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1、第四章除尘技术本讲稿第一页，共四十页第四章第四章 除尘技术除尘技术本讲稿第二页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粒径粒径粒径也称为粒度粒径也称为粒度，是衡量粉尘颗粒大小，是衡量粉尘颗粒大小的尺度。实际防尘中采用粉尘的的尺度。实际防尘中采用粉尘的投影定投影定向长度向长度表示粉尘的粒径，用表示粉尘的粒径，用d d表示表示,单位单位为微米为微米(m)(m)。根据粒径大小，可分为：。根据粒径大小，可分为：粗尘：粗尘：粒径大于粒径大于40m40m；细尘：细尘：粒径粒径101040m40m；微尘：微尘：粒径粒径0.250.2510m10m；超微尘：超微尘：
2、粒径小于粒径小于0.25m0.25m。d5md5m的粉尘称为的粉尘称为呼吸性粉尘呼吸性粉尘,可随呼可随呼吸进入并沉积在肺部吸进入并沉积在肺部,危害最大。危害最大。本讲稿第三页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质分散度散度散度:各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。又分为质量分散度和数量分散度。质量分散度质量分散度PmPm：是指各粒径粉尘的质量是指各粒径粉尘的质量(mg)(mg)占粉尘的总质量占粉尘的总质量(mg)(mg)的百分比。的百分比。数量分散度数量分散度PnPn：是指各粒径粉尘的颗粒是指各
3、粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。数占粉尘颗粒数的百分比。m m某级粒径粉尘的质量，某级粒径粉尘的质量，mgmg；n n某级粒径粉尘的颗粒数，颗。某级粒径粉尘的颗粒数，颗。本讲稿第四页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质分散度我国一般将粉尘我国一般将粉尘分四级分四级:级别级别:1 2 3 4:1 2 3 4粒径粒径 :2 2:1010 10实际生产车间实际生产车间,5,5以下粉尘占以下粉尘占90%90%以上，以上，说明粉尘危害大，且难于沉降与捕获。说明粉尘危害大，且难于沉降与捕获。分散度对防、除尘的意义分散度对防、除尘的意义:分散度越大分散度
4、越大,小颗粒越多；粉尘被分割越细小颗粒越多；粉尘被分割越细,表面积越表面积越大大,与周围介质发生物理化学作用越激烈。与周围介质发生物理化学作用越激烈。分散度越大分散度越大,粉尘越细粉尘越细,粉尘颗粒容易吸粉尘颗粒容易吸附气膜附气膜,除尘就越困难。除尘就越困难。本讲稿第五页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘密度粉尘密度粉尘密度：粉尘密度：单位体积粉尘的质量单位体积粉尘的质量,单位单位为为kg/mkg/m3 3或或g/cmg/cm3 3。据是否包含粒间空隙体。据是否包含粒间空隙体积分为真密度与假密度（表观密度）。积分为真密度与假密度（表观密度）
5、。假密度与堆积状态有关。假密度与堆积状态有关。真密度：真密度：排除粉尘间空隙以纯粉尘的体排除粉尘间空隙以纯粉尘的体积计量的密度。积计量的密度。表观密度：表观密度：包括粉尘间空隙体积和粉尘包括粉尘间空隙体积和粉尘纯体积计量的密度。与堆积状态有关。纯体积计量的密度。与堆积状态有关。粉尘比重：粉尘比重：指粉尘的质量与同体积水的指粉尘的质量与同体积水的质量之比，系无因次量。质量之比，系无因次量。本讲稿第六页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘湿润性粉尘湿润性粉尘湿润性：粉尘湿润性：系指粉尘被水湿润的难易系指粉尘被水湿润的难易程度。程度。湿润现象：湿润
6、现象：是分子力作用的一种表现，是分子力作用的一种表现，水滴内部与水滴表面间的分子引力为水水滴内部与水滴表面间的分子引力为水的表面张力的表面张力,当水的表面张力小于水与当水的表面张力小于水与固体间的分子引力时固体间的分子引力时,固体容易被湿润固体容易被湿润,反之反之,固体则不易被湿润。依此粉尘可分固体则不易被湿润。依此粉尘可分为亲水性与疏水性两类。为亲水性与疏水性两类。影响湿润性因素：影响湿润性因素：粉尘成分、粒径、荷粉尘成分、粒径、荷电状况及水的表面张力等因素。湿润性电状况及水的表面张力等因素。湿润性强的粉尘有利于湿式除尘。强的粉尘有利于湿式除尘。本讲稿第七页，共四十页 第四章第四章 除尘技术
7、除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘湿润性粉尘湿润性衡量湿润性指标衡量湿润性指标:湿润接触角湿润接触角()()。609090时时,湿润性差湿润性差,属于憎水性。属于憎水性。粉尘的湿润性是湿式防、除尘的依据。粉尘的湿润性是湿式防、除尘的依据。液滴液滴本讲稿第八页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘荷电性粉尘荷电性荷电性：荷电性：指粉尘能被荷电的难易程度。指粉尘能被荷电的难易程度。悬浮空气中粉尘荷电原因：悬浮空气中粉尘荷电原因：破碎时的摩破碎时的摩擦、粒子间撞击或放射性照射、外界离擦、粒子间撞击或放射性照射、外界离子或电子附着等
