除塵技術基礎

項目二除塵技術基礎學習內容任務一粉塵的粒徑和性質粉塵的粒徑粉塵的粒徑分布粉塵的物理性質

任務二除塵器的性能除塵器的處理能力除塵器的除塵效率除塵器的壓力損失

任務一顆粒的粒徑和性質一、粉塵的粒徑1、單一顆粒的粒徑（1）顯微鏡法（投影徑）（2）篩分法（大于60μm粒徑）（3）光散射法（用于研究大氣的可見度）（4）沉降法任務一顆粒的粒徑和性質一、粉塵的粒徑1、單一顆粒的粒徑（1）顯微鏡法（投影徑）定向徑dF（Feret直徑）：顆粒投影面上兩平行線之間的距離，如圖2-1（a）；定向面積等分直徑dM（Martin直徑）：各顆粒在投影圖中，同一方向將顆粒投影面積二等分的線段長度，如圖2-1（b）；投影圓等值直徑dH（Heywood直徑）：與顆粒投影面積相等的圓的直徑，如圖2-1（c）。

一般情況下，同一顆粒的dF>dH>dMa-定向直徑b-定向面積等分直徑c-投影圓等值直徑投影圓等值直徑（2）篩分法（大于60μm粒徑）篩分直徑：顆粒能夠通過的最小方篩孔的寬度篩孔的大小用目表示——每英寸長度上篩孔的個數(shù)（3）光散射法等體積直徑dV：與顆粒體積相等的球形顆粒的直徑：其中：等體積直徑dV和圓等值直徑dH統(tǒng)稱為幾何當量徑。光散射法主要用于研究大氣的可見度。（4）沉降法斯托克斯直徑（沉降直徑）：同一流體中與顆粒密度相同、沉降速度相等的球體直徑。空氣動力學當量直徑：顆粒物在靜止空氣中，沉降速度與顆粒相等，密度為1g/cm3球形顆粒的直徑。

兩者之間的關系為：注意事項：不同的測定方法得到的粉塵粒徑數(shù)值可能差別很大；粒徑的測定結果與顆粒的形狀有關；通常用圓球度表示顆粒形狀與球形不一致的程度；圓球度：與顆粒體積相等的球體的表面積和顆粒的表面積之比,用Φs表示（Φs<1）球的圓球度Φs＝1；正立方體Φs＝0.806。某些常見粉塵的圓球度

2、平均粒徑表示法幾何平均粒徑：單一粒徑的幾何平均值（粒徑分布）。算術平均直徑：指所有顆粒直徑之和與顆粒總粒數(shù)之比，也稱為長度平均直徑。平均平方根直徑：按表面積計算的平均粒徑。常用于研究吸附現(xiàn)象和能見度等。平均立方根粒徑：按體積計算的平均粒徑。二、粒徑分布粒徑分布：某種粉塵中，不同粒徑的顆粒所占的比例，也稱粉塵分散度。粒徑分布可用顆粒的質量分數(shù)或個數(shù)百分數(shù)來表示，分別稱為質量分布和粒數(shù)分布。

粒徑分布可用表格、圖形和函數(shù)表示。1、（相對）頻率分布g（%）:

指粉塵粒徑由dp至dp+Δdp之間的粒子質量（或個數(shù)）占塵樣總質量（或總個數(shù)）的百分數(shù)，即：例1：取10g粉塵試樣，測得5μm至10μm之間的粉塵試樣共2.05g，則粉塵試樣中5～10μm之間的粉塵相對頻率分布g=20.5%。2、頻率密度分布

簡稱頻度分布，指單位粒徑間隔寬度時的頻率分布，即單位粒徑間隔寬度時的頻率分布，即：在例1中，5～10μm之間的粉塵頻率密度分布頻度分布達到最大值的粉塵粒徑dd稱為眾徑。3、篩下累積頻率分布G（%）

簡稱篩下累積分布，指小于某一粒徑dp的塵樣質量（或個數(shù)）占總質量（總個數(shù)）的百分數(shù)，即：4、篩上累積頻率分布R（%）

簡稱篩上累積分布，指大于某一粒徑dp的塵樣質量占總質量的百分數(shù)，即：篩下累積頻率分布G和篩上累積頻率分布R之間的關系為：例：取質量m0=10g的粉塵試樣，經測定得到各粒徑范圍△dp內粉塵質量為△m。將測定數(shù)據(jù)及計算結果列入表2.1。頻度分布f/(%/μm)三、粉塵的物理性質1、粉塵的密度2、粉塵的比表面積3、粉塵的潤濕性4、粉塵的安息角5、粉塵的荷電性和導電性6、粉塵的粘附性7、粉塵的爆炸性1、粉塵的密度單位體積粉塵的質量，kg/m3或g/cm3真密度ρp

：粉塵體積不包括顆粒內部和之間的縫隙；堆積密度ρb：用堆積體積計算。

粉塵的真密度研究塵粒在氣體中的運動等方面，堆積密度應用于存?zhèn)}或灰斗的容積的計算。2、粉塵的比表面積定義：

單位體積（或質量）粉塵所具有的表面積。

粉塵的比表面積增大，其物理和化學活性增強，在除塵技術中，對同一粉塵來說，比表面積越大越難補集。3、粉塵的潤濕性粉塵粒子與液體附著的難易程度。影響粉塵潤濕性的因素：粒徑、生成條件、組成、溫度、含水率、表面粗糙度、荷電性，表面張力和粘附力等有關。

