大氣污染控制工程

1、大氣污染控制工程1第第3 3章章 除塵技術(shù)基礎(chǔ)除塵技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)了解了解 粉塵的物理性質(zhì)，粒徑分類及表示方法粉塵的物理性質(zhì)，粒徑分類及表示方法掌握掌握 微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力的計(jì)算微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力的計(jì)算掌握微粒沉降分離機(jī)理掌握微粒沉降分離機(jī)理掌握掌握 除塵器的分類及性能除塵器的分類及性能大氣污染控制工程23.1 粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)3.1.1 密度密度 粉塵的密度是指單位體積粉塵的質(zhì)量，單位粉塵的密度是指單位體積粉塵的質(zhì)量，單位為為 kg/m3。分為分為真密度真密度和和堆積密度堆積密度。 真密度：真密度：?jiǎn)挝惑w積不包括粉塵顆粒體內(nèi)部的單位體積不包括粉塵顆粒體內(nèi)部的空隙和

2、顆粒之間的空隙而定義的密度，以符號(hào)空隙和顆粒之間的空隙而定義的密度，以符號(hào)P表示；表示； 堆積密度：堆積密度：?jiǎn)挝惑w積包括顆粒內(nèi)部的空隙和單位體積包括顆粒內(nèi)部的空隙和顆粒之間的空隙而定義的密度，以符號(hào)顆粒之間的空隙而定義的密度，以符號(hào)b表示。表示。 大氣污染控制工程3 粉塵越細(xì)，吸附的空氣越多，粉塵越細(xì)，吸附的空氣越多，值越值越大；充填過(guò)程加壓或振動(dòng)，則大；充填過(guò)程加壓或振動(dòng)，則值減小值減小。Pb)1 ( 大氣污染控制工程4比表面積是指單位體積（或質(zhì)量）粉塵具有的表面積比表面積是指單位體積（或質(zhì)量）粉塵具有的表面積。 vspcpmvscbvscvcsvdVSadVSadddVSa6)1 (6)

3、1 (6632 粉塵越細(xì)，粉塵比表面積越大，潤(rùn)濕性粉塵越細(xì)，粉塵比表面積越大，潤(rùn)濕性降低，粘附性增強(qiáng)，凝聚性增大，處理設(shè)備降低，粘附性增強(qiáng)，凝聚性增大，處理設(shè)備輸送阻力增大。輸送阻力增大。 3.1.2 比表面積比表面積 大氣污染控制工程51. 粉塵的含水率粉塵的含水率粉塵中的水分包括自由水分、結(jié)合水分和粉塵中的水分包括自由水分、結(jié)合水分和 化學(xué)結(jié)合水化學(xué)結(jié)合水。 %100dWWmmm3.1.3 粉塵的含水率及潤(rùn)濕性粉塵的含水率及潤(rùn)濕性大氣污染控制工程62. 粉塵的潤(rùn)濕性粉塵的潤(rùn)濕性 塵粒能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)塵粒能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)稱為粉塵的潤(rùn)濕性。稱為粉塵的潤(rùn)濕性。

4、 當(dāng)固體粒子與液體接觸時(shí)當(dāng)固體粒子與液體接觸時(shí),如果接觸面能擴(kuò)大如果接觸面能擴(kuò)大而相互附著而相互附著,就是就是能潤(rùn)濕能潤(rùn)濕；如果接觸面趨于縮；如果接觸面趨于縮小而不能附著小而不能附著,則是則是不能潤(rùn)濕不能潤(rùn)濕。 容易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為容易被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)親水性物質(zhì)，難以，難以被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為被水潤(rùn)濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)疏水性物質(zhì)。大氣污染控制工程7塵粒的潤(rùn)濕性不僅與粉塵的粒徑、生成條件、溫度、壓塵粒的潤(rùn)濕性不僅與粉塵的粒徑、生成條件、溫度、壓力、含水率、表面粗糙度及荷電性等有關(guān)，還與液體的表面張力、含水率、表面粗糙度及荷電性等有關(guān)，還與液體的表面張力、對(duì)塵粒的粘附力及相對(duì)于塵粒的

5、運(yùn)動(dòng)速度等有關(guān)。力、對(duì)塵粒的粘附力及相對(duì)于塵粒的運(yùn)動(dòng)速度等有關(guān)。對(duì)于對(duì)于5m以下特別是以下特別是1m以下的塵粒，即使是親水的，也以下的塵粒，即使是親水的，也很難被水潤(rùn)濕，這是由于細(xì)粉的比表面積大，對(duì)氣體的吸附作很難被水潤(rùn)濕，這是由于細(xì)粉的比表面積大，對(duì)氣體的吸附作用強(qiáng)，塵粒和水滴表面都有一層氣膜，因此只有在塵粒與水滴用強(qiáng)，塵粒和水滴表面都有一層氣膜，因此只有在塵粒與水滴之間具有較高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度時(shí)（如文丘里喉管中），才會(huì)被之間具有較高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度時(shí)（如文丘里喉管中），才會(huì)被潤(rùn)濕。潤(rùn)濕。 水硬性粉塵如水泥粉塵、熟石灰及白云石砂等不宜采用水硬性粉塵如水泥粉塵、熟石灰及白云石砂等不宜采用濕式洗滌器

