大气污染操纵基本知识点.ppt

第四章 大气污染物控制的基础知识 　　　主要介绍大气中污染物——颗粒物和气态污染物的特性和控制的基础理论知识。 重点：颗粒的粒径和颗径分布、净化装置的性能 难点：物料衡算与能量衡算、气体中的颗粒动力学 第一节 气体的物理性质 一、气体的状态方程 二、气体的基本物理性质 2、密度 4、粘度 第二节 物料衡算与能量衡算 一、物料衡算 2、物料衡算的基本方法 第三节 颗粒粒径及粒径分布 一、粒径 （一）单一颗粒的粒径 算术平均径（d10） 中位径（d50）（重点） 众径（dd） 几何平均径（dg） 加权平均径（d40） 1、粒径分布又称颗粒的分散度：指某一颗粒群中各种粒径的颗粒所占的比例。如以颗粒所占的个数来表示，称为粒数分布；如以颗粒的质量所占比例来表示，称为质量分布。 粒径分布的表示方法 表格法、图形法、函数法 （2）频率密度分布f （频度分布，%.μm-1） （3）筛上累计频率分布R （%） 3、罗辛-拉姆勒（R-R）分布 第四节 粉尘颗粒的物理性质 1、真密度（ρp）：将粉尘颗粒表面和其内部的空气排出后测得的粉尘自身的密度，常用于研究尘粒在气体中的运动。 2、堆积密度（ρb）：包含粉尘颗粒间气体空间在内的粉体密度，用于计算粉体容积。 二者的关系： ρb=（1－ε） ρp 二、比表面积 单位体积（或质量）粉尘所具有的表面积。 1、颗粒的荷电性：颗粒在其产生和运动过程 中由于粒子间的碰撞、粒子与器壁间的摩擦使颗粒带电的现象称为颗粒荷电。 粉尘荷电后其物理特性等将被改变；如凝聚性、附着 性及其在气体中的稳定性等，对人体危害也将增加。 颗粒荷电对除尘过程有重要意义，电除尘器就通过粉尘荷电而将其捕集，袋式除尘器和湿式除尘器也可以利用粉尘或液滴荷电而增加捕集效率。 2、颗粒的导电性 指颗粒由于内部的电子或离子的运动，或者由于表面吸附的水分和化学膜而发生导电的现象，用比电阻来表示，Ω﹒㎝。比电阻越大，则导电性越差。 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，一般为35~55°。 是评价粉尘流动特性的重要指标，安息角越小，粉尘流动性越好；也是除尘器灰斗、管路斜度设计的重要依据。 影响因素：粉体粒径、含水率、粒子形状、粒子表面光滑程度、粉尘的粘性等。 粉尘颗粒附着在固体表面上，或颗粒彼此相互附着的现象称为粘附。 粉尘粘附性对除尘过程的影响是双方面的 一方面粉尘相互粘附使粒径增大，有利于颗粒物的分离，一些除尘器的捕集机制就是依靠尘粒在捕集表面上被粘附；但另一方面尘粒在气体管道和净化设备壁面上的粘附又能引起管道堵塞。 静止状态的颗粒在外力作用下作加速运动，随着速度加快，流体阻力不断增大，直到外力与阻力相等时，颗粒达到其终端速度，并保持这一速度作匀速运动。 在大气污染控制工程中，我们主要关注颗粒达到终端沉降速度的时间、通过的距离及颗粒的终端沉降速度。 第六节 净化装置的性能 技术指标 处理气体流量 净化效率 压力损失 经济指标 设备费 运行费 占地面积 代表装置处理能力的指标，常用体积流量来表示。 由于实际运行中处理装置漏气等原因，导致装置进出口的气体流量不同，因此用两者的平均值来代表气体的处理流量： QN=（Q1N+Q2N）/2 —单位时间内净化装置去除污染物的量与进入装置的污染物量之百分比，用η表示。 除尘装置—除尘效率； 吸收装置—吸收效率； 吸附装置—吸附效率。 若以ΔD1i、ΔD2i、ΔD3i（f1i、f2i、f3i）分别代表进口、出口和捕集颗粒物的相对频数分布（粒径频率密度） * 流体状态 雷诺数Re 阻力系数CD 绕流阻力FD 层流区（stocks） 过渡区（Allen） 湍流区（Newton） 流体阻力与雷诺数的函数关系 斯托克斯公式 在层流区，当颗粒尺寸接近于气体分子自由程(标况下约6.8×10-2μm)时，颗粒产生滑动，阻力减小，常采用康宁汉系数C修正： * 努森数： 气体分子自由程： 气体分子算术平均速度： 此时，斯托克斯公式变为：FD=3πμdpυs/C 对常压下的气体可用卡尔弗特式进行计算： C=1+6.21×10－10 T/dp 注：当dp＞1μm时，不进行修正 例题：试确定某一球形颗粒在静止干空气中的阻力。已知：dp=90μm, υ=0.90m/s, T=293k, p=101.33kPa.（干空气粘度μ =1.81×10-5 Pa.s，密度ρ=1.205kg/m3） 解 二、受外力作用的球形颗粒在流体中的运动 设颗粒的运动方向与外力作用方向一致，则上式可表示成下列方