大氣污染課件

大氣污染課件第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日除塵分類：機械式、洗滌式、過濾式、電除塵除塵類型和設備的選擇要根據(jù)煙塵產(chǎn)生量、煙塵的物理、化學及不同的經(jīng)濟發(fā)展水平、要求、前景和社會要求等多種因素決定不同類型的除塵方式，設備不同，效果不同

第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日在田里收玉米，盡管戴上了口罩、眼鏡，還圍了頭巾，但還是嗆得咳嗽第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日新疆60余塵肺病患者洗肺有人洗出48瓶黑水2010年10月26日在自治區(qū)職業(yè)病醫(yī)院病房中礦工華秧興（左）和龍懷文（右）在談論肺灌洗出的黑水。第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日BH型旋風除塵器第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日FLDC系列脈沖布袋除塵器第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日LBL、LPL系列菱型袋式除塵器第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日LCPM型分室側噴低壓脈沖除塵第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日LMN-IV回轉反吹扁袋除塵第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日SWB型靜電除塵器鋼鐵巨獸第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日WDCM型靜電除塵器第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日大型旋風除塵器第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日高爐煤氣袋式除塵器第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日電除塵器第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日性能：包括處理能力、效率兩方面處理能力：處理量、耗能（壓力）損失、負荷適應性、運行費用比處理效率：除塵效率、通過率、分級除塵率、串聯(lián)運行總效率

第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)粉塵的性質

第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日金屬表面電鍍處理微觀掃描電鏡圖第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日一、粒徑及粒徑分布1、單一顆粒的粒徑粉塵顆粒大小不同，其物理、化學特性不同，對人和環(huán)境的危害亦不同，且對除塵裝置的性能影響很大，所以是粉塵的基本特性之一

若顆粒是大小均勻的球體，則可用其直徑作為顆粒大小的代表性尺寸。但實際上，不僅顆粒的大小不同，而且形狀也各種各樣。所以需要按一定的方法確定一個表示顆粒大小的代表性尺寸，作為顆粒的直徑，簡稱為粒徑

粒徑大小的研究方法第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（1）用顯微鏡法觀測顆粒時，采用以下幾種粒徑：

定向直徑，也稱菲雷特（Feret）直徑，為各顆粒在投影圖同一方向上的最大投影長度，如圖a所示定向面積等分直徑，也稱馬?。∕artin）直徑，為各顆粒在投影圖上按同一方向將顆粒投影面積二等分的線段長度；如圖b所示投影圓直徑，也稱黑烏德（Heywood）直徑，為與顆粒投影面積相等的圓的直徑，如圖c所示。若顆粒投影面積為A，則=根據(jù)分析，同一顆粒的＞＞第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日定向直徑-菲雷特直徑定向面積等分馬丁直徑投影圓直徑黑烏德直徑第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（2）篩分直徑

用篩分法測定時可得到篩分直徑，為顆粒能夠通過的最小方孔的寬度

第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（3）等體積直徑用光散射法則定時可得到等體積直徑實質是與顆粒體積相等的球的直徑若顆粒體積為V，則第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（4）用沉降法測定時，一般采用如下兩種定義斯托克斯（Stokes）直徑，為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的球的直徑?？諝鈩恿W直徑，為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度的球的直徑

第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日總的看，粒徑的測定和定義方法可歸納為兩類：一類：按顆粒的幾何性質來直接測定和定義，如顯微鏡法和篩分法另一類：按照顆粒的某種物理性質間接測定和定義，如斯托克斯直徑、等體積直徑等

實際中多是根據(jù)應用目的來選擇粒徑的測定和定義方法

粒徑的測定結果還與顆粒的形狀密切相關，通常用球形度來表示顆粒形狀與球形顆粒不一致程度的尺度

第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日球形度是與顆粒體積相等的球的表面積和顆粒表面積之比，以表示，總是小于1如正方體=0.806下表給出某些顆粒的實測值

單個的顆粒第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日2、

粒徑分布粉塵的粒徑分布是指某種粉塵中，各種粒徑的顆粒所占的比例，也稱粉塵的分散度以顆粒的粒數(shù)表示所占的比例時，稱為粒數(shù)分布；以顆粒的質量表示所占比例時，稱為質量分布除塵技術中多采用質量分布。測定某種粉塵粒徑分布時，采取的塵樣質最m0=10g，經(jīng)測定某粒徑寬度的粉塵質量為

將所有測定數(shù)據(jù)列表并繪圖，見下圖a、b、c。

篩分粒徑第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日粒徑范圍第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（1）頻率分布g（％）粒徑寬度內(nèi)的樣品占總樣品的質量的百分數(shù)為