6、凈化。濕式洗滌器凈化。大氣污染控制工程81. 荷電性荷電性 粉塵的荷電量隨溫度升高、比表面積增大及粉塵的荷電量隨溫度升高、比表面積增大及含水量減小而增大。含水量減小而增大。 2. 比電阻和導(dǎo)電性比電阻和導(dǎo)電性 jV粉塵層的厚度電流密度電壓jV容積導(dǎo)電：高于容積導(dǎo)電：高于200時(shí)，粉塵自身電子和離子進(jìn)行；時(shí)，粉塵自身電子和離子進(jìn)行；表面導(dǎo)電：低于表面導(dǎo)電：低于100 時(shí)，靠塵粒表面吸附的水分和化學(xué)時(shí)，靠塵粒表面吸附的水分和化學(xué)膜進(jìn)行。膜進(jìn)行。3.1.4 荷電性和導(dǎo)電性荷電性和導(dǎo)電性大氣污染控制工程9 最適宜的電除塵器捕集的比最適宜的電除塵器捕集的比電阻為電阻為10421010cm。 在高溫在高溫

7、(200)條件下，溫條件下，溫度升高，粉塵內(nèi)部會(huì)發(fā)生電度升高，粉塵內(nèi)部會(huì)發(fā)生電子的熱激化作用，使容積比子的熱激化作用，使容積比電阻下降。電阻下降。 在低溫在低溫(100)條件下，溫條件下，溫度升高，粉塵表面吸附的水度升高，粉塵表面吸附的水分減少，使表面比電阻升高分減少，使表面比電阻升高。 大氣污染控制工程10 粉塵自漏斗連續(xù)落到水平面上，堆積成圓錐體。圓錐體粉塵自漏斗連續(xù)落到水平面上，堆積成圓錐體。圓錐體的母線同水平面的夾角稱為該粉塵的的母線同水平面的夾角稱為該粉塵的安息角安息角，也叫休止角、，也叫休止角、堆積角等。堆積角等。 粉塵的粉塵的滑動(dòng)角滑動(dòng)角系指自然堆放在光滑平面上的粉塵，隨光系指自

8、然堆放在光滑平面上的粉塵，隨光滑平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)滑平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),平板上粉塵開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)的平板傾斜平板上粉塵開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)的平板傾斜角。角。 粉塵的安息角及滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)粉塵流動(dòng)性的一個(gè)重要指粉塵的安息角及滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)粉塵流動(dòng)性的一個(gè)重要指標(biāo)。安息角和流動(dòng)角小的粉塵，流動(dòng)性好，安息角和流動(dòng)角標(biāo)。安息角和流動(dòng)角小的粉塵，流動(dòng)性好，安息角和流動(dòng)角大的粉塵，其流動(dòng)性就差。粉塵的安息角和滑動(dòng)角是設(shè)計(jì)除大的粉塵，其流動(dòng)性就差。粉塵的安息角和滑動(dòng)角是設(shè)計(jì)除塵器灰斗塵器灰斗(或料倉(cāng)或料倉(cāng))的錐度、除塵管路或輸灰管路斜度的重要的錐度、除塵管路或輸灰管路斜度的重要依據(jù)。依據(jù)。r為為3540比較合適比較合適r 3.

9、1.5 粉塵的安息角和滑動(dòng)角粉塵的安息角和滑動(dòng)角 大氣污染控制工程11 粉塵的粘附性是指粉塵顆粒之間互相附著粉塵的粘附性是指粉塵顆粒之間互相附著或粉塵附著在器壁表面的可能性。粉塵顆?；蚍蹓m附著在器壁表面的可能性。粉塵顆粒由于互相粘附而凝聚變大，有利于提高除塵由于互相粘附而凝聚變大，有利于提高除塵器的捕集效率，但粉塵對(duì)器壁的粘附會(huì)造成器的捕集效率，但粉塵對(duì)器壁的粘附會(huì)造成裝置和管道的堵塞。裝置和管道的堵塞。 顆粒細(xì)，形狀不規(guī)則，表面粗糙，含水率顆粒細(xì)，形狀不規(guī)則，表面粗糙，含水率高，潤(rùn)濕性好及荷電量大時(shí)，易于產(chǎn)生粘附高，潤(rùn)濕性好及荷電量大時(shí)，易于產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。現(xiàn)象。此外，還與粉塵隨氣流運(yùn)動(dòng)的速度

10、及此外，還與粉塵隨氣流運(yùn)動(dòng)的速度及壁面粗糙情況有關(guān)壁面粗糙情況有關(guān)。 3.1.6 粉塵的粘附性粉塵的粘附性大氣污染控制工程12在封閉空間內(nèi)可燃性懸浮粉塵的燃燒在一定濃度范圍內(nèi)會(huì)在封閉空間內(nèi)可燃性懸浮粉塵的燃燒在一定濃度范圍內(nèi)會(huì)導(dǎo)致化學(xué)爆炸。能夠引起爆炸的濃度范圍叫作導(dǎo)致化學(xué)爆炸。能夠引起爆炸的濃度范圍叫作爆炸極限爆炸極限，引起，引起爆炸的最高濃度叫做爆炸的最高濃度叫做爆炸上限爆炸上限,最低的濃度叫做最低的濃度叫做爆炸下限爆炸下限。在低。在低于爆炸濃度下限或高于爆炸濃度上限的燃燒都屬于正常的于爆炸濃度下限或高于爆炸濃度上限的燃燒都屬于正常的安全安全燃燒燃燒，不會(huì)發(fā)生爆炸。由于多數(shù)粉塵的爆炸上限濃

