第五章颗粒污染物控制技术基础.ppt

第五章 颗粒污染物控制技术基础 1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质 3.净化装置的性能 4.颗粒捕集理论基础 第一节 颗粒的粒径及粒径分布 大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。 实际颗粒的形状多是不规则的，所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。 一般将粒径反映单个颗粒的单一粒径和反映由不同颗粒组成的颗粒群的平均粒径 筛分径 筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小，用目(－每英寸长度上筛孔的个数)表示 当量直径 光散射法 等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径 沉降法 斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径 粒径分布 粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例。除尘技术中多采用粒径的质量分布。 粒数分布:每一粒径间隔内的颗粒个数分布。 粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比 粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数占总颗粒数的百分比 粒数筛上累积频率：大于 第i个间隔上限粒径的所有颗粒 个数占总颗粒数的百分比 筛上分布为减函数； 筛下分布为增函数。 粒数频率密度（粒数频度） ——单位粒径间隔时的频率 粒数分布的测定及计算 粒数众径——频度p最大时对应的粒径，此时 粒数中位径（NMD）——累计频率F=0.5时对应的粒径 粒径分布 质量分布 类似于数量分布，也有质量频率(gi)、质量筛下累积频率(Gi)、质量频率密度(q)等 在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比的假设下，粒数分布与质量分布可以相互换算 同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD） 平均粒径 前面定义的众径和中位径是常用的平均粒径之一 长度平均直径 表面积平均直径 体积平均直径 体积－表面积平均直径 粒径分布函数 用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布 正态分布 频率密度 筛下累积频率 标准差 粒径分布函数 正态分布（续） 正态分布是最简单的分布函数 （1） （2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率取决于σ （3） 正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移 粒径分布函数 正态分布的累积频率分布曲线 对数正态分布 粉尘粒径分布曲线很少像正态分布那样成对称的钟形曲线，以lndp代替dp就可以将其转化为近似正态分布曲线的对称性钟形曲线。 对数正态分布 对数正态分布在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于 粒径分布函数 罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler） 若设 得到 一般 多选用质量中位径 或 粒径分布函数 罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler） 判断是否符合R－R分布 应为一条直线 该直线的斜率为n，截距为lgβ R－R的适用范围较广，特别对破碎、研磨、筛分过程产生的较细粉尘更为适用 ’， 第二节 粉尘的物理性质 粉尘的密度 单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3 粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真密度 用堆积体积计算——堆积密度 空隙率——粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比 粉尘的安息角与滑动角 安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角 滑动角：自然堆积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的平板倾角 安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标 安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性 粉尘的比表面积 粉尘表面积对于粉尘的物理、化学和生物活性有重要影响，比表面积大的粉尘通过捕集体的阻力增加，氧化、溶解、蒸发、吸附和催化效应增强，爆炸性和毒性增大。 单位体积粉尘所具有的表面积 以质量表示的比表面积 以堆积体积表示的比表面积 粉尘的含水率 粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部的结合水分 含水率－水分质量与粉尘总质量之比 含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性 吸湿现