=×100（%）并有=100％由g值也可繪出頻率分布直方圖（參考圖a）由圖可見頻率分布g值與選取的粒徑間隔的大小有關

第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日眾徑中位直徑粒徑范圍所占比例a圖中每一單位粒徑范圍（多大？）的頻率占總量的百分百1cm310微米的粉塵，大約2×1012第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（2）頻率密度分布（％/μm）簡稱頻度分布，系指單位粒徑間隔寬度時的頻率分布，即粒徑間隔寬度=1μm

時塵樣質量占全樣總質量的百分數(shù)，所以

=（％/μm）由計算結果可繪出頻度分布的直方圖，用粒徑間隔中值可繪出頻度分布曲線（參考圖b）

第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日眾徑中位直徑實際上相當于b/a圖中從小到大每一粒徑范圍的頻率之和第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（3）篩下累積頻率分布（％）簡稱篩下累積分布，系指小于某一粒徑的塵樣質量占塵樣總質量的百分數(shù)，即

==×反之，將大于某一粒徑的塵樣質量占塵樣總質量的百分數(shù)稱為篩上累積分布（％），有

=第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日由計算出的各值，可以繪出篩下累積分布曲線（參考圖c）如果粒徑間隔寬度0，可取為極限形式，上式可改寫為微積分形式

==+=100第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日3、平均粒徑

為了簡明地表示顆粒群的某一物理特性和平均尺寸的大小，往往需要求出一個平均粒徑

最常用的有算術平均直徑、中位直徑、眾徑及幾何平均直徑等

眾徑中位直徑眾徑中位直徑第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（1）算術平均直徑，即所有顆粒直徑之和與顆?？偭?shù)之比，也稱長度平均直徑，表達式

=其中 ：以為中值的粒徑間隔內(nèi)的顆粒粒數(shù)：顆粒群總長度：顆粒總粒數(shù)

第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（2）中位直徑為粒徑分布的累積頻率等于50％的粒徑，即把頻度分布曲線下面積二等分時對應的粒徑如圖b，中位直徑

約為13μm

第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（3）眾徑為粒徑分布中頻度q值最大時對應的粒徑令==0，方程的解即為眾徑眾徑也對應于累積分布曲線的拐點圖b中眾徑約為

3.9μm

第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日對于頻度分布曲線是對稱性的分布（如正態(tài)概率分布），算術平均直徑、一中位直徑和眾徑具有相同的值，即為對稱軸對應的直徑

對于頻度分布曲線是非對稱性分布，有：

“眾徑＜中位直徑＜算術平均直徑”第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（4）幾何平均直徑N個顆粒的粒徑之積的N次方根，即

=幾何平均直徑也表示為=對于單分散氣溶膠有=否則＜

第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日4、粒徑分布函數(shù)

采用某種數(shù)學函數(shù)來描述粒徑分布曲線，應用時更為方便

y=f(dp)第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日二、粉塵的物理性質如粉塵的密度、比表面積、含水率、導電性、摩擦角、粘附性及爆炸性等第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日1、粉塵的密度因粉塵產(chǎn)生的情況不同，測試條件不同，獲得的密度值亦不同一般將粉塵的密度分為真密度和堆積密度等不同的概念

（1）

真密度

將粉塵顆粒表面及其內(nèi)部的空氣排出后測得的粉塵自身的密度，稱為真密度以表示

第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日粉塵真密度測定裝置示意圖1、比重瓶2、真空表3、溫度計4、調(diào)節(jié)閥5、真空干燥器6、氣液分離瓶7、緩沖瓶8、真空泵第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（2）堆積密度固體磨碎形成的粉塵，在表面未氧化時，其真密度與母料密度相同呈堆積狀態(tài)的粉塵（即粉體），每個顆粒及顆粒之間的空隙中皆含有空氣一般將包括粉體顆粒間氣體空間在內(nèi)的粉體密度稱為堆積密度，用表示

第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日對于同一種粉塵來說，＜如粉煤燃燒產(chǎn)生的飛灰顆粒，含有熔凝的空心球（煤胞），其堆積密度約為1070kg／m3，真密度約為2200kg／m3，粉體的真密度與堆積密度之間存在如下關系：

=（）為粉體空隙率，取決于粉體種類、粒徑大小、充填方式等

粉塵的真密度用于研究塵粒在氣體中的運動等方面，堆積密度用于貯倉或灰斗的容積確定等方面

第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日2、粉塵的比表面積儀器：比表面積及孔徑分析儀

粉狀物料的許多理化性質，往往與其表面積大小有關，細顆粒往往表現(xiàn)出顯著的物理、化學活動性例如：通過顆粒層的流體阻力，會因細顆粒表面積增大而增大氧化、溶解、蒸發(fā)、吸附、催化及生理效應等，都因細顆粒表面積增大而被加速有些粉塵的爆炸性和毒性，隨粒徑減小而增加