11、度很高，在，不會(huì)發(fā)生爆炸。由于多數(shù)粉塵的爆炸上限濃度很高，在多數(shù)情況下達(dá)不到這個(gè)濃度多數(shù)情況下達(dá)不到這個(gè)濃度,因而粉塵的爆炸上限濃度無(wú)實(shí)際意因而粉塵的爆炸上限濃度無(wú)實(shí)際意義。義。粉塵著火所需要的最低溫度為著火點(diǎn)，粉塵越細(xì)，著火點(diǎn)粉塵著火所需要的最低溫度為著火點(diǎn)，粉塵越細(xì)，著火點(diǎn)越低。著火點(diǎn)越低，越低。著火點(diǎn)越低，爆炸下限爆炸下限越低，粉塵爆炸越低，粉塵爆炸 的危險(xiǎn)性越大。的危險(xiǎn)性越大。3.1.7 粉塵的爆炸性粉塵的爆炸性大氣污染控制工程13 有些粉塵有些粉塵(如鎂粉、碳化鈣粉如鎂粉、碳化鈣粉)與水接觸后會(huì)引與水接觸后會(huì)引起自燃或爆炸，稱這種粉塵為具有爆炸危險(xiǎn)性起自燃或爆炸，稱這種粉塵為具有爆炸

12、危險(xiǎn)性粉塵。這類粉塵不能采用濕法除塵。粉塵。這類粉塵不能采用濕法除塵。 有些粉塵有些粉塵(如硫礦粉、煤塵等如硫礦粉、煤塵等)在空氣中達(dá)到一在空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)，在外界的高溫、摩擦、震動(dòng)、碰撞定濃度時(shí)，在外界的高溫、摩擦、震動(dòng)、碰撞以及放電火花等作用下會(huì)引起爆炸，這些粉塵以及放電火花等作用下會(huì)引起爆炸，這些粉塵亦稱為具有爆炸危險(xiǎn)性粉塵。亦稱為具有爆炸危險(xiǎn)性粉塵。 有些粉塵互相接觸或混合，如溴與磷、鋅粉與有些粉塵互相接觸或混合，如溴與磷、鋅粉與鎂粉接觸混合，也會(huì)引起爆炸鎂粉接觸混合，也會(huì)引起爆炸。大氣污染控制工程大氣污染控制工程143.2.1. 粒徑粒徑 粒徑：表示粒子大小的最佳代表性尺寸，分為

13、單一粒徑和平均粒徑粒徑：表示粒子大小的最佳代表性尺寸，分為單一粒徑和平均粒徑（1 1）單一粒徑）單一粒徑 球形顆粒用直徑來(lái)表示，非球形顆粒一般用球形顆粒用直徑來(lái)表示，非球形顆粒一般用投影徑投影徑、篩分粒徑篩分粒徑、幾何當(dāng)量徑幾何當(dāng)量徑和和物理當(dāng)量徑物理當(dāng)量徑四種方法來(lái)定義。四種方法來(lái)定義。 投影徑：顆粒在顯微鏡下觀察到的粒徑投影徑：顆粒在顯微鏡下觀察到的粒徑。長(zhǎng)短徑長(zhǎng)短徑定向徑定向徑定向面積等分徑定向面積等分徑3.2 粉塵的粒徑和粒徑分布粉塵的粒徑和粒徑分布 目是指每平方英時(shí)篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目目是指每平方英時(shí)篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目，5050目就是指目就是指每平方英時(shí)上的孔眼是每平方英時(shí)上的孔眼是505

14、0個(gè)，個(gè)，500500目就是目就是500500個(gè)，個(gè)，目數(shù)越目數(shù)越高，孔眼越多。高，孔眼越多。除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時(shí)用于表除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時(shí)用于表示能夠通過(guò)篩網(wǎng)的粒子粒徑，示能夠通過(guò)篩網(wǎng)的粒子粒徑，目數(shù)越高，粒徑越小目數(shù)越高，粒徑越小。 篩分粒徑就是顆?？梢酝ㄟ^(guò)篩網(wǎng)的篩孔尺寸。篩分粒徑就是顆?？梢酝ㄟ^(guò)篩網(wǎng)的篩孔尺寸。國(guó)內(nèi)通常使用的篩網(wǎng)數(shù)目與粒徑（國(guó)內(nèi)通常使用的篩網(wǎng)數(shù)目與粒徑（m）對(duì)照表）對(duì)照表網(wǎng)目數(shù)網(wǎng)目數(shù)粒徑粒徑m 網(wǎng)目數(shù)網(wǎng)目數(shù)粒徑粒徑m 2800010015036700115125447501201205400012511563350130113728001401098236