8、。子或电子附着等。影响荷电量大小因素：影响荷电量大小因素：粉尘的成分、粒粉尘的成分、粒径、质量、温度、湿度等有关。径、质量、温度、湿度等有关。粉尘荷电对其凝聚与沉积有影响。粉尘荷电对其凝聚与沉积有影响。衡量粉尘荷电性的指标：衡量粉尘荷电性的指标：粉尘比电阻。粉尘比电阻。比电阻测定：比电阻测定：采用圆板电极法测定。采用圆板电极法测定。本讲稿第九页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘荷电性粉尘荷电性比电阻计算式：比电阻计算式：粉尘的比电阻，粉尘的比电阻，cmcm；V V施加在粉尘层上的电压，施加在粉尘层上的电压，V V；I I通过粉尘层的电流，通
9、过粉尘层的电流，A A；A A粉尘层的面积，粉尘层的面积，cmcm2 2；d d粉尘层的厚度，粉尘层的厚度，cmcm。粉尘层粉尘层VI本讲稿第十页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质粉尘荷电性粉尘荷电性影响粉尘比电阻因素：影响粉尘比电阻因素：粉尘性粉尘性质、粉尘层的孔隙率、粉尘的质、粉尘层的孔隙率、粉尘的粒径、温度和湿度等，由实验粒径、温度和湿度等，由实验方法确定。方法确定。粉尘比电阻对电除尘影响：粉尘比电阻对电除尘影响：是是除尘的依据。比电阻在除尘的依据。比电阻在10104 4 10101111cmcm范围内，电除尘的效范围内，电除尘的效果较好
10、。果较好。本讲稿第十一页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性质比表面积比表面积单位质量粉尘的总表面积称为比表面单位质量粉尘的总表面积称为比表面积（积（m m2 2/kg/kg）。）。比表面积与粒径成反比，粒径越小，比比表面积与粒径成反比，粒径越小，比表面积越大。比表面积增大，强化了表表面积越大。比表面积增大，强化了表面活性。它对粉尘的湿润、凝聚、附着面活性。它对粉尘的湿润、凝聚、附着以及燃烧和爆炸等性质都有明显的影响。以及燃烧和爆炸等性质都有明显的影响。本讲稿第十二页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘主要性质粉尘主要性
11、质爆炸性爆炸性能发生爆炸的粉尘称为可爆尘。能发生爆炸的粉尘称为可爆尘。井下具有爆炸性的粉尘主要是硫化粉尘井下具有爆炸性的粉尘主要是硫化粉尘和煤尘。和煤尘。粉尘爆炸能产生高温、高压粉尘爆炸能产生高温、高压,同时生同时生成大量的有毒有害气体成大量的有毒有害气体,对安全生产有对安全生产有极大的危害，应注意采取防爆、隔爆措极大的危害，应注意采取防爆、隔爆措施。施。本讲稿第十三页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘浓度测定防尘主要测定项目:粉尘浓度,粉尘物理性质(粒径,分散度,电性等)以及粉尘游离二氧化硅含量。滤膜测尘系统及浓度计算：滤膜测尘系统及浓度计算：本讲稿第十
12、四页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘浓度测定粉尘浓度计算：粉尘浓度计算：Q Q采样流量，采样流量，L Lminmin；t t采样时间，采样时间，minmin；m m1 1采样前滤膜的质量，采样前滤膜的质量，mgmg；m m2 2采样后滤膜与粉尘的质量，采样后滤膜与粉尘的质量，mgmg；本讲稿第十五页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘浓度测定粉尘浓度测定测定过程测定过程准备滤膜：准备滤膜：滤膜干燥、称量、编号。滤膜干燥、称量、编号。采采样样：安安装装采采样样器器系系统统、滤滤膜膜。确确定定采采样样位位置置，设设在在呼呼
13、吸吸带带，采采样样高高度度距距地地面面1.5m1.5m左左右右。确确定定采采祥祥时时间间和和流流量量，一一般般不不应应小小于于10min10min，流流量量为为151540L40Lminmin，并并保保持持稳稳定定。应应使使所所采采粉粉尘尘量量不不少少于于1mg1mg，小小号号（=40mm=40mm）滤膜采样量不大于）滤膜采样量不大于10mg10mg。粉粉尘尘浓浓度度计计算算及及统统计计分分析析：包包括括干干燥燥、称称量、浓度计算和统计分析量、浓度计算和统计分析本讲稿第十六页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘分散度测定粉尘分散度测定测测定定方方法法：按按测
14、测定定原原理理分分有有筛筛分分法法、显显微微镜镜法法、沉沉降降法法、细细孔孔通通过过法法等等。测测定定数数量量分分散散度度常常用用显显微微镜镜法法，质质量量分分散散度度常常用用沉沉降法。降法。样品制备样品制备 滤滤膜膜涂涂片片法法：滤滤膜膜溶溶于于1 12mL2mL醋醋酸酸丁丁酯酯溶溶剂剂中中，搅搅拌拌制制成成均均匀匀的的悬悬浮浮液液。取取一一滴滴加加于载物玻璃片形成透明薄膜，即为样品。于载物玻璃片形成透明薄膜，即为样品。滤滤膜膜透透明明法法：采采样样后后的的滤滤膜膜，受受尘尘面面向向下下，铺铺于于载载物物玻玻璃璃片片上上，滴滴上上小小滴滴二二甲甲苯苯（或或醋酸丁酯）溶解滤膜形成透明薄膜。醋酸
