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1、第五章第五章除尘技术除尘技术第五章第五章 除尘技术除尘技术通风排气中的粉尘必须经过净化处理达到排通风排气中的粉尘必须经过净化处理达到排放标准才能排入大气放标准才能排入大气. . 此外此外, , 有些生产过程排出的粉尘是生产原料有些生产过程排出的粉尘是生产原料或成品或成品, , 需回收需回收. . 除尘就是通过除尘器分离空气中的粉尘以达除尘就是通过除尘器分离空气中的粉尘以达到净化空气或回收物料的目的到净化空气或回收物料的目的. . 除尘的效果取决于粉尘的性质和除尘器的除尘的效果取决于粉尘的性质和除尘器的性能性能, ,因此因此, , 本章主要介绍粉尘性质本章主要介绍粉尘性质, , 除尘器的工除尘器
2、的工作原理作原理, , 结构结构, , 性质及类型和特点性质及类型和特点. .第五章第五章 除尘技术除尘技术本章主要讨论以下问题：本章主要讨论以下问题：除尘技术除尘技术: :粉尘性质粉尘性质评定指标及除尘效率评定指标及除尘效率除尘机理除尘机理除尘设备除尘设备: :重力除尘器、惯性除尘器、旋风重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、过滤除尘器除尘器、湿式除尘器、过滤除尘器静电除尘器：静电除尘器：原理和结构原理和结构- -性能及计算性能及计算- -类型类型, , 特点及应用特点及应用第五章第五章 除尘技术除尘技术5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论5 3
3、 5 3 重力沉降室与惯性除尘器重力沉降室与惯性除尘器5 4 5 4 旋风除尘器旋风除尘器5 5 5 5 湿式除尘器湿式除尘器5 6 5 6 过滤式除尘器过滤式除尘器5.7 5.7 静电除尘器静电除尘器5 8 5 8 除尘器的选择除尘器的选择粒径也称为粒度粒径也称为粒度，是衡量粉尘颗粒大小，是衡量粉尘颗粒大小的尺度。实际防尘中采用粉尘的的尺度。实际防尘中采用粉尘的投影定投影定向长度向长度表示粉尘的粒径，用表示粉尘的粒径，用d d表示表示, , 单位单位为微米为微米(m)(m)。d5md5m的粉尘称为的粉尘称为呼吸性粉尘呼吸性粉尘, , 可随呼可随呼吸进入并沉积在肺部吸进入并沉积在肺部, ,危害
4、最大。危害最大。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性粉尘分散度粉尘分散度: : 各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。又分为质量分散度和数量分散度。质量分散度质量分散度PmPm：是指各粒径粉尘的质量是指各粒径粉尘的质量(mg)(mg)占粉占粉尘的总质量尘的总质量(mg)(mg)的百分比。的百分比。数量分散度数量分散度PnPn：是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。颗粒数的百分比。mm某级粒径粉尘的质量，某级粒径粉尘的质量，mgmg；nn某级粒径粉尘的颗粒数，颗。某级粒径粉尘的颗粒数，颗。5 1 5 1 粉尘的
5、特性粉尘的特性粉尘密度：粉尘密度：单位体积粉尘的质量单位体积粉尘的质量, , 单位为单位为kg/mkg/m3 3或或g/cmg/cm3 3。据是否包含粒间空隙体积分为。据是否包含粒间空隙体积分为真密度与假密度（表观密度）。假密度与堆真密度与假密度（表观密度）。假密度与堆积状态有关。积状态有关。真密度：真密度：排除粉尘间空隙以纯粉尘的体积计排除粉尘间空隙以纯粉尘的体积计量的密度。量的密度。表观密度：表观密度：包括粉尘间空隙体积和粉尘纯体包括粉尘间空隙体积和粉尘纯体积计量的密度。与堆积状态有关。积计量的密度。与堆积状态有关。粉尘比重：粉尘比重：指粉尘的质量与同体积水的质量指粉尘的质量与同体积水的质
6、量之比，系无因次量。之比，系无因次量。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性粉尘湿润性：粉尘湿润性：系指粉尘被水湿润的难易程度。系指粉尘被水湿润的难易程度。湿润现象：湿润现象：是分子力作用的一种表现，水滴内部是分子力作用的一种表现，水滴内部与水滴表面间的分子引力为水的表面张力与水滴表面间的分子引力为水的表面张力, , 当水当水的表面张力小于水与固体间的分子引力时的表面张力小于水与固体间的分子引力时, , 固体固体容易被湿润容易被湿润, , 反之反之, ,固体则不易被湿润。依此粉尘固体则不易被湿润。依此粉尘可分为亲水性与疏水性两类。可分为亲水性与疏水性两类。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性衡量