15、0150106101700160961214001709014118017586161000180801888020075208302306224700240612860025058305502705332500300483542532545403804003842355500254532560023483008001850270100013602501340106523020006.57021250002.68018080001.690160100001.3大氣污染控制工程17幾何當(dāng)量徑：取與顆粒的某一幾何量幾何當(dāng)量徑：取與顆粒的某一幾何量（如體積、面積等）相同時(shí)的球形顆粒的（如體積、面積等

16、）相同時(shí)的球形顆粒的直徑。直徑。等投影面積徑等投影面積徑等體積徑等體積徑等表面積徑等表面積徑大氣污染控制工程18物理當(dāng)量徑：取與顆粒的某一物理量相同時(shí)的球形顆粒的直徑物理當(dāng)量徑：取與顆粒的某一物理量相同時(shí)的球形顆粒的直徑斯托克斯粒徑斯托克斯粒徑d dstst：與被測(cè)粒子：與被測(cè)粒子密度相同密度相同，終末沉，終末沉降速度相等的球的直徑。降速度相等的球的直徑?？諝鈩?dòng)力粒徑空氣動(dòng)力粒徑d da a：與被測(cè)粒子在空氣中的終末沉降：與被測(cè)粒子在空氣中的終末沉降速度相等的速度相等的單位密度單位密度的球的直徑。的球的直徑。gsvstdP)(182/1)(Pstdad大氣污染控制工程19（2 2）平均粒徑）平

17、均粒徑大氣污染控制工程20 nnddl/nngdddd/ 121)(ndnddsl/223/ndnddvs3/13)/(nnddv34/ndnddm2/12)/(nnddsad/ )1 (650ddd粒徑分布中頻度最高的粒粒徑分布中頻度最高的粒徑徑眾徑眾徑分離、分級(jí)裝置性分離、分級(jí)裝置性能的表示能的表示粒徑分布的累積值為粒徑分布的累積值為50%50%時(shí)的粒徑時(shí)的粒徑中位徑中位徑蒸發(fā)、分子擴(kuò)散蒸發(fā)、分子擴(kuò)散由粒子比表面積由粒子比表面積a a計(jì)算的計(jì)算的粒徑粒徑比表面積徑比表面積徑吸收吸收總表面積除以總個(gè)數(shù)取其總表面積除以總個(gè)數(shù)取其平方根平方根表面積平均徑表面積平均徑氣體輸送、燃燒效氣體輸送、燃燒

18、效率、質(zhì)量平衡率、質(zhì)量平衡質(zhì)量等于總質(zhì)量，粒子數(shù)質(zhì)量等于總質(zhì)量，粒子數(shù)等于總個(gè)數(shù)的等粒子粒徑等于總個(gè)數(shù)的等粒子粒徑質(zhì)量平均徑質(zhì)量平均徑與粒子總個(gè)數(shù)和總體積相與粒子總個(gè)數(shù)和總體積相等的均一球的直徑等的均一球的直徑體積平均粒體積平均粒傳質(zhì)、粒子充填層傳質(zhì)、粒子充填層的流體阻力，充填的流體阻力，充填材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度全部粒子的體積除以總表全部粒子的體積除以總表面積面積體面積平均徑體面積平均徑吸附吸附表面積總和除以直徑的總表面積總和除以直徑的總和和面積長(zhǎng)度平均面積長(zhǎng)度平均徑徑單一徑的幾何平均值單一徑的幾何平均值幾何平均徑幾何平均徑蒸發(fā)、各種粒徑的蒸發(fā)、各種粒徑的比較比較單一徑的算術(shù)平均值單一徑的算術(shù)

19、平均值算術(shù)平均徑算術(shù)平均徑應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍物理意義物理意義計(jì)算公式計(jì)算公式名稱名稱大氣污染控制工程21 粒徑分布是指某一粒子群中不同粒徑的粒子所占粒徑分布是指某一粒子群中不同粒徑的粒子所占的比例，的比例，也稱粒子的分散度。有個(gè)數(shù)分布、表面積也稱粒子的分散度。有個(gè)數(shù)分布、表面積分布、質(zhì)量分布等，除塵技術(shù)中多采用質(zhì)量分布。分布、質(zhì)量分布等，除塵技術(shù)中多采用質(zhì)量分布。1. 粒徑分布的表示方法粒徑分布的表示方法 (1) 頻數(shù)分布頻數(shù)分布 對(duì)從氣溶膠顆粒群中取出具有代表性并符合統(tǒng)對(duì)從氣溶膠顆粒群中取出具有代表性并符合統(tǒng)計(jì)學(xué)所規(guī)定的樣本，在顯微鏡下進(jìn)行觀測(cè)將觀測(cè)計(jì)學(xué)所規(guī)定的樣本，在顯微鏡下進(jìn)行觀測(cè)將觀測(cè)到

