收集粉尘粒径＞50μm
粉体工程学试卷以及答案(1)
粉体工程学试卷以及答案(1)一、名词解释（2分/小题，共18分）1. 粉体：粉体是由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
2. 三轴平均径：以颗粒的长度、宽度、高度定义的粒度平均值称为三轴平均径。
（算法有三种：算术平均径、几何平均径和调和平均径）3. 球体积当量径：与颗粒体积相同的球的直径为球体积当量径。
4. 液体桥：粉体颗粒间隙之间存在的液体，称为液体桥。
（常见的是水。
）5.毛细管力：是指液体表面张力的收缩作用将引起对两颗粒间的牵引力。
6.粉尘爆炸：可燃性物质细粉在空气中扩散形成尘云，起火后迅速燃烧的现象称为粉尘爆炸。
7.安息角：安息角是粉体粒度较粗的状态下由自重运动所形成的角。
8.偏析：粉体流动时，由于粒径、密度、形状等差异，组成呈现出不均质的现象。
9. 筛分法：筛分法是使物料通过一组有序的不同筛孔尺寸的（标准）筛子来测试粒度并进行大小分级的方法。
（求得相应的质量百分比。
）二、填空（1分/空，共60分）1.粉体中颗粒常见的附着力有范德华引力（分子间引力）、库仑力（电荷异性引力）、毛细管力、磁性力、机械咬合力等。
2. 昆虫能在水面上爬行，荷叶上的水滴呈圆球状，这是张力在起作用。
3. 影响一种材料强度大小的因素有_成分、时间（效应）、温度、水分等。
4. 分级（分离）的原理或方式有惯性式、重力式、离心式、湿法（水）、电式_等。
（*回答“磁”、“物理分离”、“超声波”或“迅速分级原理”、“减压分级原理”……；也给分）5. 根据颗粒间液体量的多少，有四种类型的液相静态：摆动状态、链索状态_、毛细管状态_ 、_浸渍状态_ 。
6.工业用筛按运动形式大致可分为振动筛_ 、摆动筛两类。
7. 防护粉尘爆炸的方法有_封闭_ 、泄爆、隔爆等。
8.粉尘爆炸须具备的三个条件是尘云、空气_、火源。
9.粉体在重力作用下自料仓流出的形式有质量流_ 和漏斗流_ 两种。
10.影响颗粒填充的因素有壁效应_、局部填充、形状、粒度大小等。
颗粒物的治理技巧[精解]
![颗粒物的治理技巧[精解]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ade147d571252d380eb6294dd88d0d233d43c1e.png)
颗粒污染物的治理技术从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘。
实现上述过程的设备装置称为除尘器。
（一）除尘装置的技术性能指标全面评价除尘装置性能应该包括技术指标和经济指标两项内容。
技术指标常以气体处理量、净化效率、压力损失等参数表示，而经济指标则包括设备费、运行费、占地面积等内容。
本节主要介绍其技术性能指标。
1．烟尘的浓度表示根据含尘气体中含尘量的大小，烟尘浓度可表示为以下两种形式。
（1）烟尘的个数浓度单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数，称为个数浓度，单位为个／cm3。
在粉尘浓度极低时用此单位。
（2）烟尘的质量浓度每单位标准体积含尘气体中悬浮的烟尘质量数，称为质量浓度，单位g／m3。
2．除尘装置的处理量该项指标表示的是除尘装置在单位时间内所能处理烟气量的大小，是表明装置处理能力大小的参数，烟气量一般用标准状态下的体积流量表示，单位m3／h、m3／s。
3．除尘装置的效率除尘装置的效率是表示装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装置的最主要的参数。
（1）除尘装置的总效率（除尘效率）除尘装置的总效率是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比，常用符号η表示。
总效率所反映的实际上是装置净化程度的平均值，它是评定装置性能的重要技术指标。
（2）除尘装置的分级效率分级效率是指装置对某一粒径d为中心，粒径宽度为Δd范围的烟尘除尘效率，具体数值用同一时间内除尘装置除下的该粒径范围内的烟尘量占进入装置的该粒径范围内的烟尘量的百分比来表示，符号用ηd。
（3）除尘装置的通过率（除尘效果）通过率是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置入口烟尘量的百分比，用符号ε表示。
（4）多级除尘效率在实际应用的除尘系统中，为了提高除尘效率，往往把两种或多种不同规格或不同型式的除尘器串联使用，这种多级净化系统的总效率称为多级除尘效率，一般用η总表示。
4．除尘装置的压力损失压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标，有时也称为压力降。
颗粒物的粒径及粒径分布
AIR POLLUTION CONTROL天津大学第八章8-1粉尘颗粒的粒径粉尘的粒径是指粒子的直径或粒子的大小，是粉尘的基本特征之一。
粉尘颗粒大小不同，不仅其物理、化学性质有很大差异，同时对除尘器的除尘机制和性能也有很大影响。
若颗粒为球形，则可以用其直径作为表示其大小的代表性尺寸。
粉尘颗粒的性状多是不规则的，一般用当量直径或粒子的某一特征长度表征。
a 面积等分径d M （Martin）指将颗粒的投影面积二等分的直线长度，与所取的方向有关，通常用于等分线与底边平行的情况。
b 定向径d F （Feret）尘粒投影面上两平行切线之间的距离，可取任意方向，通常取向与底边平行。
c 投影面积直径dA （Heywood）与颗粒投影面积相等的圆的直径d 长径d L 短径d l长径d L ，不考虑方向的颗粒最长的长度；短径d l ，不考虑方向的最短长度。
a b c dA 1=A 2A 1A 2d x d F d 1d L d A 1与颗粒体积相同的某一圆球体直径。
与尘粒的外表面积相同的某一圆球的直径。
与颗粒的外表面积与体积之比相同的圆球的直径。
等体积径d v 等表面积径d S体面积径与颗粒投影面L 的周长与圆的周长相同的圆直径。
周长径斯托克斯（Stokes）直径d s与被测颗粒的密度相同，并且在同一种流体中与颗粒终末沉降速度相同的球形颗粒的直径。