粉塵比表面積增大，將增強其物理和化學活性，影響粉塵的濡濕性和黏附性，對同一類粉塵，比表面積大的粉塵要比比表面積小的粉塵難于捕捉。

第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日全自動4站比表面積及孔隙度測定儀價格：95500元/套第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日粉塵的比表面積定義為單位體積（或質量）粉塵所具有的表面積以粉塵自身體積（即凈體積）表示的比表面積可表示成（非球體，對于球體可直接列方程計算）

==式中：：粉塵的平均表面積，cm2

：粉塵的平均凈體積，cm3

：粉塵的體積表面積平均直徑，cm

：粉塵的卡門形狀系數(shù),有=第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日細砂平均=0.75細煤粉=0.73煙灰=0.55纖維塵中=0.30第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日以粉塵質量表示的比表面積為

==

式中為粉塵真密度（g／cm3）以堆積體積表示的比表面積為

==粉塵的比表面積值的變化范圍很廣，大部分煙塵在1000cm2/g（粗煙塵）到

10000cm2/g（細煙）的范圍內(nèi)變化

第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日3、粉塵的潤濕性

①粉塵中所含水分一般可分為二類：自由水：附著在表面或包含在凹面及細孔中的水分結合水：緊密結合在顆粒內(nèi)部，用一般干燥方法不易全部去除的水分化學結合水是顆粒的組成部分，如結晶水通過干燥過程可以除去自由水分和一部分結合水分，其余部分作為平衡水分殘留，其量隨干燥條件而變化

第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日②潤濕性

粉塵顆粒能否與液體相互附著或附著難易的性質稱為粉塵的潤濕性

一般根據(jù)粉塵能被液體潤濕的程度將粉塵大致分為兩類：容易被水潤濕的親水性粉塵；難以被水潤濕的疏水性粉塵粉塵的潤濕性與粉塵的性質，如粒徑、生成條件、溫度、含水率、表面粗糙度、荷電性等有關，還與液體的表面張力、塵粒和液體間的粘附力及相對運動速度等有關例如：5μm以下的粉塵特別是1μm以下的很難被濕潤

1μm的粉塵，大約相當于1012氫原子第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日4、

粉塵的荷電性及導電性：BDL型粉塵比電阻測定儀（1）粉塵的荷電性

粉塵在其產(chǎn)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原因，幾乎總帶一定的電量粉塵荷電后將改變其某些物理性質，如凝聚性、附著性及在氣體中的穩(wěn)定性等粉塵的荷電量隨溫度增高、表面積加大和含水率減小而增大，還與其化學成分等有關粉塵層電阻率測定方法GB／T16427—1996第六十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日（2）粉塵的比電阻

粉塵導電性類似金屬導線，用電阻率表示，單位.cm容積導電:粉塵層導電靠粉塵顆粒體內(nèi)的電子或離子發(fā)生導電表面導電:靠顆粒表面吸附的水分和化學膜發(fā)生導電對于電阻率高的粉塵，溫度較低時（約為100℃以下），主要是表面導電；溫度較高時（約在200℃以上），主要是容積導電

因此，粉塵的電阻率與測定時的條件有關，如氣體的溫度、濕度和成分，粉塵的粒徑、成分和堆積的松散度等

第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日在表面導電占優(yōu)勢的低溫范圍內(nèi)，粉塵比電阻稱為表面比電阻，其值隨溫度升高而增大，隨含水率增大而減小在容積導電占優(yōu)勢的高溫范圍內(nèi)，粉塵比電阻稱為容積比電阻，其值隨溫度升高而減小在兩種導電機制皆重要的中間溫度范圍內(nèi)，粉塵比電阻是表面比電阻和容積比電阻的合成，其值最高工業(yè)排氣中的粉塵比電阻值變化范圍很廣，低者（炭黑）約為103.cm，高者（105℃石灰石粉）可達1014.cm第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日5、粉塵的粘附性