20、的粒徑以及各粒徑或粒徑區(qū)間內(nèi)顆粒的個(gè)數(shù)或質(zhì)到的粒徑以及各粒徑或粒徑區(qū)間內(nèi)顆粒的個(gè)數(shù)或質(zhì)量，分成各等距量，分成各等距(或不等距或不等距)組并以表格形式將各組組并以表格形式將各組中的粒子個(gè)數(shù)或質(zhì)量數(shù)中的粒子個(gè)數(shù)或質(zhì)量數(shù)(組頻數(shù)組頻數(shù))排列成表。排列成表。3.2.2. 粒徑分布粒徑分布大氣污染控制工程22分組號(hào)分組號(hào)123456789粒徑范圍粒徑范圍 dp/m61010141418182222262630303434383842粒徑間隔粒徑間隔dp/m444444444粉塵質(zhì)量粉塵質(zhì)量m/g0.0120.0980.360.640.860.890.80.460.16頻數(shù)分布頻數(shù)分布D/%0.32.38

21、.415.020.120.818.710.73.7頻度分布頻度分布f/(%m-1)0.070.572.103.755.035.204.682.670.92篩上累積分布篩上累積分布R/%10099.897.589.174.154.033.214.53.8篩下累積分布篩下累積分布D/%00.22.510.925.946.066.885.596.2大氣污染控制工程23(2) 相對(duì)頻數(shù)分布相對(duì)頻數(shù)分布D(%)：是指粒徑從：是指粒徑從dp到到dp dp之間的粒之間的粒子質(zhì)量子質(zhì)量m占粉塵試樣總質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量m0的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。(3) 頻率密度分布頻率密度分布(%/m)，是指粒徑組距為，是指粒徑

22、組距為1 m時(shí)的相對(duì)頻時(shí)的相對(duì)頻數(shù)分布，即數(shù)分布，即 dp1 m時(shí)粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的百時(shí)粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)。 pppdddDdfmdDf)(/% 100D %1000并有mmD大氣污染控制工程24d. 篩上累積頻率分布篩上累積頻率分布R(%)：是指大于某一粒徑的所有粒子質(zhì)：是指大于某一粒徑的所有粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。量占粉塵試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。 篩下累積頻率分布篩下累積頻率分布D(%)maxmax)()(ddppddpppdddfdDdR%100)()(ppdDdRppddppddpdddfdDdDminmin)()(大氣污染控制工程25 右圖是頻數(shù)分布

23、直方圖（右圖是頻數(shù)分布直方圖（a） 、頻、頻度分布的直方圖（度分布的直方圖（b）和篩上累積分）和篩上累積分布及篩下累積分布的曲線（布及篩下累積分布的曲線（c）。）。 篩上累積分布和篩下累積分布相篩上累積分布和篩下累積分布相等等(R=D=50%)時(shí)的粒徑為中位徑，記時(shí)的粒徑為中位徑，記作作d50，即即 (c) 中中R與與D兩曲線交點(diǎn)處對(duì)兩曲線交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的粒徑。中位徑是除塵技術(shù)中常用應(yīng)的粒徑。中位徑是除塵技術(shù)中常用的一種表示粉塵粒徑分布特性的簡(jiǎn)明的一種表示粉塵粒徑分布特性的簡(jiǎn)明方法。方法。 (b)中頻度分布達(dá)到最大值時(shí)相對(duì)中頻度分布達(dá)到最大值時(shí)相對(duì)應(yīng)的粒徑稱作眾徑，記作應(yīng)的粒徑稱作眾徑，記作dd。

24、 大氣污染控制工程261. 正態(tài)分布（高斯分布）正態(tài)分布（高斯分布） 頻數(shù)曲線是對(duì)稱于算術(shù)平均頻數(shù)曲線是對(duì)稱于算術(shù)平均值的兩側(cè)，值的兩側(cè)，故其眾徑、中位徑故其眾徑、中位徑和算術(shù)平均值重合。和算術(shù)平均值重合。 頻率密度曲線是關(guān)于平均值頻率密度曲線是關(guān)于平均值對(duì)稱的鐘型曲線，累計(jì)分布曲對(duì)稱的鐘型曲線，累計(jì)分布曲線在概率坐標(biāo)圖中為一直線。線在概率坐標(biāo)圖中為一直線。3.2.3 粉塵粒徑的分布函數(shù)粉塵粒徑的分布函數(shù)222)(exp2100)(pppdddf)(2113.8487.155078 .1531 .8450dddddd272. 對(duì)數(shù)正態(tài)分布對(duì)數(shù)正態(tài)分布 大多數(shù)粒子的粒徑分大多數(shù)粒子的粒徑分布在矩

25、形坐標(biāo)圖中是偏態(tài)布在矩形坐標(biāo)圖中是偏態(tài)的，若橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)的，若橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)（ln dp）代替，可轉(zhuǎn)化為）代替，可轉(zhuǎn)化為近似正態(tài)分布的對(duì)稱性鐘近似正態(tài)分布的對(duì)稱性鐘型曲線型曲線。 )(ln2)ln(lnexp2ln100)(ln22gppgpdddf大氣污染控制工程282/113.8487.155087.1513.8450)(ddddddg293. 羅辛羅辛拉姆勒（拉姆勒（R-R）分布）分布)exp(100)(nppddRp100lgdlg(lg)R若以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)作圖，可得到一條直線。nppdddR50693. 0exp100)()1(100lglglg)100lg(lgmdR

