颗粒污染物控制09

颗粒污染物的治理 2

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除尘技术基础

一、粉尘的粒径

除尘能否达到预期的目的，取决于除尘装置的性能及其运行效果。决定除尘装置性能的主要因素之一就是粉尘的粒径。

粒径的定义：按一定的方法确定的表示颗粒大小的代表性尺寸，即为颗粒的直径，简称为粒径。 一般将粒径分为单一粒径（单个颗粒大小）和平均粒径（不同大小的颗粒群）。 1、单一粒径：

对于非球形颗粒，一般有三种定义，即：投影径、几何当量径和物理当量径。

（1）投影径：显微镜下观察到的颗粒的直径。又有面积等分径：将投影面积二等分线段长度。定向径：投影面上两平行切线之间的距离。长径：不考虑方向最长的径。短径：不考虑方向最短的径。 （2）几何当量径：与颗粒的某一几何量（等面积，体积等）相同时的球形颗粒的直径。又分为等投影面积径：与颗粒投影面积相同的圆面积的直径。等体积径：与颗粒体积相同的圆球直径。

（3）物理当量径：与颗粒的某一物理量相同时的球形颗粒直径。 自由沉降径：特定气体中，特定重力作用下，沉降速度相同。

空气动力径：在静止空气中与颗粒的沉降速度相同，单位密度的球的直径。 斯托克斯：在层流区内的空气动力径。

分割粒径(半分离粒径)：捕尘器能捕集该粒子群一半的分割器的孔径。

斯托克斯和空气动力学直径在除尘技术中应用最多，因为它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。

2、平均粒径：

由一个由大小形状各异的粒子群组成的实际粒子群，与一个由均一的球形粒子组成的粒子群相比，如果两者的粒径全长相同，则球形粒子的直径为实际粒子群的平均直径。即：设球形粒径为粒径全长为

d，实际粒子群

??ndii则：

d???(nd) ?niii式中ni为实际粒子群中不同粒径粒子的个数，di为实际粒子粒径。

d：算术平均直径，又叫长度平均直径。

同理，还可根据应用目的不同，求出其它一些具有某种物理平均粒径，如面积长度、体积长度，质量平均径等。计算方法不同，其结果相差很大，应用中根据实际情况而定，而且一定要注意方法。

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二、粒径分布：

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这是决定除尘装置性能的另一个主要因素。是指某一粒子群中不同粒径的 粒子所占的比例，又称粒子的分散度。可分为个数分布、表面积分布、质量分布。其中，质量分布在除尘技术中应用最多。 （一）粒径分布表示方法：（个数分布与质量分布）

1、频数分布（频率分布）：ΔR dp~dp+Δdp的粒子质量占粒群总质量的百分数

2、个数频度：即频率密度分布，指单位粒径间隔宽度时的频率分布。f??R ?dp3、筛上累计分布（质量分布）：R% 又叫筛上累积频率分布。指大于某一粒径dp的尘样质量占尘样

dmax总质量的百分数。 R??f??dp

dp4、筛下累计分布（质量分布）：D=1-R（由表5－2的数据可得到筛下累计频率分布曲线P121 图5－3 ） 5、个数分布与质量分布的换算关系 例5－1

（二）粒径分布函数

实践证明，在讨论环境工程问题时，用数学函数来描述粉尘粒径分布问题，应用时更为方便，有正态分布等，在实际工程问题中，应用较多普遍的是R-R（罗辛-拉姆勒）分布式。利用此式可计算出粉尘中各粒径的分布情况，以便正确选购生产中的除尘装置。 三、除尘装置的净化效率

净化效率是除尘装置净化粉尘效果的重要技术指标。有两种表示方法：总净化效率和分级净化效率 （一）总效率

1、平均净化效率：指在同一时间内，净化装置去除污染物的量与进入该装置的污染物的量的百分比（又称平均捕集效率），通常用?T来表示，它是评定净化装置性能的重要技术指标即：

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?T?

GeG?100%?(1?e)?100%G0G0Ce?Qe)?100à?Q0

?G?e?Q??T?(1?C－浓度（g/m3） Gc－捕集污染物流量 Ge－出口污染物流量 G0－进入污染物流量 Q－废气流量

又因为进出除尘装置的气体流量与气体的状态（温度、压力）有关，所以为了可比性，必须把它们换算成标准状态下的干气体流量。即：

?T?(1?Cen?Qen)?100%

C0n?Q0n当净化装置十分严密不漏风时，Qen=Q0N,则上式可简化为

?T?(1?Cen)?100% C0n然而不漏风是不可能的，所以客观的捕集绝对效率表达式是：

?T?(1?Cen?k)?100% C0n式中k是漏风系数（可查手册） 2、通过率P：

净化器的性能也可用未被捕集（出口处）的污染物的量占进入净化器的污染物的总量的百分数来表示，并称为通过率P，即：

p?GeC?Q?100%?enen)?100%?1??T G0C0n?Q0n通过率是反映排入大气的污染物时的概念。所以根据上式很容易计算出排入大气中的总污染物的量。

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（二）除尘装置的分级捕集效率(分级效率)

1、分级捕集效率：指除尘器对某一粒径（或粒径范围）的颗粒物的去除效率。

某一粒径下的除尘效率表达式?d?36

?Gc?100% ?G0式中?d－分级捕集效率

?Gc－净化装置捕集到的粒径为?dp范围内的污染物流量（g/s） ?G0-进入净化装置的粒径为?dp范围内的污染物流量（g/s）

2、分级通过率：同理，分级通过率的表达式为

pd??Ge?G0??Gc?100%??100%?1??d ?G0?G0式中pd－分级通过率

?Ge－出口处粒径为?dp范围内的污染物的流量（g/s）

3、总除尘效率与分级效率的关系：

（1） 由总效率求分级效率

由分级效率求总效率

设净化装置的粒径为?dpi范围内的粉尘占频数分布为?Ri则

n?T???di??Rdi 式中n为粒径分组数

i?14、多级串联运行时的总净化效率 5、并联运行时的总净化效率