粉塵顆粒附著在固體表面上，或顆粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附

粉塵的粘附性不僅與煙氣和粉塵的組成成分有關，而且與粉塵的粒徑有關，粒徑愈小，粘附性愈強

粉塵的粘附性主要包括分子引力、毛細管粘著力、靜電庫倫引力，等

為克服粉塵粘附性大的缺點，除塵器振打錘的設計一定要科學合理，既要保證有效清除極板極線上的粉塵，又要保證不產(chǎn)生二次飛揚。振打制度也要設置合理，對收塵極振打可以通過調(diào)整振打時間，保證極板上的粉塵成片剝落；對放電極振打，可通過調(diào)整振打錘的提升角度來保證足夠的振打力，如將頂部提升振打改為腰部撓臂振打，既提高了振打錘的振打力，又加快了振打周期，使電暈線經(jīng)常保持正常的工作狀態(tài)，保證電除塵器的高效除塵率

第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日6、粉塵的安息角

粉塵通過小孔連續(xù)地下落到水平面上時，堆積成的錐體母線與水平面的夾角稱為安息角，也稱靜止角或堆積角測定方法有多種，測定方法和裝置尺寸不同，結果也有差別安息角是粉狀物料特有的性質，與物料種類、粒徑、形狀和含水率等因素有關對同一種粉塵，粒徑大、接近球形、表面光滑、含水率低時，安息角變小許多粉塵的安息角的平均值約為35°~40°左右。安息角是設計料倉的錐角和含塵管道傾角的主要依據(jù)

第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日7、粉塵的自燃性和爆炸性

粉塵的自燃性是指粉塵在常溫下存放的過程中自然發(fā)熱，此熱量經(jīng)過長時間，達到該粉塵的燃點而引起燃燒

爆炸則是可燃物的劇烈氧化作用，在瞬間產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物，在空間造成很高的溫度和壓力

第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日自燃原因氧化熱，即粉塵與空氣中的氧接觸而發(fā)熱，包括金屬粉類（鋅、鋁、鉆、錫、鐵、鎂、錳等及其合金的粉末），碳素粉末類，其他粉末（膠木、黃鐵礦、煤、橡膠、原棉、骨粉、魚粉等）聚合熱，因粉塵中所含的聚合物單體發(fā)生聚合而發(fā)熱分解熱，因粉塵中一些化學物質自然分解而發(fā)熱發(fā)酵熱，因微生物和酶的作用使粉塵中所含的有機物降解而發(fā)熱的物質，如干草、飼料等第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日爆炸條件粉塵具有可燃性（或氧化性）存在火源：火星、火源或靜電粉塵處于一定濃度氣體有足夠氧含量氣體達到一定溫度第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日可燃混合物中可燃物的濃度，只有在一定范圍內(nèi)才能引起爆炸能夠引起可燃混合物爆炸的最低可燃物濃度，稱為爆炸濃度下限；最高可燃物濃度稱為爆炸濃度上限在可燃物濃度低于爆炸濃度下限或高于爆炸濃度上限時，均無爆炸危險一般上限濃度值過大（如：糖粉在空氣中的爆炸濃度上限為13.5kg／m3），在多數(shù)場合下都達不到，故實際意義不大其他因素：粒徑：粉塵粒徑越小，比表面積越大，其爆炸的危險就越大；揮發(fā)性：粉塵揮發(fā)性越大，爆炸的危險越大；濕度：粉塵濕度越大，爆炸的危險越小氣態(tài)燃料的比表面積？第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日8、粉塵磨擦性粉塵在流動過程中對器壁(或管壁)的磨損程度稱為粉塵磨擦性。硬度高、密度大，帶有棱角的粉塵磨損性大。粉塵的磨損性與氣流速度的2一3次方成正比。在除塵技術中，為了減輕粉塵的磨損，需要適當?shù)剡x取除塵管道中的流速和壁厚。對磨損性大的粉塵，最好在易于磨損的部位，如管道的彎頭、旋風除塵器的內(nèi)壁等處采用耐磨材料作內(nèi)襯。內(nèi)襯除采用一般的耐磨涂料外，還可以采用鑄石、鑄鐵等材料第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日9、粉塵凝并微細塵粒通過不同的途徑互相接觸而結合成較大的顆粒稱為塵粒凝并。塵粒凝并也稱塵粒凝聚，在除塵技術中具有重要意義。因為凝并可使微細塵粒增大，使之易于被除塵器捕集，同時可以大大節(jié)省能量第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)

凈化裝置的性能

第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日

設備費安裝費用經(jīng)濟指標運行費操控費用檢修維護費用占地面積

第七十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日

總效率

通過率

凈化效率分級除塵效率

分級效率與總效率

串聯(lián)與并聯(lián)問題

符號含義參考下圖

第七十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日進氣口為什么多在下方第七十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日總效率：同一時間內(nèi)凈化裝置去除的污染物量與進入量之比：

=1-=1-=1-第八十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期日通過率：即總效率的相反概念，一般用于凈化效率高或為說明排放情況

=1-第八十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期