26、dnRppnpdpdR10100)(或或大氣污染控制工程303.3 微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力3.3.1 微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力和阻力系數(shù)微粒在流體中的運(yùn)動(dòng)阻力和阻力系數(shù) 大小由下式確定：大小由下式確定：22vACFpDDvdCppmpDRe Re和和m的值與粒子雷諾數(shù)的大小有關(guān)。的值與粒子雷諾數(shù)的大小有關(guān)。大氣污染控制工程31 層流區(qū)層流區(qū)，也稱斯托克斯，也稱斯托克斯區(qū)，區(qū)，Rep1.0，有，有24，m=1.0，故故 過(guò)渡區(qū)過(guò)渡區(qū)，也稱奧倫區(qū)，也稱奧倫區(qū)，Rep1500，有，有18.5，m=0.6，故故vdFCppD3 Re24D6.0Re5.18pDC 紊流區(qū)，也稱牛頓區(qū)

27、，紊流區(qū)，也稱牛頓區(qū)， 500 Rep 105，有，有0.44，m=0，故，故44.0DC大氣污染控制工程32區(qū)域 層流區(qū) （Stokes 區(qū)） 過(guò)渡區(qū) （Allen 區(qū)） 紊流區(qū) （Nenton 區(qū)） Rep 1 或2 1500 500 Rep 1000m 表表 3-3 3-3 不同區(qū)域內(nèi)的阻力系數(shù)不同區(qū)域內(nèi)的阻力系數(shù)C CD D和阻力和阻力F FD D層流區(qū)中：層流區(qū)中：vdFp3D（3-40）大氣污染控制工程33 在式在式(3-40)的推導(dǎo)過(guò)程中，曾假設(shè)微粒表面有一無(wú)限薄的流體的推導(dǎo)過(guò)程中，曾假設(shè)微粒表面有一無(wú)限薄的流體介質(zhì)層，它與塵粒之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。當(dāng)微粒介質(zhì)層，它與

28、塵粒之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。當(dāng)微粒粒徑小于粒徑小于1.0m時(shí)，薄氣層與微粒表面有滑動(dòng)現(xiàn)象，使實(shí)際阻力時(shí)，薄氣層與微粒表面有滑動(dòng)現(xiàn)象，使實(shí)際阻力小于按式小于按式(3-40)計(jì)算之值?？蠈帩h針對(duì)這種現(xiàn)象，提出了滑動(dòng)修計(jì)算之值?？蠈帩h針對(duì)這種現(xiàn)象，提出了滑動(dòng)修正系數(shù)（又稱肯寧漢修正系數(shù)），以正系數(shù)（又稱肯寧漢修正系數(shù)），以Cu表示，即表示，即)55. 0exp(4 . 0257. 121ppuddC3.3.2 滑動(dòng)修正系數(shù)（又稱肯寧漢修正系數(shù)）滑動(dòng)修正系數(shù)（又稱肯寧漢修正系數(shù)）499. 0MRT8大氣污染控制工程34 微粒在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、離心力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，只要滿微粒在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、離心力場(chǎng)

29、中的運(yùn)動(dòng)，只要滿足足Rep1.0，且，且dp 1m時(shí)，都可用下式計(jì)算阻力系數(shù)：時(shí)，都可用下式計(jì)算阻力系數(shù)：upCvdF/3D 在常壓空氣中，在常壓空氣中，Cu也可用下式估算也可用下式估算pudTC/1021. 614粒徑粒徑dp的單位為的單位為m大氣污染控制工程353.4 微粒沉降分離機(jī)理微粒沉降分離機(jī)理 3.4.1 重力沉降重力沉降 設(shè)一直徑為設(shè)一直徑為d dp p的球形顆粒在靜止流體的球形顆粒在靜止流體中從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始作自由重力沉降。顆粒中從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始作自由重力沉降。顆粒只受重力只受重力F F1 1和流體浮力和流體浮力F F2 2的作用，這兩個(gè)的作用，這兩個(gè)力向下的合力力向下的合力F F

30、G G為：為： 當(dāng)合力當(dāng)合力F FG G和阻力和阻力F FD D相等時(shí)，沉降速度相等時(shí)，沉降速度達(dá)到最大，稱為終末沉降速度。達(dá)到最大，稱為終末沉降速度。3G12F()6ppFFdgDppsspDppCgdvvdCgd3)(424)(6223大氣污染控制工程36假設(shè)處于某一區(qū)域（如層流區(qū)），將相應(yīng)阻力系數(shù)假設(shè)處于某一區(qū)域（如層流區(qū)），將相應(yīng)阻力系數(shù)公式代入速度式。公式代入速度式。如將如將gdgdvpppps1818)(22在計(jì)算粉塵顆粒的終末沉降速度時(shí)，常需要采用試算法。在計(jì)算粉塵顆粒的終末沉降速度時(shí)，常需要采用試算法?？傻檬酱? Re24spDvC再將再將vs代入代入Rep式，驗(yàn)證式，驗(yàn)證R