15、丁酯）溶解滤膜形成透明薄膜。本讲稿第十七页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘分散度测定粉尘分散度测定观测观测显显微微镜镜放放大大倍倍数数的的选选择择：一一般般选选取取物物镜镜放放大大倍倍数数为为4040倍倍，目目镜镜放放大大倍倍数数为为10101515倍倍，总放大倍数为总放大倍数为400400600600倍。倍。目目镜镜测测微微尺尺的的标标定定：目目镜镜测测微微尺尺是是测测量量尘尘粒粒大大小小的的尺尺度度，置置于于目目镜镜镜镜筒筒中中。它它每每格格度度量量尺尺寸寸大大小小，与与目目镜镜与与物物镜镜放放大大倍倍数数有有关关，使使用用前前必必须须用用标标准准尺
16、尺（物物镜镜测测微微尺尺）标定。标定。测定测定 本讲稿第十八页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性能测定粉尘性能测定 粉尘分散度测定粉尘分散度测定目镜测微尺的标定过程目镜测微尺的标定过程本讲稿第十九页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布 除尘器的除尘性能与粉尘粒径分布除尘器的除尘性能与粉尘粒径分布(分分散度散度)有密切的关系有密切的关系.因此了解粉尘的因此了解粉尘的粒径分布及其函数对掌握除尘器的除尘粒径分布及其函数对掌握除尘器的除尘性能计算有重要意义性能计算有重要意义 在粒径间隔在粒径间隔d(dc)d(dc)内的所有粉尘的质量内的所有
17、粉尘的质量百分数百分数(即质量分散度即质量分散度)为为d,d,则称则称 y=f(dc)=d/d(dc)y=f(dc)=d/d(dc)为质量分散度随粒为质量分散度随粒径的分布密度。径的分布密度。本讲稿第二十页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十一页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十二页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十三页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布分布密度函
18、数分布密度函数f(dc):f(dc):一般来说粉尘粒度的分布是随意一般来说粉尘粒度的分布是随意的的,但它近似地符合于某种规律但它近似地符合于某种规律,这种规律既可用图表表示这种规律既可用图表表示,也可用也可用数学函数来表示数学函数来表示.常用的分布函数有正态分布函数常用的分布函数有正态分布函数和对数正态分布函数和对数正态分布函数.本讲稿第二十四页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十五页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十六页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉
19、尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十七页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术粉尘性质粉尘性质 粉尘粒径分布粉尘粒径分布本讲稿第二十八页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论 除尘器评定指标除尘器评定指标评定指标评定指标:评定除尘器工作性能的主评定除尘器工作性能的主要指标有要指标有:除尘效率除尘效率,阻力阻力,经济性经济性等等.除尘效率系指除尘器捕集下来的粉尘除尘效率系指除尘器捕集下来的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之比。量与进入除尘器的粉尘量之比。根据根据总除尘效率总除尘效率,除尘器可分为除尘器可分为:低效除低效除尘器尘器(50(5080%),80%),中效除尘器
20、中效除尘器(80(8095%)95%)和高效除尘器和高效除尘器(95%(95%以上以上)。本讲稿第二十九页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论 除尘器评定指标除尘器评定指标阻力表示气流通过除尘器时的压力损失阻力表示气流通过除尘器时的压力损失.据阻力大小除尘器可分为据阻力大小除尘器可分为:低阻除尘器低阻除尘器(P500Pa),(P500Pa),中阻除尘器中阻除尘器(P=500(P=5002000Pa)2000Pa)和高阻除尘器和高阻除尘器(P=2000(P=200020000Pa).20000Pa).经济性是评定除尘器的重要指标之一经济性是评定除尘器的重要指标之一,它包括除
