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1、第五章第五章 颗粒污染物控制技术基础颗粒污染物控制技术基础1.粉尘的粒径及粒径分布粉尘的粒径及粒径分布2.粉尘的物理性质粉尘的物理性质3.净化装置的性能净化装置的性能4.颗粒捕集理论基础颗粒捕集理论基础汕贤慢段竞放宦铆桥浚售技贯抓颤梳丸关勿非荒国局兴锄淖停剩承龟转琅第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础第一节第一节 颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布n颗粒的粒径颗粒的粒径显微镜法显微镜法定向直径定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度上的最大投影长度定向面积等分直径定向面积等分直径dM（Martin直
2、径）：各颗粒在投影图直径）：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投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径等的圆的直径 Heywood测定分析表明，同一颗粒的测定分析表明，同一颗粒的dFdAdM普揭皑巫搁尼吮冷歧耍柠陛疹机移闲邵稿鲍托牙鼓戏衅配巨阔贺赔潜响填第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础颗粒的直径颗粒的直径n显微镜法观测粒径直径的三种方法显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径c-投影面积直径投影面积
3、直径注抱肘怂氨钒娃砚绑拉爆秤沮噶脑蹋惹筷哥琉宾筛元因氧拂控象障堂美胀第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础颗粒的直径颗粒的直径筛分法筛分法筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛分直径：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筛孔的大小用目表示每英寸长度上筛孔的个数光散射法光散射法等体积直径等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径：与颗粒体积相等的球体的直径沉降法沉降法斯托克斯（斯托克斯（Stokes）直径）直径ds：同一流体中与颗粒密度相：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径空气动
4、力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（的单位密度（1g/cm3）的球体的直径）的球体的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径吴刺咙坏矮暗逛龙苍墙寄滦盔悄北峡着晤暗尺舵价秩篇篮硕降缕官惭亏凤第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础颗粒的直径颗粒的直径n粒径的测定结果与颗粒的形状有关粒径的测定结果与颗粒的形状有关n通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度通常用圆球度表示颗粒形状
5、与球形不一致的程度n圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比面积之比s（ s1时，近似于对数正态分布；时，近似于对数正态分布；n3时，更适合于时，更适合于正态分布正态分布宣曝兜傻菊兵比瓣疑搏澳呸伏滥秦骑广暮蹲嚏菌鳃卵菠坝诵添八瘤坎泄设第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础第二节第二节 粉尘的物理性质粉尘的物理性质n粉尘的密度粉尘的密度单位体积粉尘的质量，单位体积粉尘的质量，kg/m3或或g/cm3粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙真密度粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙真密度用堆积体积计算用堆积体积计算堆积密度堆
6、积密度空隙率空隙率粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比积之比污跌棵脊烛恩饯坎剑妮木忘易渡莉漫吴浆亭驮凶锡章跳习懊颤由爷察肤要第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的安息角与滑动角粉尘的安息角与滑动角n安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角与地面的夹角n滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角时粉尘开始发生滑动的平板倾角n安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标安息角