粉塵的潤濕性是選擇除塵器的重要依據(jù)之一，親水性粉塵可選用濕式除塵器，而疏水性粉塵不宜采用。3、粉塵的潤濕性某些粉塵如水泥、熟石灰和白云石粉塵等，雖然是親水性的，但一旦吸水后形成不溶于水的硬垢——這一類粉塵稱為水硬性粉塵。由于水硬性粉塵容易在管道、設備內結垢，造成堵塞，所以不宜采用濕式除塵裝置。安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落下自然堆積形成的圓錐體母線與地面的夾角。安息角的影響因素：粉塵粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度、粉塵粘性。粒徑大、接近球形、表面光滑、含水率低時，安息角變小。安息角是設計除塵器料倉錐角和含塵管道傾角的主要依據(jù)。4、粉塵的安息角（堆積角、靜止角）5、粉塵的荷電性和導電性（1）粉塵的荷電性粉塵荷電的原因：在粉塵產生及運動過程中，由于相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電及接觸帶電體等，幾乎總是帶有一定量的電荷。荷電量隨溫度升高、表面積加大和含水率增加而增大。5、粉塵的荷電性和導電性（2）粉塵比電阻粉塵導電性與金屬導線類似，也用電阻率表示，單位用（Ω.cm）。容積導電：溫度較高時（＞200℃）靠粉塵顆粒內的電子或離子發(fā)生的導電；表面導電：溫度較低（＜100℃）時，主要靠表面的水分導電，稱為表面導電。5、粉塵的荷電性和導電性粉塵的電阻率與測定時的條件有關，如氣體的溫度、濕度、成分、粉塵的粒徑、堆積松散度等。粉塵電阻率僅是一種可以比較的表觀電阻率。它對電除塵器的除塵性能有重要影響，適宜電除塵器處理的粉塵比電阻范圍是1×104～2×1010Ω.cm。6、粉塵的粘附性定義：粉塵顆粒附著在固體表面或顆粒相互附著的現(xiàn)象。影響粉塵粘附力的因素：

粒徑小、形狀不規(guī)則、表面粗糙、含水率高、潤濕性好及荷電量大時，易于產生粘附現(xiàn)象。粉塵的粘附是一種常見的現(xiàn)象，既有有利的一面，也有有害的一面。就氣體除塵而言，許多除塵裝置依賴于粉塵的粘附性；但在含塵氣流管道和某些設備中，又要防止粉塵在壁面上的粘附，以免造成管道和設備的堵塞。7、粉塵的爆炸性可燃性懸浮粉塵在可能引起爆炸的濃度范圍與空氣混合，當有能量足夠的火源時就會發(fā)生爆炸。能夠引起爆炸的最高濃度——爆炸上限；最低濃度——爆炸下限。低于爆炸下限或高于爆炸上限均無爆炸危險。有些粉塵與水接觸后會引起自燃或爆炸，如鎂粉、碳化鈣等。任務二除塵裝置的分類和性能一、除塵裝置的處理能力二、除塵裝置的凈化效率三、除塵裝置的壓力損失一、處理能力含義：除塵裝置在單位時間內所能處理的含塵氣體的流量，一般用體積流量Q（m3/s）表示。式中：Q1N——裝置進口氣體流量，m3/s；Q2N——裝置出口氣體流量，m3/s。

除塵器的漏風率δ（%）除塵器進口風量與出口風量之差值與進口風量的比值。實際生產過程中，除塵器的漏風率盡量保持低于5%以內為宜。二、凈化效率定義：被捕集的粉塵量與進入裝置的粉塵量之比。表示除塵裝置捕集粉塵效果的重要技術指標。分為：1、總效率（η）2、通過率（P）3、分級除塵效率（ηi）1、總效率η（%）

是指在同一時間內凈化效率去除的污染物數(shù)量與進入裝置的污染物數(shù)量之比。裝置進口的氣體流量Q1N

（m3/s）污染物流量S1（g/s）；污染物濃度為C1N（g/m3）裝置出口的氣體流量Q2N；污染物流量S2（g/s）；污染物濃度為C2N（g/m3）裝置捕集污染物流量為S3Q1NC1NS1g1Q2NC2NS2g21、總效率η如果裝置不漏氣，則Q1N=Q2N，則上式可簡化為：2、通過率P當凈化效率高時，或為了說明污染物的排放率，有時采用通過率來表示除塵裝置的性能。通過率是指未被捕集的粉塵量占進入除塵裝置的粉塵總量的百分數(shù)，通常用P表示。3、分級除塵效率分級除塵效率——除塵裝置對某一粒徑dpi或某一粒徑間隔dpi至dpi+△dpi內粉塵的除塵效率。若設除塵器進口、出口和捕集的dpi顆粒的質量流量分別為S1i、S2i、S3i，則該除塵器對dpi顆粒的分級效率為：評定除塵裝置性能的重要指標。4、由總效率求分級效率由于S1i、S2i、S3i不易測定，可以測出除塵器進口、出口和捕集的粉塵的粒徑頻率分布g1i、g2i、g3i中任意兩組，有：S1i=S1g1i，S2i=S2g2i，S3i=S3g3i（2.16）（2.17）（2.18）粒徑間隔粒徑頻率分布（%）分級效率ηi（%）入口g1i出口g2i

捕集g3i

按式2.16按式2.17

按式2.18

三式平均

0～510.481.6

3.2

28.027.5

27.9

27.8

5～1014.0

15.012.8

83.190.0

89.8

87.6

10～2019.6

2.4

20.0

92.898.7

98.9

96.8

20～40

22.4

1.023.4

94.299.5

99.6

97.8

40～6014.0

0

14.8

96.0100

10098.7

＞6019.60

26.0

100

100100

100

旋風除塵器分級效率計算實例（η=90.8%）5、由分級效率求總除塵效率根據(jù)某種除塵器凈化某類粉塵的分級效率數(shù)據(jù)和某粉塵的粒徑分布數(shù)據(jù)，計算該種除