31、ep是否符合原假設(shè)區(qū)域。是否符合原假設(shè)區(qū)域。若假設(shè)不成立，則需重新假設(shè)所處區(qū)域。若假設(shè)不成立，則需重新假設(shè)所處區(qū)域。大氣污染控制工程37 大多數(shù)工業(yè)粉塵的粒徑在大多數(shù)工業(yè)粉塵的粒徑在100微米以下，故對(duì)于氣體除微米以下，故對(duì)于氣體除塵中所遇到的粉塵，一般都可以采用斯托克斯公式進(jìn)行計(jì)算。塵中所遇到的粉塵，一般都可以采用斯托克斯公式進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)粉塵的粒徑小于當(dāng)粉塵的粒徑小于1微米時(shí)，應(yīng)用肯寧漢滑動(dòng)修正系數(shù)進(jìn)行修正微米時(shí)，應(yīng)用肯寧漢滑動(dòng)修正系數(shù)進(jìn)行修正。uppsCgdv18)(2大氣污染控制工程38對(duì)于過(guò)渡區(qū)，終末沉降速度對(duì)于過(guò)渡區(qū)，終末沉降速度vs 為為對(duì)于牛頓區(qū)，終末沉降速度對(duì)于牛頓區(qū)，終末沉降

32、速度vs 為為286. 0428. 0714. 0714. 014. 1)(153. 0gdvpps2/1/)(74. 1gdvpps大氣污染控制工程393.4.2 3.4.2 離心沉降離心沉降rvdrvdvpppps22221818)(大氣污染控制工程40 電力沉降包括兩類情況：自然荷電粒子和外加電場(chǎng)電力沉降包括兩類情況：自然荷電粒子和外加電場(chǎng)荷電粒子在電力作用下的沉降。荷電粒子在電力作用下的沉降。 對(duì)于斯托克斯區(qū)域的顆粒，顆粒所受氣流阻力，當(dāng)靜對(duì)于斯托克斯區(qū)域的顆粒，顆粒所受氣流阻力，當(dāng)靜電力電力FE和阻力和阻力FD達(dá)到平衡時(shí)，顆粒便達(dá)到靜電沉降的終達(dá)到平衡時(shí)，顆粒便達(dá)到靜電沉降的終末速度

33、，習(xí)慣上稱為顆粒的驅(qū)進(jìn)速度，并用末速度，習(xí)慣上稱為顆粒的驅(qū)進(jìn)速度，并用表示表示 靜電力靜電力FE為為 FE=qE pdqE33.4.3 電力沉降電力沉降大氣污染控制工程41攔截?cái)r截：顆粒顆粒4 4和和5 5因質(zhì)量和慣性較小而不會(huì)離開(kāi)流線，這因質(zhì)量和慣性較小而不會(huì)離開(kāi)流線，這時(shí)只要粒子的中心是處在距靶表面不超過(guò)時(shí)只要粒子的中心是處在距靶表面不超過(guò)d dp p/2/2的流線上，的流線上，就會(huì)與捕塵體接觸而被捕獲。就會(huì)與捕塵體接觸而被捕獲。 慣性碰撞慣性碰撞：距停滯流線較距停滯流線較近的大顆粒近的大顆粒3 3，因其質(zhì)量，因其質(zhì)量和慣性較大而脫離流線，和慣性較大而脫離流線，保持自身原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向保持自

34、身原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向而與靶碰撞，繼而被捕集而與靶碰撞，繼而被捕集。3.4.4 慣性沉降慣性沉降大氣污染控制工程423.4.4.1 慣性碰撞慣性碰撞 慣性碰撞的捕集效率主要取決于三個(gè)因素：慣性碰撞的捕集效率主要取決于三個(gè)因素：(1)(1)氣流速度在捕塵體（即靶）周?chē)姆植細(xì)饬魉俣仍诓秹m體（即靶）周?chē)姆植?，它隨，它隨氣體相對(duì)捕塵體流動(dòng)的雷諾數(shù)而變化。捕塵體雷諾氣體相對(duì)捕塵體流動(dòng)的雷諾數(shù)而變化。捕塵體雷諾數(shù)數(shù) 定義為定義為式中式中 v v0 0未被擾動(dòng)的上游氣流與捕塵體之間的相對(duì)流速（未被擾動(dòng)的上游氣流與捕塵體之間的相對(duì)流速（m/sm/s）；）； D Dc c捕塵體的定性尺寸（捕塵體的定性尺寸（m

35、m）。）。 在高在高 下（勢(shì)流），除了鄰近捕塵下（勢(shì)流），除了鄰近捕塵體表面附近外，氣流流型與理想氣體一致；在較低體表面附近外，氣流流型與理想氣體一致；在較低 時(shí)，氣流受粘性力支配，即為粘性流。時(shí)，氣流受粘性力支配，即為粘性流。DRecDDv0ReDReDRe大氣污染控制工程43(2)(2)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，它取決于顆粒的質(zhì)量、氣流阻顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，它取決于顆粒的質(zhì)量、氣流阻力、捕塵體的尺寸和形狀，以及氣流速度等。力、捕塵體的尺寸和形狀，以及氣流速度等。斯托克斯準(zhǔn)數(shù)斯托克斯準(zhǔn)數(shù)StSt( (也稱為慣性碰撞參數(shù)），它定義也稱為慣性碰撞參數(shù)），它定義為顆粒的停止距離為顆粒的停止距離x xs s與捕塵體直