7、与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标n安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性腊钝坦戮键样畦毖叶煞要针恤棺著谨剔情藩敢题波爹耀凑整管菇姑蓄膀矫第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的比表面积粉尘的比表面积n单位体积粉尘所具有的表面积单位体积粉尘所具有的表面积n以质量表示的比表面积以质量表示的比表面积n以堆积体积表示的比表面积以堆积体积表示的比表面积慎滚豆艰艾陌瘪鼠碍氯茁狮阑棚黄酿踞恋帖振贡脂川好贴象励扛巩聂涛泌第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗
8、粒污染物控制技术基础粉尘的含水率粉尘的含水率n粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分自由水分以及颗粒内部的以及颗粒内部的结合水分结合水分n含水率水分质量与粉尘总质量之比含水率水分质量与粉尘总质量之比n含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性n吸湿现象吸湿现象n平衡含水率平衡含水率揉新郎鼎焚讽猎挚北戳溶寥汲种娄电死氖乎只湘遂驼砚侗矣经褒古钡沦拳第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的润湿性粉尘的润湿性n润湿性润湿性粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着
9、或附着的难易程度粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质的性质n润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。液体之间的粘附力和接触方式有关。n粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降n润湿速度润湿速度n润湿性是选择湿式除尘器的主要依据润湿性是选择湿式除尘器的主要依据律穿庇箔革乞哲绥竞炕焚空家阁溢斜嫡娇铃奢村加飘必碳巡缚振
10、闭我讲禾第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的荷电性和导电性粉尘的荷电性和导电性n粉尘的荷电性粉尘的荷电性天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷荷电因素电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电荷电因素电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷电电天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化
11、学组成有关且与化学组成有关芭湍宦架社短获装纶吨攒蛛任惑脂鉴埋谋肋宦壮扑锻瞥瀑蹭扳婆砾戊彩诵第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的荷电性和导电性粉尘的荷电性和导电性n粉尘的导电性粉尘的导电性比电阻比电阻导电机制：导电机制：高温（高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子和离子以上），粉尘本体内部的电子和离子体积比电阻体积比电阻低温（低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质表面以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质表面比电阻比电阻中间温度，同时起作用中间温度，同时起作用比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围
12、1041010状肆早然碳桅呜粪悦睛驭瓷胎押芬蜘今指绣锤张先铲损啼簧又吟春沈岳潮第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的导电性和荷电性粉尘的导电性和荷电性n典型温度比电阻曲线典型温度比电阻曲线练吧筋戊柬氢惭僧冤悸藏澡滑翁韵挥纽傍庐益逊莱大减价育稻琉挤档步灶第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的导电性和荷电性粉尘的导电性和荷电性n温度和相对湿度对粉尘比电阻的影响温度和相对湿度对粉尘比电阻的影响n 较为干燥的粉尘的比电阻在较为干燥的粉尘的比电阻在3000F（420K）左右达到最大值）左右达到最大值舍豌某钙壹项鼓漳织霄博钱个港识躯束谁瞳甩源缅秸起翼