7、湿润性指标衡量湿润性指标: : 湿润接触角湿润接触角()()。609090时时, , 湿润性差湿润性差, , 属于憎水性。属于憎水性。粉尘的湿润性是湿式防、除尘的依据。粉尘的湿润性是湿式防、除尘的依据。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性液滴液滴影响湿润性因素：影响湿润性因素：粉尘粉尘成分、粒径、荷电状况成分、粒径、荷电状况及水的表面张力等因素。及水的表面张力等因素。湿润性强的粉尘有利于湿润性强的粉尘有利于湿式除尘。湿式除尘。粉尘粉尘荷电性：荷电性：指粉尘能被荷电的难易程度。指粉尘能被荷电的难易程度。悬浮空气中粉尘荷电原因：悬浮空气中粉尘荷电原因：破碎时的摩擦、破碎时的摩擦、粒子间撞击或放射性
8、照射、外界离子或电子粒子间撞击或放射性照射、外界离子或电子附着等。附着等。影响荷电量大小因素：影响荷电量大小因素：粉尘的成分、粒径、粉尘的成分、粒径、质量、温度、湿度等有关。质量、温度、湿度等有关。衡量粉尘荷电性的指标：衡量粉尘荷电性的指标：粉尘比电阻。粉尘比电阻。 5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性比电阻测定：比电阻测定：采用圆板电极法测定。采用圆板电极法测定。粉尘的比电阻的单位为粉尘的比电阻的单位为cmcm。粉尘比电阻对电除尘影响：粉尘比电阻对电除尘影响：是除尘的依据。比电阻在是除尘的依据。比电阻在10104 4 10101111cmcm范围内，电除尘的效果较好。范围内，电除尘的效果较好
9、。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性粉尘层粉尘层I粉尘的比电阻，粉尘的比电阻，cm；V施加在粉尘层上的电压，施加在粉尘层上的电压，V；I通过粉尘层的电流，通过粉尘层的电流，A；A粉尘层的面积，粉尘层的面积，cm2；d粉尘层的厚度，粉尘层的厚度，cm。比表面积：比表面积：单位质量粉尘的总表面积称为比表面单位质量粉尘的总表面积称为比表面积（积（m m2 2/kg/kg）。）。比表面积与粒径成反比，粒径越小，比表面积与粒径成反比，粒径越小，比表面积越大。比表面积增大，强化比表面积越大。比表面积增大，强化了表面活性。它对粉尘的湿润、凝聚、了表面活性。它对粉尘的湿润、凝聚、附着以及燃烧和爆炸等性质都有
10、明显附着以及燃烧和爆炸等性质都有明显的影响。的影响。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性爆炸性爆炸性能发生爆炸的粉尘称为可能发生爆炸的粉尘称为可爆尘。爆尘。井下具有爆炸性的粉尘主井下具有爆炸性的粉尘主要是硫化粉尘和煤尘。要是硫化粉尘和煤尘。粉尘爆炸能产生高温、高粉尘爆炸能产生高温、高压压, , 同时生成大量的有毒同时生成大量的有毒有害气体有害气体, , 对安全生产有对安全生产有极大的危害，应注意采取极大的危害，应注意采取防爆、隔爆措施。防爆、隔爆措施。5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性粉尘浓度测定粉尘浓度测定: :防尘主要测定项目防尘主要测定项目: : 粉尘浓度粉尘浓度, ,粉尘物理性质粉尘
11、物理性质( (粒径粒径, , 分散度分散度, , 电性等电性等) )以及粉尘游离二氧化硅含量。以及粉尘游离二氧化硅含量。滤膜测尘系统及浓度计算：滤膜测尘系统及浓度计算：5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性测定过程测定过程准备滤膜：准备滤膜：滤膜干燥、称量、编号。滤膜干燥、称量、编号。采采样样：安安装装采采样样器器系系统统、滤滤膜膜。确确定定采采样样位位置置，设设在在呼呼吸吸带带，采采样样高高度度距距地地面面1.5m1.5m左左右右。确确定定采采祥祥时时间间和和流流量量，一一般般不不应应小小于于10min10min，流流量量为为151540L40Lminmin，并并保保持持稳稳定定。应应使使所所
