颗粒污染物控制技术基础课件.ppt
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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 5.1 5.1 颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布 5.2 5.2 粉尘的物理性质粉尘的物理性质 5.3 5.3 净化装置的性能净化装置的性能 5.4 5.4 颗粒捕集理论基础颗粒捕集理论基础5.1 5.1 颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径及粒径分布 5.1.1 5.1.1 颗粒的粒径颗粒的粒径粒径粒径:颗粒的直径,用以表征颗粒大小的代表性尺寸:颗粒的直径,用以表征颗粒大小的代表性尺寸1 1)定向直径)定向直径d dF F,也称,也称FeretFeret直径,为各颗粒在投影图中同一方向上直径,为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影
2、长度;的最大投影长度;2 2)定向面积等分直径)定向面积等分直径d dM M,也称,也称MartinMartin直径,为各颗粒在投影图中按直径,为各颗粒在投影图中按同一方向将投影面积二等分的线段长度;同一方向将投影面积二等分的线段长度;3 3)投影面积直径)投影面积直径d dA A,也称,也称HeywoodHeywood直径,为与颗粒投影面积相等的直径,为与颗粒投影面积相等的圆的直径,圆的直径,d dA A=(4A/)=(4A/)1/21/2上述直径是用显微镜法观测得到,一般上述直径是用显微镜法观测得到,一般d dM M d dA A d 11时,近似于对数正态分布;时,近似于对数正态分布;n
3、 n33时,更适合于正时,更适合于正态分布态分布p1lgln()lglg1ndG 5.2.1 5.2.1 粉尘的密度粉尘的密度 单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度,单位单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度,单位kg/mkg/m3 3,或或g/mg/m3 3; 真密度真密度p p:根据粉尘自身真实体积(净体积)计算:根据粉尘自身真实体积(净体积)计算的密度;的密度; 堆积密度堆积密度b b:根据粉尘堆积体积计算的密度;:根据粉尘堆积体积计算的密度; 空隙率空隙率:粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉:粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉体的总体积之比;体的总体积之比; pb 15.2 5.2 粉尘的物理性
4、质粉尘的物理性质 5.2.2 5.2.2 粉尘的安息角与滑动角粉尘的安息角与滑动角 安息角安息角:粉尘从漏斗连续落到水平面上,自然堆积:粉尘从漏斗连续落到水平面上,自然堆积成一个圆锥体,圆锥体母线与水平面的夹角即为安成一个圆锥体,圆锥体母线与水平面的夹角即为安息角,也称移动安息角、休止角或堆积角,一般为息角,也称移动安息角、休止角或堆积角,一般为35355555; 滑动角滑动角:自然堆放在光滑平板上的粉尘,随平板做:自然堆放在光滑平板上的粉尘,随平板做倾斜运动时,粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角,倾斜运动时,粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角,一般为一般为40405555; 影响粉尘安息角和滑动角的
5、因素主要有:粉尘粒径、影响粉尘安息角和滑动角的因素主要有:粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度。含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度。 5.2.3 5.2.3 粉尘的比表面积粉尘的比表面积 1 1)以粉尘自身体积表示的比表面积)以粉尘自身体积表示的比表面积S SV V 2 2)以粉尘质量表示的比表面积)以粉尘质量表示的比表面积S Sm m 3 3)以粉尘堆积体积表示的比表面积)以粉尘堆积体积表示的比表面积S Sb b)/(632cmcmdVSSSVV )/(62gcmdVSSSVppm )/(16)1(132cmcmdSVSSSVVb 5.2.4 5.2.4 粉尘的含水率粉尘的含水率 粉
