。是评价粉尘流动性的重要指标。
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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。
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4.1 粉尘的粒径及其分布
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。
• d 长径dL，不考虑方向的颗粒最长的长度；短径dl， 不考虑方向的最短长度。
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投影径
a
b
c
d
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几何当量径
• 等体积径dv，与颗粒体积相同的某一圆球体 直径。
• 等表面积径dS，与尘粒的外表面积相同的某 一圆球的直径。
• 体面积径，与颗粒的外表面积与体积之比 相同的圆球的直径。
• 周长径，与颗粒投影面L的周长与圆的周长 相同的圆直径。
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颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 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。
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颗粒污染物的来源 – 人为来源： 工业粉尘是指能在空气中浮游的固 体微粒。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。
当质量累积频率R=G＝50%时,对应的粒径称 为质量中位直径（MMD），记作d50。
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粉尘粒径分布的表示方法
• 列表法 • 图示法 • 函数法
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4.2 粉尘的物理性质
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粉尘密度
• 单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度，其 单位是kg/m3或g/cm3
• 真密度ρp：定值，用于研究尘粒在空气中的 运动
• 粉尘的润湿性除了和粉尘的性质有关外，还与它的粒径、 生成条件、含水率、表面粗糙度和荷电性有关。
• 在除尘技术中，粉尘的润湿性是选用除尘设备的主要依据 之一。对水泥、熟石灰等粉尘，由于吸水后易形成不溶于 水的硬垢，并附着在设备和管道内，因此这类粉尘不宜采 用湿式除尘器。
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粉尘的荷电性与导电性
• 粉尘的荷电性是指粉尘在产生和运动过程中，由 于相互碰撞、摩擦、放射、照射、电晕放电以及 接触带电体等原因而带有一定的电荷。
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投影径
• a 面积等分径dM（Martin）：指将颗粒的投影面 积二等分的直线长度，与所取的方向有关，通常 用于等分线与底边平行的情况。
• b 定向径dF（Feret）：尘粒投影面上两平行切线 之间的距离，可取任意方向，通常取向与底边平 行。
• c 投影面积直径dA（Heywood）：与颗粒投影面积 相等的圆的直径
• 有些粉尘由于能和水发生化学反应，它们与水接 触后也会引起自燃或爆炸（如镁粉、碳化钙粉 等），因此不能用湿法除尘；有些粉尘之间就能 发生化学反应，因此它们互相接触或混合时也会 引起爆炸（如溴与磷、锌粉和镁粉等），在除尘 时应注意防爆。
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4.3 尘粒在流体中的动力特性
• 颗粒的含水率是指颗粒中随含水分质量与颗粒总质量（包 括干颗粒与水分）之比。
• 颗粒的含水率与吸湿性有关，并会影响到颗粒的其他物理 性质，如导电性、粘附性、流动性等，
• 粉尘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。分亲水性粉尘（如锅炉飞灰、石英粉尘等）和疏水 性或憎水性粉尘（如石墨粉尘、炭黑等）（相对）。
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颗粒污染物的形成机理
2. 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
– 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Baidu Nhomakorabea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。
• 自燃重要决定因素是自燃温度点，各种颗粒的自燃温度点 相差很大。注意自燃温度较低粉尘，如黄磷、还原铁粉、 还原镍粉、烷基铝等。
• 除颗粒结构、理化性质外，还与颗粒存在状态和环境有关。 处于悬浮状态的颗粒的自燃温度要比堆积状态粉体的自燃 温度高很多。悬浮颗粒的粒径越小、比表面积越大、浓度 越高越易自燃。堆积粉体较松散，环境温度较低，通风良 好，就不易自燃。
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粉尘的自燃性和爆炸性
• 悬浮在空气中的某些粉尘（如煤粉等）达到一定浓度时， 若在高温、明火、电火花、摩擦、静电、撞击等条件下就 会引起爆炸，称这类粉尘为爆炸性粉尘。
• 粉尘爆炸条件：粉尘具有可燃性（或氧化性）；粉尘达到 一定浓度；气体中达到一定氧含量；气体达到一定温度； 存在火星、火源或静电。
• 粉尘粒径越小，安息角就大；粉尘含水率增大， 安息角增大；球形粒子或球形系数接近于1的粒子 比其他粒子的安息角小；表面光滑的粒子比表面 粗糙的粒子安息角小；黏性大的粉尘安息角大。
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粉尘的自燃性和爆炸性
• 粉尘的自燃性是指粉尘在常温下存放的过程中自然发热， 此热量经过长时间的积累，达到该粉尘的燃点而引起燃烧 的现象。引起粉尘自然发热的主要原因：氧化热、聚合热、 分解热和发酵热
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粉尘的粘附性
• 粉尘颗粒相互附着或附着于固体表面上的现象称为粉尘的 粘附性。
• 一般情况下，粉尘的粒径小、形状不规则、表面粗糙、含 水率高、润湿性好以及荷电量大时，易产生粘附现象。
• 粉尘的粘附性还与周围介质的性质有关，例如尘粒在液体 中的粘附性要比在气体中弱得多；在粗糙或粘性物质的固 体表面上，粘附力会大大提高。
• 粉尘的荷电性与粉尘的化学成分等因素有关。温 度升高、比表面积加大及含水率减小都可以使粉 尘的荷电性增大。
• 粉尘荷电后将改变其某些物理性质，如凝聚性、 附着性和在气体中的稳定性等。
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粉尘的荷电性与导电性
• 粉比尘电的阻导 是电 指性 电通 流常通用过比面电积阻为ρlcd（m2、Ω·厚cm度）为来l表cm示的。粉 尘时具有的电阻值。
• 堆积密度 ρb：考虑空隙，用于计算存仓或 灰斗的容积等
b (1)p
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粉尘的比表面积
• 单位体积（或质量）粉尘所具有的总表面 积称为粉尘的比表面积Sp （cm2/cm3）。
• 对于平均粒径为dp、空隙率为ε的表面光滑 的球形颗粒，其比表面积定义为
Sp=6（1-ε）/ dp
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粉尘的含水率和润湿性
8
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
– 碳粒子的生成 • 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。 • 多组分重残油的燃烧试验表明：燃料液滴燃烧的 后期，将生成一种称为煤胞的焦粒，并且难以燃 烧。煤胞外形为微小空心的球形粒子（发泡和固 化同时进行而产生），其大小与油滴的直径成正 比，一般为10～300μm。
• 粉尘的导电性主要取决于粉尘、气体的温度和成 分。在高温（200℃以上）时，以容积导电为主； 在较低温度（100℃以下）时，以表面导电为主。 因此，粉尘比电阻与测定时气体的温度、湿度以 及粉尘的粒径等条件有关。
• 粉尘的比电阻对电除尘器的工作有很大影响。过 低或过高都会使除尘效率下降，最适宜的范围是 104～5×1010Ω·cm。
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物理当量径
• 斯托克斯（Stokes）直径ds：与被测颗粒的 密度相同，并且在同一种流体中与颗粒终 末沉降速度相同的球形颗粒的直径。
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• 空 降气速动度力相学同d当 的s 量 单直 位1p8径 密vt g度da：2（在p空=1气g/中cm与3）颗圆粒球沉
的直径。
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粉尘粒径分布
• 频率分布 g（%） • 频率密度分布f（%·m-1） • 筛上累计分布R（%） • 筛下累计分布G（%）
– 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。
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