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1、环 境 工 程 第二章（二）第二章（二） 粉尘及其控制粉尘及其控制 1 1 粉尘的性质粉尘的性质 2 2 粉尘的危害粉尘的危害 3 3 粉尘粒径及粒径分布粉尘粒径及粒径分布 4 4 粉尘的测定及分析粉尘的测定及分析 5 5 除尘原理及除尘装置简介除尘原理及除尘装置简介 6 6 路面扬尘防治技术路面扬尘防治技术 主要内容 1 粉尘的性质 1.1 粉尘概念与分类粉尘概念与分类 概念 在生产过程中产生的悬浮在气体介质中，与 气体组成的分散系统中的固体微粒叫粉尘。 分类 根据粒径大小可分为 粗 尘 细微粉尘 极细粉尘 ，肉眼可见，在静止空气中能较 快沉降所占比例很小（ 9090时时，固体的湿润性能差固
2、体的湿润性能差 1.2粉尘的性质粉尘的性质 A B C 固体 液体 1 1. .2 2. .2 2 粉尘的爆炸性粉尘的爆炸性 凡能燃烧能燃烧的粉尘都具有爆炸危险性，当一定粒度的 粉尘，其在空气空气中的浓度浓度达到一定值时，在有明火、电 火花或其它高温高温热源存在条件下可能形成爆炸。如煤尘、 泥碳尘、钙粉、铝粉、木粉等均有爆炸性。 如： 褐煤粉尘，爆炸下限爆炸下限：6060g/m3，粉尘云引燃温度：380。 玉米粉尘，爆炸下限爆炸下限：6060g/m3，粉尘云引燃温度：460。 镁粉，爆炸下限爆炸下限：2525g/m3，粉尘云引燃温度：480 （摘自工贸行业重点可燃性粉尘目录（工贸行业重点可燃性
3、粉尘目录（2015版）版） 1.2.3 粉尘的光、热特性 光致迁移粉尘在光线照射下所产生的 离开光源或迎向光源的运动叫做光致迁移。 如金、银、水银等尘粒会离开光源运动， 而硫、硒、碘等尘粒则迎向光源运动。 热致迁移悬浮尘粒在温度场中总是向 温度降低的方向运动，这种现现象叫热致 迁移。 1 1. .2 2. .4 4粉尘的电性质粉尘的电性质 悬浮粉尘由于吸附气体中的离子， 尘粒间相互摩擦和运动尘流与接触表面 摩擦、碰撞，几乎都带有一定的电荷。 1 1. .2 2. .5 5粉尘的凝并性粉尘的凝并性 凝并 沉降 （1 1）降低大气能见度降低大气能见度。 （2 2）悬浮粉尘在适当条件下有爆炸危险性悬
4、浮粉尘在适当条件下有爆炸危险性。 （3 3）加剧机械设备的磨损加剧机械设备的磨损。 （4 4）损害建筑损害建筑、设备设备、文物等的表面文物等的表面 2 粉尘的危害 2.1 物理机械方面的危害 2.2 对人体生理方面的危害 （1）化学中毒）化学中毒 （2）放射病）放射病 （3）粉尘职业病）粉尘职业病 2.3不同粒径尘粒对人体的危害 粉尘粒径不同，进入呼吸器官的深度不同，对人体的危害 也不同。 10um，被阻留在鼻腔和上呼吸道上。 210 um，沉积在气管、支气管中。 80% 1 0.7 0.5 0.7 0.3 0.2 其他粉尘 8 - 工作场所空气中粉尘容许浓度工作场所空气中粉尘容许浓度(GBZ
5、2.1-2007) PC-TWA:时间加权平均容许浓度 permissible concentration-time weighted average，以时间为权数 规定的8h工作日、40h工作周的平 均容许接触浓度。 总粉尘 total dust:可进入整个呼吸道 （鼻、咽和喉、胸腔支气管、细支 气管和肺泡）的粉尘，简称总尘。 呼吸性粉尘 respirable dust 按呼吸性粉尘标准测定方法所采集 的可进入肺泡的粉尘粒子，其空气 动力学直径均在7.07m以下，空气 动力学直径5m粉尘粒子的采样效 率为50%，简称“呼尘”。 空气动力学直径 aerodynamic diameter，dae