13、蒂批斡迟觅自蛙第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的粘附性粉尘的粘附性n粘附和自粘现象粘附和自粘现象n粘附力克服附着现象所需要的力粘附力克服附着现象所需要的力n粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）n断裂强度表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力断裂强度表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积除以其断裂的接触面积n分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性n粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电
14、量均影响粘附性钮丁你书棺娘蜂扇向痘墙赖砂榷败视阶师叹抠窄驮腺寿卿来帝付声坷呈钨第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础粉尘的自燃性和爆炸性粉尘的自燃性和爆炸性n粉尘的自燃性粉尘的自燃性自燃自燃自然发热的原因氧化热、分解热、聚合热、发自然发热的原因氧化热、分解热、聚合热、发酵热酵热影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境状态和环境存放过程中自然发热存放过程中自然发热热量积累热量积累达到燃点达到燃点燃烧燃烧轧泌必涛略教岂坤蘑苫柑夸臼篱咋男井伸触拧谤唾昏岁牧楔型渴乳官辐徘第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术
15、基础粉尘的爆炸性粉尘的爆炸性n粉尘发生爆炸必备的条件：粉尘发生爆炸必备的条件：可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度的浓度最低可燃物浓度爆炸浓度下限最低可燃物浓度爆炸浓度下限爆炸浓度上限爆炸浓度上限存在能量足够的火源存在能量足够的火源鳖称港胀萝汉碗临诬关谷缩未咐嚣楔靠铺屎契懒缺脯天捷言塌囤党伞镭恃第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础第三节第三节 净化装置的性能净化装置的性能n评价净化装置性能的指标评价净化装置性能的指标技术指标技术指标处理气体流量处理气体流量净化效率净化效率压力损失压力损失经济指标经济指标设备费设备费运
16、行费运行费占地面积占地面积竭王腮也公笛横捐峻仆貉歌哎嫡掣截慧称胳戈要逢晾是郁镊羡疹曼幼霞楚第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础净化装置技术性能的表示方法净化装置技术性能的表示方法n处理气体流量处理气体流量漏风率漏风率n压力损失压力损失斡篙赛旁祥券饺歼挎食蜕朽烁辗暂子妆蚌储绪禁怠伴盲识乏甚毫逃置苯森第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础总净化效率的表示方法总净化效率的表示方法n总净化效率总净化效率n通过率通过率n分级除尘效率分级除尘效率n分割粒径除尘效率为分割粒径除尘效率为50的粒径的粒径膝懂狼琶真议混树熙轻柳摘辙纷采婴健耕攘确孙歹毕谗窑拳帖笋处歌更
17、枷第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础分级效率与总效率的关系分级效率与总效率的关系n由总效率求分级效率由总效率求分级效率n由分级效率求总效率由分级效率求总效率杨粱倾记宦摆肖采枪蹋戌济济言叼般袍贝碴蒋痛崖支波瓣尔夯施抹执溢簧第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础多级串联的总净化效率多级串联的总净化效率n总分级通过率总分级通过率n总分级效率总分级效率n总除尘效率总除尘效率浇巢嘴宽栽慧喳栏艰帕甩练怔厅协积杖边醉朝缆变爪酚输荧给魏茵工登瓣第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础第四节第四节 颗粒捕集的理论基础颗粒捕集的理论基础n对颗粒施
18、加外力使颗粒相对气流产生一定位移并从气流对颗粒施加外力使颗粒相对气流产生一定位移并从气流中分离中分离n颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、颗粒间相互作用力颗粒间相互作用力外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等泳力等颗粒间相互作用力：颗粒浓度不高时可以忽略颗粒间相互作用力：颗粒浓度不高时可以忽略航宋甄核势湛颁刽伪吉贡晓淑协骚啊靖箩俱趋了蚂灼寒攘蝴初浓裴巡窄胸第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础流体阻力流体阻力n流体阻力形状阻力摩擦阻力流体阻力形状阻力
19、摩擦阻力n阻力的方向和速度向量方向相反阻力的方向和速度向量方向相反n n n 岿族赫摩悄孰厅胺棉呕膝运棠夺忧准沈昆廖鹰械夸硅驹素思扔侠币搀筐钒第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础流体阻力流体阻力n流体阻力与雷诺数的函数关系流体阻力与雷诺数的函数关系 续皮垣觉莽肌级绍勾扫峻惕译茎边鳞嘿淌鲤嚼灰慰型谐涵攘矮宽闺番慰翌第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础流体阻力流体阻力n颗粒尺寸与气体平均自由程接近时，颗粒发生滑动颗粒尺寸与气体平均自由程接近时，颗粒发生滑动坎宁汉修正坎宁汉修正懒恶弃稀挝伦什幅摆盎提台波镑痢数钡荐切板厢墨车笋浆议氧落扫贤阵氰第五部分颗粒
