第八讲颗粒污染物控制技术基础概述.ppt

1、教学要求 要求理解和掌握颗粒物的粒径分布及其他物理性质、评价净化装置性能的技术指标以及颗粒物捕集的动力学理论基础。 2、教学重点 要求了解除尘技术的理论基础，掌握颗粒污染物的性质。 3、教学难点 除尘技术的理论基础以及颗粒物捕集的动力学理论基础。 空气污染物的性质和存在状态不同，其净化机理、方法及所选用的装置也各不相同。空气污染物分为气溶胶（颗粒物）污染物和气态污染物。 气溶胶（AEROPAL）是非均相污染物（固体、液体），分离方法一般采用物理法。 依据：气、固、液体粒子在物理性质上的差异将其分离。 机械法：利用重力、惯性力、离心力分离。 过滤介质分离：利用粒子的尺寸、重量较气体分子大分离。 湿式洗涤分离法：利用粒子易被水润湿，凝拼增大而被捕获的特性。 电除尘：利用荷电性、静电力分离。等等。 §1颗粒的粒径及粒径分布 一、颗粒的粒径 定义：在实际中，因颗粒大小、形状各异，故表示方法有所不同。 一般分为两类： 单一粒径：单个粒子的直径； 平均粒径：粒子群的直径。 球形颗粒：d=直径 单一粒径分成 投影径 非球形颗粒： 几何当量径 物理当量径 §1颗粒的粒径及粒径分布 一、颗粒的粒径 （1）显微镜法 定向直径dF，也称菲雷特（Feret 直径）：为各颗粒在投影图中同一方向上的 最大投影长度 一、颗粒的粒径 显微镜法观测粒径直径的三种方法 （2）筛分法 筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度 筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数 （3）光散射法 等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径 （4）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 粒径的测定结果与颗粒的形状有关 通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度 圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（ Φs1） 正立方体Φs＝0.806， 某些颗粒的圆球度 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:每一间隔内的颗粒个数 （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 由计算结果可绘出频度分布f的直方图 最大频度的粒径dom称为众径。 （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 （3）个数频率密度 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 2.质量分布 类似于数量分布，也有质量频率、质量筛下 累积频率、质量频率密度 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） 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 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， 四、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 1.正态分布 频率密度 筛下累积频率 标准差 1.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 正态分布的累积频率分布曲线 §2 粉尘的物理性质 一、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 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 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