6、某颗粒物（任何形状 和密度）与相对密度为的球体在 静止或层流空气中若沉降速率相等， 则球体的直径视作该颗粒物的空气 动力学直径。 温州矽肺病案判决，温州矽肺病案判决， 230名农民赢了名农民赢了“两亿元两亿元“ 1993年7月，沈阳至本溪高速公路吴家岭隧道工程经发包人、 承包人、第一转包人三道环节“批发”，最后由第二转包人温 州市泰顺县隧道工程公司及这个县的三人合股实施。温州市及 外省数百名民工先后到这个工地工作。 施工中，民工采用“干式掘进”方式作业。驻工地的管理、监 督、监理人员均未予以制止，也没有采取有效的防尘措施，没 有提供足够有效的防尘面罩及其他劳动卫生安全保护设施，从 而致使工人持
7、续在含有高浓度粉尘的环境中作业，吸入大量粉 尘，身体受到严重损害，矽肺病实际上已侵入他们的肌体。 1998年以来，许多民工先后被发现患有不同程度的矽肺病。 后经浙江省职业病诊断鉴定委员会对400多名泰顺县民工进行 鉴定，其中196名民工患有至期矽肺病，分别构成二至七 级伤残，至今已有10多名患者死亡。 2001年，温州230名患矽肺病农民告侵害者，要求赔偿2.08亿 元 。2002年终审胜诉，民工获赔39万到3.9万元不等，责任人 被判刑。 粉尘爆炸事故举例粉尘爆炸事故举例 1960年5月7日，山西大同老白洞煤矿发生特大煤尘 爆炸事故，死亡677人。这是全国解放以来最为严重 的一起恶性事故。
8、1987年3月15日，哈尔滨亚麻纺织厂的梳麻、前纺、 细纱、准备4个车间发生亚麻粉尘爆炸特大事故，死 亡57人，受伤170多人，厂房、设备遭到破坏。经济 损失889万余元。 2000年9月27日木冲沟煤矿四采区发生特别重大瓦斯 煤尘爆炸事故，造成162人死亡，37人受伤，其中重 伤14人，直接经济损失1227.22万元。 2001年月日，江苏省徐州市贾汪区岗子村五 副井发生瓦斯煤尘爆炸事故，死亡人。 2010年2月24日，河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉4 号车间发生爆炸事故。造成19人死亡49人受伤 2139485http:/ww2010-02-22010-02-2河北秦皇岛gnxieh
9、ongyu$侨网发布2139485http:/ww2010-02-22010-02-2河北秦皇岛gnxiehongyu$侨网发布3 粉尘粒径及粒径分布 3 3. .1 1 粉尘的粒径表示方法粉尘的粒径表示方法： 3.1.1单一尘粒粒径的表示法： （1）定向径dF 各粒子平面投影图中按同一方向 上的最大距离 （2）定向面积等分径直dM 各粒子在平面投影图 中按同一方向将投影面积A二等分之直线长。 （3）二轴平均径 粒子平面投影中的最大距离l 与粒子平面投影中垂直于长轴方向的最大距离b的 平均值（l+b）/2 ni 具有第i种粒径的颗粒数 di 个数为ni的颗粒径 （2）中位径d50 被测粒子群中
10、大于和小于某一粒径的粒子数或 重量相等时，则相应地称该粒径群的计数中位径 和重量中位径。 iiindnda/3.1.2平均粒径的表示方法： （1）算术平均径 3.2 3.2 粒径分布粒径分布 3.2.1 概念：粉尘的粒径分布是不同粒径的颗粒在粉尘 总体的总数中所占的百分数，亦称粉尘的分散度、粒 径的频率分布。 3.2.2 表示方法： （1）计数分散度：以每一粒径间隔中的尘粒与全体 颗粒总数之比（%）表示，又称粒数频率分布，粒数 分布。 （2）重量分散度：以每一粒径间隔中的颗粒重量与 全体颗粒总重量之比（%）表示，又称重量分布。 我国采用计数分散度，四个统计范围： 10 um。 4 4 粉尘的测