6、尘含有的水分包括两部分:附着在颗粒表面上的粉尘含有的水分包括两部分:附着在颗粒表面上的和包含在凹坑处与细孔中的自由水分及紧密结合在和包含在凹坑处与细孔中的自由水分及紧密结合在颗粒内部的结合水分。颗粒内部的结合水分。 粉尘的含水率以粉尘的含水率以W W表示,指粉尘中所含水分质量与表示,指粉尘中所含水分质量与粉尘总质量(包括干粉尘与水分)之比。粉尘总质量(包括干粉尘与水分)之比。 测定粉尘含水量的方法很多,最基本的方法是在恒测定粉尘含水量的方法很多,最基本的方法是在恒温烘箱中(温烘箱中(105105下)干燥称重的方法。下)干燥称重的方法。 干燥操作可以除去自由水分和部分结合水分,其余干燥操作可以除
7、去自由水分和部分结合水分,其余部分作为平衡水分残留,其数量随干燥条件而变化。部分作为平衡水分残留,其数量随干燥条件而变化。工业测定的水分,是指总水分与平衡水分之差。工业测定的水分,是指总水分与平衡水分之差。 5.2.5 5.2.5 粉尘的润湿性粉尘的润湿性 粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质称为粉尘的润湿性。性质称为粉尘的润湿性。 粉尘的润湿性与粉尘的种类、粒径和形状、生成条件、粉尘的润湿性与粉尘的种类、粒径和形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性等性质有关。组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性等性质有关。 粉
8、尘的润湿速度:润湿时间为粉尘的润湿速度:润湿时间为20min20min时,试管中粉尘的润时,试管中粉尘的润湿高度湿高度L L2020 。即。即 粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。min)/(202020mmL 5.2.6 5.2.6 粉尘的荷电性和导电性粉尘的荷电性和导电性 5.2.6.1 5.2.6.1 粉尘的荷电性粉尘的荷电性 粉尘在产生或运动过程中,由于碰撞、摩擦或粉尘在产生或运动过程中,由于碰撞、摩擦或其它原因而带有一定电荷的性质,称为荷电性。其它原因而带有一定电荷的性质,称为荷电性。 粉尘荷电后,将改变其某些物理特性,如凝聚粉尘荷电后,将
9、改变其某些物理特性,如凝聚性、附着性及其在气体中的稳定性等,同时对性、附着性及其在气体中的稳定性等,同时对人体的危害也将增强。人体的危害也将增强。 粉尘的荷电量随温度增高、表面积增大及含水粉尘的荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加,还与其化学组成有关。率减小而增加,还与其化学组成有关。 5.2.6.2 5.2.6.2 导电性导电性 粉尘的导电性常用粉尘的导电性常用比电阻比电阻(电阻率)(电阻率)d d表示表示 粉尘导电的机制有两种:在高温范围(粉尘导电的机制有两种:在高温范围(200200)内,粉尘层)内,粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行,称为容积导的导电主要靠粉尘本体
10、内部的电子或离子进行,称为容积导电;在低温范围(电;在低温范围(100100)内,粉尘的导电主要靠粉尘表面)内,粉尘的导电主要靠粉尘表面吸附的水分或其它化学物质中的离子进行,称为表面导电。吸附的水分或其它化学物质中的离子进行,称为表面导电。粉尘比电阻是这两种导电机制得综合表现。粉尘比电阻是这两种导电机制得综合表现。 在高温范围内,粉尘比电阻随温度升高而降低,其大小取决在高温范围内,粉尘比电阻随温度升高而降低,其大小取决于粉尘的化学组成;在低温范围,粉尘比电阻随温度升高而于粉尘的化学组成;在低温范围,粉尘比电阻随温度升高而增大,并随气体中水分和其它化学物质的增加而降低增大,并随气体中水分和其它化
11、学物质的增加而降低 jVd 典型温度比电阻曲线典型温度比电阻曲线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 较为干燥的粉尘的比电阻在较为干燥的粉尘的比电阻在3000F3000F(420K420K)左右达到最大值)左右达到最大值 5.2.7 5.2.7 粉尘的粘附性粉尘的粘附性 粉尘附着在固体表面上,或粉尘颗粒彼此相互附着粉尘附着在固体表面上,或粉尘颗粒彼此相互附着(自粘)的现象称为(自粘)的现象称为粘附粘附。 克服附着现象所需要的力(垂直作用于颗粒重心上)克服附着现象所需要的力(垂直作用于颗粒重心上)称为称为粘附力粘附力。 粉尘颗粒之间的粘附力除化学粘附力外,可分为三种:
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