12、采采粉粉尘尘量量不不少少于于1mg1mg，小小号号（=40mm=40mm）滤膜采样量不大于）滤膜采样量不大于10mg10mg。粉粉尘尘浓浓度度计计算算及及统统计计分分析析：包包括括干干燥燥、称称量、浓度计算和统计分析量、浓度计算和统计分析5 1 5 1 粉尘的特性粉尘的特性除尘器评定指标除尘器评定指标: :评定指标评定指标: : 评定除尘器工作性能的主要评定除尘器工作性能的主要指标有指标有: : 除尘效率除尘效率, , 阻力阻力, , 经济性等经济性等. .除尘效率：系指除尘器捕集下来的粉尘除尘效率：系指除尘器捕集下来的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之比量与进入除尘器的粉尘量之比. . 根据根据总
13、除尘效率总除尘效率, , 除尘器可分为除尘器可分为: : 低效除低效除尘器尘器(50(5080%), 80%), 中效除尘器中效除尘器(80(8095%)95%)和高效除尘器和高效除尘器(95%(95%以上以上).).5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论阻力：表示气流通过除尘器时的压力损失阻力：表示气流通过除尘器时的压力损失. . 据阻力大小除尘器可分为据阻力大小除尘器可分为: : 低阻除尘器低阻除尘器(P500Pa), (P500Pa), 中阻除尘器中阻除尘器(P=500(P=5002000Pa)2000Pa)和高阻除尘器和高阻除尘器(P=2000(P=200020000Pa). 20000
14、Pa). 经济性：是评定除尘器的重要指标之一经济性：是评定除尘器的重要指标之一, , 它包括除尘器的设备费和运行维护费两部它包括除尘器的设备费和运行维护费两部分分. . 在各种除尘器中在各种除尘器中, , 以电除尘器的设备以电除尘器的设备费最高费最高, , 袋式除尘器次之袋式除尘器次之, , 文氏管除尘器文氏管除尘器, , 旋风除尘器最低旋风除尘器最低. .除尘器评定指标除尘器评定指标: : 5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论除尘机理除尘机理: :所谓除尘所谓除尘, , 就是利用一定的外力作用使粉尘从空气就是利用一定的外力作用使粉尘从空气中分离出来中分离出来, , 它是一个物理过程它是一个物
15、理过程. . 使粉尘从空气中使粉尘从空气中分离的作用力主要有分离的作用力主要有: :机械力机械力: : 包括重力包括重力, , 离心力和惯性力离心力和惯性力; ;阻留作用阻留作用: : 包括介质的筛滤作用包括介质的筛滤作用, , 尘气绕流的接触尘气绕流的接触阻留作用和扩散接触阻留作用阻留作用和扩散接触阻留作用; ;凝聚作用凝聚作用: : 通过加湿通过加湿, , 蒸汽凝结蒸汽凝结, , 超声波等作用超声波等作用, , 使细尘粒凝聚而从空气中分离使细尘粒凝聚而从空气中分离. . 静电力静电力: :利用静电力使带电尘粒从空气中分离利用静电力使带电尘粒从空气中分离扩散：粒径小于扩散：粒径小于0.30.
16、3微米的粉尘微米的粉尘5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论根据除尘机理常将除尘器分为四大类根据除尘机理常将除尘器分为四大类: : 机械除尘器机械除尘器, , 过滤式除尘器过滤式除尘器, , 湿式除尘湿式除尘器和电除尘器器和电除尘器. .根据净化要求不同，分为：根据净化要求不同，分为：粗净化：多为第一级净化粗净化：多为第一级净化中净化：用于通风除尘系统中净化：用于通风除尘系统, ,净化后浓度净化后浓度细净化：净化后浓度细净化：净化后浓度=1=12mg/m2mg/m3 3超净化：超净化：1 1微米以下微米以下除尘器总类除尘器总类: : 5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论除尘器总类除尘器总类: : 5 2 5 2 除尘器总论除尘器总论重力沉降室重力沉降室: :利用粉尘的重力作用使粉尘沉降而从空利用粉尘的重力作用使粉尘沉降而从空气中分离出来气中分离出来. . 由于依靠重力分离作用由于依靠重力分离作用, , 因此必须分析因此必须分析确定出粉尘的沉降速度确定出粉尘的沉降速度Vs, Vs, 然后根据沉降速度然后根据沉降速度VsVs确定沉降室的捕集确定沉降室的捕集最小粒径最小粒径dmin,dmin,
