大气污染控制工程5-2

1二、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•1.个数分布•（1）个数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比iiNinfn∑ƒi﹦12•个数分布的测定及计算3•由计算结果可绘出频率分布f的直方图。频率（%）图adp/(μm)4•（2）个数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比iiiNinFniiifFNiNfF56•个数分布的测定及计算7（3）个数频率密度粒径间隔为1时的个数频率。pp()d/dpdFdmpipdfdp)(8•个数分布的测定及计算9频率密度图bdp/(μm)dd•最大频度的粒径dd称为众径。10•众径－频度p最大时对应的粒径，此时•中位径（NMD）－累计频率F=0.5时对应的粒径22ppdd0ddpFdd1112•2.质量分布•类似于个数分布，也有质量频率、质量筛下累积频率、质量频率密度•同样的，质量分布中也有质量众径和质量中位径（MMD）•质量频率计算公式：Npiipiiiiidndnmmg3313三、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pLpiiiiinddfdn2p1/221/2Sp[]()iiiiinddfdn3p1/331/3Vp[]()iiiiinddfdn33ppSV22ppiiiiiiiindfddndfd14•几何平均直径•对于频率密度分布曲线对称的分布，众径、中位径和算术平均直径相等•频率密度非对称的分布，•单分散气溶胶，；否则，3121/g123pg(...)lnexp()或nnnNiiddddnddNdd50dLdd50LdddLgddLgdd15四、粒径分布函数1.正态分布函数–频率密度函数–标准差–筛下累积频率函数2ppp2()1()exp[]22πddpdp2pppp20()1()exp[]d22πdddFdd2pp1/2()[]1iinddN16•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84.1505015.984.115.91()2dddddd17•2.对数正态分布函数–如果以粒径的对数lndp代替粒径dp得到的频度p曲线，是一条像正态分布一样的对称性钟形曲线，则认为该粉尘的粒径分布符合对数正态分布。2pg1/2g(ln/)ln[]1iinddNplnpg2ppggln/1()exp[()]d(ln)2πln2lndddFddppg2pppggd()ln/1()exp[()]d2πln2lnFdddpddd2pg1/2g(ln/)ln[]1iinddNplnpg2ppggln/1()exp[()]d(ln)2πln2lndddFddppg2pppggd()ln/1()exp[()]d2πln2lnFdddpddd18–符合对数正态分布的累积频率曲线在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于g1/284.15084.1g5015.915.9()ddddddg1(=1时为单分散气溶胶）19如果某种粉尘的粒径分布符合对数正态分布，则无论是质量分布、个数分布，还是表面积分布，它们的几何标准偏差相等。可用、MMD和NMD计算出其它平均直径22Lgg22Sgg22Vgg15lnlnNMDlnlnMMDln22lnlnNMDlnlnMMD2ln33lnlnNMDlnlnMMDln22dddg2g2glnMMDlnNMD3lnlnSMDlnNMD2ln平均粒径的换算关系2g2glnMMDlnNMD3lnlnSMDlnNMD2ln平均粒径的换算关系20•3.罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）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21•3.罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）•质量筛下累积频率：1exp()npGd22–判断是否符合R－R分布–在双对数坐标纸上应为一条直线–分布指数n1时，近似于对数正态分布；n3时，更适合于对数正态分布1lg[ln()]lglg1pndG23§2粉尘的物理性质•一、粉尘的密度–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bp24二、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25•安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标，是设计除尘器灰斗的锥度及输灰管路倾斜度的主要依据•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26三、粉尘的比表面积•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23VSV6(cm/cm)SSVd2mppSV6(cm/g)SSVd23bVSV(1)6(1)(1)(cm/cm)SSSVd27四、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28•含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性29五、粉尘的润湿性•粉尘的润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质•润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。30•粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降•润湿速度－•润湿性是选择湿式除尘器的主要依据2020(mm/min)20Lv31六、粉尘的荷电性和导电性•粉尘的荷电性–天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷–荷电因素－电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦过程中荷电32–荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化学组成有关33•粉尘的导电性–比电阻–导电机制：•高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子或离子—体积比电阻•低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质－表面比电阻•中间温度，同时起作用–比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围104～1010d(Ωcm)Vjcm34•典型温度－比电阻曲线35•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3000F（420K）左右达到最大值36七、粉尘的粘附性•粘附：粉尘颗粒附着在固体表面上或颗粒之间彼此附着的现象。•自粘现象：颗粒之间彼此附着的现象。•粘附力－克服附着现象所需要的力•粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）37•断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积•分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性•粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性38八、粉尘的自燃性和爆炸性•1.粉尘的自燃性–自燃–自然发热的原因－氧化热、分解热、聚合热、发酵热–影响因素：粉尘自身的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境存放过程中自然发热热量积累达到燃点燃烧39•2.粉尘的爆炸性•粉尘发生爆炸必备的条件：•可燃粉尘与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度•爆炸浓度下限•爆炸浓度上限–存在能量足够的火源40§3净化装置的性能•一、评价净化装置性能的指标1.技术指标•处理气体流量•净化效率•压力损失2.经济指标•设备投资费•运行费用•占地面积41一、净化装置技术性能的表示方法•1.处理气体流量–漏风率•2.净化效率•3.压力损失1N3N2NN1()(m/s)2QQQ1N2N1N100(%)QQQ21(Pa)2vP42二.净化效率的表示方法•1.总净化效率•2.通过率•3.分级除尘效率•分割粒径－分级除尘效率为50％的粒径22N2N11N1N1SQPSQ32111iiiiiSSSSNNNNQQss1122121143•4.分级效率与总效率的关系•（1）由总效率求分级效率333112221112311/iiiiiiiiiiiiiSggSggSggPSggPgg44•（2）由分级效率求总效率1111p00ddiiiiigGqd45•（2）由分级效率求总效率1111p00ddiiiiigGqd46•5.多级串联的总净化效率•总通过率PT=P1P2P3∙∙∙Pn•总除尘效率•总分级通过率•总分级效率12iTiiinPPPP1211(1)(1)(1)iTiTiiinP121(1)(1)(1)Tn