11、定及分析粉尘的测定及分析 4.1大气粉尘的监测项目 （1 1）粉尘浓度粉尘浓度 （2 2）粉尘分散度粉尘分散度 （3 3）粉尘中游离二氧化硅含量粉尘中游离二氧化硅含量 （4 4）粉尘密度粉尘密度 4.2 粉尘浓度的测定 4.2.1大气中粉尘浓度的表示方法 （1）重量浓度重量浓度：单位体积空气中粉尘的毫克数，mg/m3。 （2）计数浓度计数浓度：单位体积空气中粉尘的颗粒数，粒/m3。 4.2.2 空气中粉尘浓度的测定方法 （1）分离分散相的测尘方法：过滤法、沉降法，主要是滤膜 测尘法。 （2）不分离分散相的测尘方法：光电测尘法。 国家标准：作业场所空气中粉尘测定方法作业场所空气中粉尘测定方法 （
12、 ） 除尘器的技术性能指标： 处理气体量、除尘效率、压力损失（阻力）、负 荷适用性。 除尘器的经济指标： 设备费（包括安装费和基建费）、运行费、使用 寿命、占地面积、占用空间体积、钢材用量等。 在设计和选用除尘器时，应结合实际情况，在 满足技术上可行，经济上合理的前提下综合考虑， 择优选用。 5 除尘原理及除尘装置简介 5.1概述 5.1.15.1.1除尘器效率除尘器效率 1）除尘器的全效率 （1）概念：在一定的运行工况下除尘器除下的粉尘量与进入 除尘器的粉尘量之比称为除尘器的全效率。 （2）计算公式 ： 式（1）： 式中g1进入除尘器的粉尘量 g/s，mg/s； g2除尘器捕获的粉尘量g/s
13、，mg/s； 如果除尘器结构严密，没有漏风，则Q0= Q1上式可写成 式（2）： 式中：Q0、Q1分别为入口和出口的风量（m3/s） C0、C1分别 为入口和出口的粉尘浓度（mg/m3） 一般在一般在实验室实验室要求精度高时采用质量法要求精度高时采用质量法，现场现场多用浓度法多用浓度法 %100 12gg%100001100CQCQCQ%100101 cc质量法 浓度法 2）粉尘通过率（穿透率） 指除尘器出口气体中的粉尘量与入口气体中粉尘量之比 用P表示。 %1001p3）多级除尘器总效率: 在除尘系统中为提高除尘效率常把两个除尘器串联使用,则 总除尘效率为: 式中1第一级除尘器效率； 2第二
14、级除尘器效率。 2112101111n个除尘器串联时其总效率为 n1.1112104）除尘器的分级效率 除尘器全效率的大小与处理粉尘的粒径有很大关系，只给出 除尘器的全效率对工程设计是没有意义的。例如有的旋风除尘器 处理40um以上的粉尘效率接近100%，而处理5um以下的粉尘时， 效率会下降到40%左右。所以要正确评价除尘器的效果，必须按 粒径标定除尘器效率，这种效率称为分级效率。 g2(di）除尘器捕获的粒径在didi/2范围内的粉尘质量，mg/s g1(di）进入除尘器的粒径在didi/2范围内的粉尘质量，mg/s (di) 对除去粒径为didi/2范围内的效率即分级效率，% 则除尘器的
15、全效率可用分级效率表示为： d(di)对粒径为didi/2范围内的粉尘质量占总质量的百分比，%（分散度） %10012ii idgdgdiniiddd 1= =0 0. .1 10 0. .6464+ +0 0. .25250 0. .864864+ +0 0. .32320 0. .928928+ +0 0. .24240 0. .974974+ +0 0. .09090 0. .9999 = =9090% % 已知某除尘器的分级效率和进口处粉尘粒径分布如下： 粒径（um） 05 510 1020 2040 40 粒径分布（%） 10 25 32 24 9 分级效率（%） 64 86.4 92.8
