3颗粒物的治理概述

颗粒物的治理概述重力沉降法惯性除尘离心力除尘过滤除尘静电除尘湿法除尘除尘装置的选择概述颗粒污染物的来源及分类颗粒污染物的去除方法及设备除尘效率一、颗粒污染物的来源及分类1、来源自然污染源:火山爆发、森林火灾、土壤灰尘人为污染源：矿物燃料的燃烧，部分工矿企业生产过程本身有毒本身无毒（吸附污染物）—二次污染2、颗粒污染物的分类粉尘—落尘：粒径10μm飘尘:粒径10μm烟（气溶胶）0.001—1μm雾（液滴）200μm总悬浮颗粒物TSP（0.1—100μm）大气的主要污染物有固体颗粒状污染物和气体状污染物两类，其中颗粒状的污染物有许多种类，但没有统一的名称和含义，按照习惯划分为下面几种；粉尘（微尘、Dust）颗粒直径：1~100m；物态：固体；生成机制、现象：机械粉碎的固体微粒，风吹扬尘，风沙。烟(烟气，Fume)颗粒直径：0.01~1m；物态：固体；生成机制、现象：由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生的蒸气凝结而成的固体颗粒。如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐等。灰（Ash）颗粒直径：1~200m；物态：固体；生成机制、现象：燃烧过程中产生的不燃性微粒，如煤、木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒，粉煤燃烧时产生的飞灰等。雾（Fog）颗粒直径：2~200m；物态：液体；生成机制、现象：水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶，水平视程小于1km。霭（Mist）颗粒直径：大于10m；物态：液体；生成机制、现象：与雾相似，气象上规定称轻雾，水平视程在1~2km之内，使大气呈灰色。霾（Haze）颗粒直径：~0.1m；物态：固体；生成机制、现象：干的尘或盐粒悬浮于大气中形成，使大气混浊呈浅蓝色或微黄色。水平视程小于2km。粉尘的性质（一）密度1、堆积密度：指在自然堆积状态下单位体积粉尘的质量。用来研究尘粒在空气中的运动。2、真密度：密实状态下单位体积的粉尘质量。（颗粒间无空气）用来计算存仓或者灰斗的容积。单位：kg/m3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：球形颗粒的大小是用其直径来表示的。对于非球形颗粒，一般有三种方法定义其粒径，即投影径、几何当量径和物理当量径（斯托克斯直径和空气动力学当量直径）。平均粒径：对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实际粒子群，与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比，如果两者的粒径全长相同，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。粒径分布：粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例，亦称粒子的分散度。（二）粉尘的粒径、形状和粒径分布（三）粉尘的比表面积指单位体积或单位质量粉尘所具有的表面积，单位是㎝2/㎝3或㎝2/g。其值越大，说明粉尘的粒径越小，物理性能越显著，化学活性越强。(四)粉尘的润湿性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。润湿性是选择湿式除尘器的主要依据,选用除尘设备时，对亲水性粉尘，可选用湿式除尘器；对疏水性粉尘，不宜采用湿法除尘。（水泥和熟石灰粉尘例外）（五）粉尘的黏附性尘粒附着在固体表面上，或者彼此相互附着的现象称为粘附。附着的强度也就是克服附着现象所需要的力称为粘附力。一般情况下，粉尘的粒径小，形状不规则，表面粗糙，含水率高，润湿性好和荷电量大时，易于产生粘附现象。黏附有利有弊。利：有利于捕集弊：管道和设备堵塞（六）粉尘的安息角和滑动角粉尘通过漏斗连续自然落在水平面上，堆积成圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角。将粉尘至于光滑的平板上，使该板倾斜到粉尘开始滑动时，版与水平面的夹角成为滑动角。安息角和滑动角是确定灰斗锥度或含尘通风管道倾斜角的主要依据。（七）粉尘的荷电性及导电性荷电性：粉尘在其产生过程中，由于相互碰撞、摩擦、照射、电晕放电、接触带电体等原因而会带有一定的电荷。导电性：通常用粉尘的比电阻来表示。