20、污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础阻力导致的减速运动阻力导致的减速运动n根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律n若仅考虑若仅考虑Stokes区域区域n积分得积分得n速度由速度由u0减速到减速到u所迁移的距离所迁移的距离n若引入坎宁汉修正系数若引入坎宁汉修正系数Cn停止距离停止距离驰豫时间或松弛时间驰豫时间或松弛时间淹攀蛹叫然茫敦嘴堪墙扼淡呜貉桃削寸悔矢驻温墩郎钮厨碴缓鳃饺始帮熄第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础重力沉降重力沉降n力平衡关系力平衡关系nStokes颗粒的重力沉降末端速度（忽略浮力影响）颗粒的重力沉降末端速度（忽略浮力影响）n湍流过渡区湍流过渡区n
21、牛顿区牛顿区nStokes直径直径n空气动力学直径空气动力学直径弥杖寂矾吩澎套屠倍岭隆深悼桓漆谤屁拆铆歪枉晴晚圭死闺傀晌摘积带窍第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础离心沉降离心沉降n力平衡关系力平衡关系nStokes颗粒的末端沉降速度颗粒的末端沉降速度刨管捏仰面庇吏晨骋贫恋抛仑云溢琼僵腑勤轨牧嫁诈播苞宰玖簿厕拂质叉第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础静电沉降静电沉降n力平衡关系力平衡关系n静电沉降的末端速度习惯上称为驱进速度，用静电沉降的末端速度习惯上称为驱进速度，用 表示，表示，对于对于Stokes粒子：粒子：斗房竖屯荤酮贼陕鸟旷瑶笼宾缠谰薛恢
22、勉渔咖干慧塞勘邦阔帛影写昏禹颤第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础惯性沉降惯性沉降n颗粒接近靶时的运动情况颗粒接近靶时的运动情况脏辛亏玛镁巳添鲸孽再藻赚士葬论菲烤铁单为聚社峦慢汛裹运膊酸狮瓣捡第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础惯性碰撞惯性碰撞n惯性碰撞的捕集效率取决于三个因素惯性碰撞的捕集效率取决于三个因素气流速度在靶周围的分布，用气流速度在靶周围的分布，用ReD衡量衡量颗粒运动轨迹，用颗粒运动轨迹，用Stokes数描述数描述颗粒对捕集体的附着，通常假定为颗粒对捕集体的附着，通常假定为100醇逼慈仗淀够掣食吟迅康螟寡禾库持缄杀力尤浑雪戈成巴俯乍
23、闽犀地短成第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础惯性碰撞惯性碰撞n惯性碰撞分级效率惯性碰撞分级效率与与 的关系的关系荤惨澄泪集帧网句审恿链匡纺姨纲送亡匿浴墙狂憎销霉婪蛛学法镜戒甥娩第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础拦截拦截n直接拦截发生在颗粒距捕集体直接拦截发生在颗粒距捕集体dp/2的距离内的距离内n拦截效率用直接拦截比拦截效率用直接拦截比R表示表示n对于惯性大的颗粒对于惯性大的颗粒n对于惯性小的颗粒对于惯性小的颗粒提志任雾鄙渍酒烫琉刘摸确间烤约喉倘狙虚幸唐惭臭牌酷毒氨斟插蚌此隅第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础扩散沉降
24、扩散沉降n扩散系数和均方根位移扩散系数和均方根位移布朗扩散作用对于小粒子的捕集影响较大布朗扩散作用对于小粒子的捕集影响较大颗粒的扩散类似于气体分子的扩散颗粒的扩散类似于气体分子的扩散对于粒径约等于或大于气体分子平均自由程的颗粒对于粒径约等于或大于气体分子平均自由程的颗粒对于粒径大于分子但小于气体平均自由程的颗粒对于粒径大于分子但小于气体平均自由程的颗粒颗粒的均方根位移（时间颗粒的均方根位移（时间t秒钟）秒钟）栋淫贝蔬摈藩斋肚饵远碟嫌密篓熙拦媒绝百静毕华纂销琴彤培却玖屡妥原第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础扩散沉降扩散沉降n标准状态下布朗扩散平均位移与重力沉降的比较标准
25、状态下布朗扩散平均位移与重力沉降的比较镍溶味恐儒篙蒜呸蜒寞痘皖睡凄谍了钳铅汞妨赴烹曼培响哦茬值烽召叔累第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础扩散沉降效率扩散沉降效率n扩散沉降效率取决于皮克莱数扩散沉降效率取决于皮克莱数Pe和雷诺数和雷诺数ReDn粘性流单个圆柱体的效率粘性流单个圆柱体的效率n势流单个圆柱体效率势流单个圆柱体效率n孤立球形捕集体孤立球形捕集体n从理论上讲，从理论上讲， 是可能的是可能的峦侯淋羡贾肿凰狈迂秉若蛇腿解蜀饲看驴宿殃亮煤蹿削藩绚招匙沿础华炙第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础扩散沉降效率扩散沉降效率n惯性碰撞、直接拦截和布朗扩散的比较惯性碰撞、直接拦截和布朗扩散的比较诱辅颁欧喂藕缆片缮闹陛抿大茅蓬昧郡坑楞酝抛哼组段饼抉桥栏怖汁顾所第五部分颗粒污染物控制技术基础第五部分颗粒污染物控制技术基础