36、徑與捕塵體直徑D Dc c之比。對(duì)于球之比。對(duì)于球形的斯托克斯顆粒形的斯托克斯顆粒, ,有有 慣性碰撞分級(jí)效率慣性碰撞分級(jí)效率 stst與斯托克斯準(zhǔn)數(shù)與斯托克斯準(zhǔn)數(shù)StSt的關(guān)系的關(guān)系cuppcupcusDCvdDCvDCxSt18020)7 . 0(StStst(3)(3)顆粒對(duì)捕塵體的附著，捕集效率通常假定為顆粒對(duì)捕塵體的附著，捕集效率通常假定為100%100%。大氣污染控制工程44攔截作用一般用無(wú)因次的攔截參數(shù)攔截作用一般用無(wú)因次的攔截參數(shù)R R來(lái)表示其特性，來(lái)表示其特性，它定義為：它定義為：cpDdR 攔截參數(shù)攔截參數(shù)R R愈大，即愈大，即d dp p愈大，愈大，D Dc c愈小，攔截

37、效率愈高。愈小，攔截效率愈高。 3.4.4.2 攔截?cái)r截大氣污染控制工程453.4.5.1 均方位移和擴(kuò)散系數(shù)均方位移和擴(kuò)散系數(shù)很小的微粒受到氣體分子的無(wú)規(guī)則撞擊，使它們很小的微粒受到氣體分子的無(wú)規(guī)則撞擊，使它們也象氣體分子一樣作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)；也象氣體分子一樣作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)促使微粒從濃度較高的區(qū)域向濃度較低布朗運(yùn)動(dòng)促使微粒從濃度較高的區(qū)域向濃度較低的區(qū)域擴(kuò)散，稱為布朗擴(kuò)散。在一定時(shí)間的區(qū)域擴(kuò)散，稱為布朗擴(kuò)散。在一定時(shí)間t內(nèi)，內(nèi)，粒子沿粒子沿x軸的均方位移為軸的均方位移為DtkBTtx2223.4.5 擴(kuò)散沉降擴(kuò)散沉降大氣污染控制工程463.4.5.2 擴(kuò)散沉降

38、效率擴(kuò)散沉降效率 擴(kuò)散沉降效率取決于捕塵體的質(zhì)量傳遞皮克萊擴(kuò)散沉降效率取決于捕塵體的質(zhì)量傳遞皮克萊（Peclet）數(shù)）數(shù)Pe和捕塵體雷諾數(shù)和捕塵體雷諾數(shù)ReD。皮克萊數(shù)。皮克萊數(shù)Pe定義為：定義為： 對(duì)于粘性流，朗格繆爾提出的計(jì)算顆粒在孤立對(duì)于粘性流，朗格繆爾提出的計(jì)算顆粒在孤立的單個(gè)圓柱形捕塵體上的擴(kuò)散沉降效率為的單個(gè)圓柱形捕塵體上的擴(kuò)散沉降效率為 DDvPec03/13/2)Reln2(71. 1DBDPedp (微米）微米）慣性碰撞效率慣性碰撞效率（%）攔截效率（攔截效率（%）擴(kuò)散沉降效率擴(kuò)散沉降效率（%）0.0011000.013.860.20.1100.0040.0251030.52

39、0371.5各種捕集作用比較各種捕集作用比較 對(duì)于大顆粒的捕集，擴(kuò)散沉降的作用很小，對(duì)于大顆粒的捕集，擴(kuò)散沉降的作用很小，主要靠慣性碰撞作用主要靠慣性碰撞作用 對(duì)于很小的顆粒，慣性碰撞作用很小，主對(duì)于很小的顆粒，慣性碰撞作用很小，主要靠擴(kuò)散沉降要靠擴(kuò)散沉降 對(duì)于在慣性碰撞和擴(kuò)散沉降均無(wú)效的粒徑對(duì)于在慣性碰撞和擴(kuò)散沉降均無(wú)效的粒徑范圍內(nèi)（范圍內(nèi)（0.2-1.0微米）捕集效率最低。微米）捕集效率最低。大氣污染控制工程48大氣污染控制工程493.5 除塵器的分類與性能除塵器的分類與性能3.5.1 除塵器的分類除塵器的分類四類六種除塵器四類六種除塵器機(jī)械力除塵器機(jī)械力除塵器電力除塵器電力除塵器過(guò)濾式除塵器過(guò)濾式除塵器洗滌除塵器洗滌除塵器重力沉降室重力沉降室慣性除塵器慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器大氣污染控制工程50技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低阻高效低阻高效處理流量處理流量除塵效率除塵效率壓力損失壓力損失設(shè)備投資及運(yùn)行管理費(fèi)設(shè)備投資及運(yùn)行管理費(fèi)占地面積占地面積設(shè)備可靠性及使用壽命設(shè)備可靠性及使用壽命操作及維護(hù)管理難易程度操