比电阻是指电流通过面积为1㎝2，厚度为1㎝的粉尘层时所具有的电阻值，单位为Ω·㎝。电除尘器：104～5×1010Ω·㎝。（八）粉尘的磨损性(硬度和风速)是指粉尘在流动过程中，对管壁或器壁的磨损程度的性质。（九）粉尘的自燃性和爆炸性粉尘的自燃性自燃引起粉尘自然发热的主要原因有：①氧化热，即粉尘与空气中的氧接触而发热，包括金属粉类（锌、铝、钻、锡、铁、镁、锰等及其合金的粉末），碳素粉末类，其他粉末（胶木、黄铁矿、煤、橡胶、原棉、骨粉、鱼粉等）。②聚合热，因粉尘中所含的聚合物单体发生聚合而发热。③分解热，因粉尘中一些化学物质自然分解而发热。④发酵热，因微生物和酶的作用使粉尘中所含的有机物降解而发热的物质，如干草、饲料等。影响因素：粉尘的结构和物化特性、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粉尘的爆炸性悬浮在空气中的某些粉尘（如煤粉等）达到一定浓度时，若在高温、明火、电火花。艄。静电、撞击等条件下就会引起爆炸，称这类粉尘为爆炸性粉尘。粉尘爆炸只有在特定的复合条件下才会出现：①粉尘具有可燃性（或氧化性）；②粉尘达到一定浓度；③气体中达到一定氧含量；④气体达到一定温度：⑤存在火星、火源或静电。能够引起可燃混合物爆炸的最低可燃物浓度，称为爆炸极限的下限；最高可燃物浓度称为爆炸极限的上限。粉尘的粒径越小，则比表面积越大，其爆炸的危险就越大；粉尘的挥发性越大，爆炸的危险越大；而粉尘的湿度越大，爆炸的危险越小。三、除尘装置的性能指标表示除尘器性能的指标主要有六项：处理含尘气体的量；除尘效率；压力损失；设备投资及运行管理费；占地面积或占用空间体积；设备可靠性及使用寿命。1.含尘气体处理量式中：QN—除尘器处理气体标准状态下的体积流量（m3/s）；Q1N,Q2N—分别为除尘器进口、出口气体标准状态下的体积流量（m3/s）。（0℃，一个标准大气压）除尘器的漏风率221NNNQQQ%100121NNNQQQ2.除尘装置的压力损失221u通常除尘装置的压力损失的计算式为：式中：—除尘装置的阻力系数；—气体的密度（㎏/m3）；u1—装置进口气体流速（m/s）。3.除尘效率如图：入口气体流量Q0（m3/s）；污染物流量G0（g/s）；污染物浓度C0（g/m3）。出口相应的为Qe，Ge，Ce。净化装置捕集的污染物流量Gc（g/s）有Go=Ge+Gc出口CeQeGeλ0C0Q0G0m0=Q0×C0评价除尘器的除尘效果，常用该除尘器所收集下的粉尘重量，占进入除尘器的粉尘重量的百分数来表示，在除尘技术上称为除尘器的全效率，通称除尘器效率。其计算方法有重量法与浓度法两种。（1）重量法此法所求得的效率较为准确，多用于实验室鉴定除尘器的效率，其计算式：式中：η——除尘器效率，%；G0——进入除尘器的粉尘总量，克/时；Gc——除尘器所收集下的粉尘量，克/时。%1001%10000GGGGecT在实际使用中，重量法受到生产条件的限制，没有得到广泛的应用。因此又采用除尘器进出口单位体积气体中的含尘量（即含尘浓度）的变化来求除尘器的效率，这就是浓度法。%100CoCeCo式中：Co——除尘器进口浓度，毫克/米3；Ce——除尘器出口深度，毫克/米3。（2）浓度法（若装置不漏风，Q0=Qe)∵G=CQ%100100CQCQeeT在实际应用过程中，有时用多级除尘器串联起来进行除尘，其总效率公式：η=[1－（1－η１）（1－η２）……（1－ηn）]×100%式中：η1——第一级除尘器效率，%；η2——第二级除尘器效率，%；ηn——第n级除尘器效率，%；除尘器的除尘效率与粉尘的分散度有密切关系。同一除尘器当用来收集大颗粒粉尘时，除尘效率较高；而用来收集小颗粒粉尘时，除尘效率往往很低。通过率P=1-η总效率除尘装置的分级捕集效率（了解）被捕集的某一粒径或某一粒径范围的粉尘质量浓度，占其进口质量浓度的百分数。则：•分割粒径dc—分级效率ηd=50%时颗粒的直径，以dc表示。它是除尘装置除尘效率的简明表示，除尘装置的分割直径愈小，装置的除尘性能愈好。四、除尘器分类1.按除尘器分离捕集粉尘的主要机制，可分为四类：①机械式除尘器（重力；惯性力；离心力）②电除尘器（高压电场）③过滤式除尘器（过滤介质—袋式/颗粒层过滤器）④湿式洗涤器（用水或其他液体湿润尘粒）2.按照除尘效率的高低，可将除尘器分为高效除尘器（电除尘器、袋式除尘器和高能文丘里洗涤器）、中效除尘器（旋风除尘器和其他湿式除尘器）和低效除尘器（重力沉降室、惯性除尘器）三类。3.按除尘器是否用水而分为干式除尘器与湿式除尘器两类。旋风除尘器重力除尘器惯性除尘器电除尘器袋式除尘器文丘里除尘器喷淋塔袋式除尘重力除尘惯性除尘湿式除尘