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教学内容
除尘技术基础
讲授学时:2学时
重点:第二节粉尘的粒径和粒径分布、重径、中位径、stock径、频率分布、筛上频度分布、筛下累计统计。第三节粉尘的物理性质、粉尘的真密度、堆积密度。第四节除尘装置的性能、除尘效率(总效率、分级效率)习题:P116-117.
除尘技术基础
§4-1概述
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。本章介绍颗粒物的处理方法。
气溶胶(AEROPAL)是非均向污染物,主要污染物是分散于气体介质中的颗粒物(固体、液体),可用除尘技术把粒状物从气体介质中分离出来,分离方法一般采用物理法。
依据:气、固、液、粒子在物理性质上的差异。粒子的密度比气体分子的大得多。
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。
要掌握除尘技术,必须掌握主要基础参数。
§4-2粉尘粒径和粒径分布
一、粉尘粒径
: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; 球形颗粒:d=直径
平均粒径:粒子群的。
一)单一粒径
单一粒径分成投影径
非球形颗粒几何当量径
物理当量径
:指颗粒在显微镜下观察到的粒径。
(martine),指颗粒的投影面积二等分的直线长度,其与所取的方向有关,常采用与底边平行的线作为粒径。
(feret),指颗粒投影面上两平行切线间的距离。
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,不考虑方向的最长径。
,不考虑方向的最短径。
:取颗粒的某一几何量(面积、体积等)相同时的球形颗粒的直径。
等投影面积径dA:与颗粒投影面积相同的某一圆面积的直径。


等体积径dV:
等表面积径dS:
体积表面积平均径de:颗粒体积与外表面积相同的圆球的直径。
:取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。
自由沉降dt:特定气体中,在重力作用下,密度相同的颗粒因自由沉降而达到的末速度与球形颗粒所达到的末速度相同时的球形颗粒的直径。
空气动力径da:在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为1g/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。单位。
斯托克斯径(Stokes)dst。
在层流区内(对颗粒的雷诺数Re<)的空气动力径。
Vt——颗粒在流体中的终端沉降速度(m/s)
(半分离粒径)d50:即分级效率为50%的颗粒直径。
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(二)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,若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。
表7-1列出了各种方法计算的平均粒径,数值相差很大。P282。
一般顺序:d1<ds<dv<d2<d3<d4
常用的单一粒径:投影径、等体积径、斯托克斯径、分割粒径dc50、空气动力学径da(是除尘技术中用得最多的)。
平均粒径:中位径、众径。
二、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。
表示方法:个数分布:以粒子的个数所占的比例来表示;
表面积分布:以粒子表面积表示;
质量分布:以粒子质量表示。
(1)频数分布ΔR:它是指粒径dp至(dp+Δdp)之间的粒子质量占粒子群总质量的百分数。见图a。ΔR与选取的粒径间隔的大小有关。
(2)频度分布f:是Δdp=1μm时粒子质量占粒子群的或单位粒径间隔宽度时的频率分布百分数。即: 其微分定义式:
有计算结果可绘出频度分布f的直方图,用粒径间隔中值可绘出频度分布曲线,见图b。
最大频度的粒径dom称为众径。
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(3)筛下累积频率分布D/%:指小于某一粒径dp的尘样质量占尘样总质量的百分数。

反之为筛上累积分布R:D=1-R
当D=R=50%时的dp位中位径d50。由图可见,筛上分布R对dp之比为负梯度,筛下分布D对dp之比为正值。因此若已知R、D,则
或也可这样说:若粒径间隔宽度即取极限,则:
即:筛上分布为减函数;筛下分布为增函数。
在除尘技术中,筛上累积分布R比使用频度分布更为方便,所以,在一些国家粉尘标准中多用R表示粒径分布。

正态分布函数:对称
常见的分布函数对数正态分布:dp取对数后服从对称,实际大气中气溶胶、工业粉尘多服从此分布
罗率—拉姆勒分布:破碎筛分过程多服从此分布