21、尘器的设备费和运行维护费两它包括除尘器的设备费和运行维护费两部分部分.在各种除尘器中在各种除尘器中,以电除尘器的以电除尘器的设备费最高设备费最高,袋式除尘器次之袋式除尘器次之,文氏管文氏管除尘器除尘器,旋风除尘器最低旋风除尘器最低.本讲稿第三十页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论总效率总效率:=G3/G1100%,=G3/G1100%,其中其中G3G3为捕集量为捕集量,G1,G1为进入为进入除尘器的粉尘量。除尘器的粉尘量。若若n n台除尘器串联台除尘器串联,每台效率分别为每台效率分别为1,2 .n,1,2 .n,则总效率则总效率为为=1-(1-1)(1-2).(1-n)
22、=1-(1-1)(1-2).(1-n)。穿透率穿透率P P：对于评定高效除尘器性能时对于评定高效除尘器性能时,也常用穿透率也常用穿透率P=(1-)100%P=(1-)100%表示。表示。分级效率分级效率d:d:是指在某一粒径是指在某一粒径(或粒径范围或粒径范围)下的除尘效下的除尘效率率,d=Gcd/Gid100%,d=Gcd/Gid100%,式中式中Gcd,GidGcd,Gid分别为粒径分别为粒径d d或在或在dd范围内的捕集量和除尘器进口的粉尘量。范围内的捕集量和除尘器进口的粉尘量。除尘效率计算：除尘效率计算：本讲稿第三十一页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G3G1
23、G2总效率：总效率：除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十二页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G5G2G4多台串联总效率：多台串联总效率：G3G1除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十三页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G3G1G2分级效率：分级效率：除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十四页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G3G1G2分级效率：分级效率：除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十五页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G3G1G2分级效率：分级效率：除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十六页
24、，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论G3G1G2分级效率：分级效率：除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十七页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论大多数除尘器的分级效率可用下列经验公式大多数除尘器的分级效率可用下列经验公式表示表示:其中其中,m,m 为待定常数为待定常数d dc50c50-分割直径分割直径除尘效率计算除尘效率计算本讲稿第三十八页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论所谓除尘，就是利用一定的外力作用使粉尘从所谓除尘，就是利用一定的外力作用使粉尘从空气中分离出来空气中分离出来,它是一个物理过程。它是一个物理过程。使粉尘从
25、空气中分离的作用力主要有使粉尘从空气中分离的作用力主要有:机械力机械力:包括重力包括重力,离心力和惯性力。离心力和惯性力。阻留作用阻留作用:包括介质的筛滤作用包括介质的筛滤作用,尘气绕流的尘气绕流的接触阻留作用和扩散接触阻留作用。接触阻留作用和扩散接触阻留作用。凝聚作用凝聚作用:通过加湿通过加湿,蒸汽凝结蒸汽凝结,超声波等作超声波等作用用,使细尘粒凝聚而从空气中分离。使细尘粒凝聚而从空气中分离。静电力静电力:利用静电力使带电尘粒从空气中分离利用静电力使带电尘粒从空气中分离扩散：粒径小于扩散：粒径小于0.30.3微米的粉尘微米的粉尘除尘机理：除尘机理：本讲稿第三十九页，共四十页 第四章第四章 除尘技术除尘技术除尘总论除尘总论根据除尘机理常将除尘器分为四大类根据除尘机理常将除尘器分为四大类:机械除尘器机械除尘器,过滤式除尘器过滤式除尘器,湿式除尘器和电除尘器。湿式除尘器和电除尘器。根据净化要求不同，分为：根据净化要求不同，分为：粗净化：多为第一级净化粗净化：多为第一级净化中净化：用于通风除尘系统中净化：用于通风除尘系统,净化后浓度净化后浓度=100=100200mg/m200mg/m3 3细净化：净化后浓度细净化：净化后浓度=1=12mg/m2mg/m3 3超净化：超净化：1 1微米以下微米以下除尘机理：除尘机理：本讲稿第四十页，共四十页