空气动力学当量直径d a在空气中与颗粒沉降速度相同的单位密度（ ρp=1g/cm3）圆球的直径。
粉尘粒径分布频率分布g （%） 当质量累积频率R =G ＝50%时,对应的粒径称为质量中位直径（MMD），记作d 50。
频率密度分布 f （%· μm -1）筛上累计分布R （%） 筛下累计分布G （%）粉尘粒径分布的表示方法列表法图示法函数法粒径分布测定和计算结果分组号粒径范围d p/μm间隔宽度Δ d p/μm 粉尘质量Δ m/g频率分布g/%频率分度f/(%· μm-1)筛上累计分布R/%筛下累计分布G/%16~1040.0120.30.07100210~1440.0982.30.5799.80.2314~1840.368.42.1097.52.5418~2240.6415.03.7589.110.9522~2640.8620.15.0374.125.9626~3040.8920.85.2054.046.0730~3440.818.74.6833.266.8834~3840.4610.72.6714.585.5938~4240.163.70.923.896.2粒径的频率分布(a)g20.015.010.05.0频率 g /%粒径 d p /μm06101418222630343842粒径的频度分布(b)f4.03.02.01.00频度 f /(%· μm -1)5.0123456789组粒径 d p /μm6101418222630343842粒径的累计频率分布( c )G80604020筛上累计R /%筛 下累计G /%100Δ d p粒径 d p /μm06101418222630343842d minRd 50d minΔ R 4Δ G 4频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)020406080筛上累计R /%粒径 d p /μm8162432404856600.020.2151020406080909899.599.98R =15.9%R =G =50%R =84.1%d 50= d 0 = d paba 分布b 分布拐点σaσb正态分布曲线及特征数的估计对数正态分布曲线及特征数的估计频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)4080120160筛下累计G /%粒径 d p /μm12462410399.9599.590G =15.9%G =R =50%G =84.1%d 50abab21g σg21g σg200筛上累计R /%0.050.521040809899.999.989880602020.10.028101681022468频率密度f （ d p ）/(%· μm -1)10203050100150200230abd 50d dd 1d p /μm。
环境学概论 第5章 大气污染及防治
本章内容
1 大气中的主要污染物以及危害 2 影响大气污染的主要气象因素 3 除尘装置的种类以及除尘原理、特性
第一节 大气污染及主要污染物
15:34
一、大气圈组成
大气圈约10 000km， 大气物理学和污染物气象学中，大气圈
层的上界为1 200 ~ 1 400km
② 可吸入颗粒物（ PM2.5）：悬浮在空气中，空 气动力学直径小于2.5um的颗粒物
③ PM0.5数量浓度比在 PM2.5中接近90%。PM0.5浓 度与居民健康危害的关系最为显著
15:34
（2）飘尘特点
粒径小，比重也小，可长期漂浮在大气中 易随呼吸进入人体，危害健康 吸附多种污染物，在大气中为化学反应提供
地球大气圈的总质量约6 000×1012t，占地 球总质量的0.0001%左右 大气质量50％集中在下部5km
大气质量75％集中在下部10km 大气质量90％集中在下部30km
外层：大气层的最外层 暖层：又称电离层，顶界约 800~1000km,下部主要由分子氮 组成，上部主要由原子氧组成
1985-1995 酸雨研究
1990-1995 平流层臭氧损耗机制的模拟和模式，编制ODS淘 汰国家方案，微量气体源汇（CH4, DMS, VOC, NH3, N2O）
1996-
机动车排放污染，区域空气质量（O3，PM2.5）
六、我国空气质量日报
空气质量日报的组成：
空气质量指数AQI
首要污染物 ，阿拉斯加火山爆发，使得太阳 辐射量减少10％～20％，
1963年，阿贡火山爆发后，火山灰绕地 球四周，使气温下降，气候异常。
1991年，菲律宾皮纳图博火山两度爆发， 推测火山爆发使得全球降温0.5华氏度。
大气污染控制工程最终
一、填空题解答题1、分割粒（直）径：旋风除尘器中所受离心力和向心力相等的粒子的直径。
2、大气层呈中性状态时，风速廓线符合对数律；非中性状态时，符合指数律。
3、袋式除尘器中，粉尘因筛过等作用形成的粉尘层是主要过滤层，滤布不过起了支撑作用。
4、静吸（饱和吸附）：一定温度下，与气相被吸附物质的初始浓度平衡时的吸附量，也就是该条件下，吸附达到饱和时的吸附量。
5、氮氧化物燃烧过程中来源包括原料型氮氧化物、热力型氮氧化物和瞬时型氮氧化物。
6、燃烧法处理有机废气的主要燃烧方式：直接燃烧法、催化燃烧法和热力燃烧法。
7、辐射逆温、平流逆温、下层逆温、湍流逆温。
8、工业催化剂主要由活性主体、助催化剂和催化剂载体组成。
活性主体可单独使用。
9、控制硫氧化物：低硫燃料和清洁能源替换、燃料脱硫，燃烧过程脱硫和尾气脱硫。
10、大气污染：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
11、催化作用：废气通过催化剂床层的催化反应，是其中的污染物转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。
12、电除尘器的除尘原理：电除尘器两极间加以电压。
一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流），高压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同离子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上的电荷互相作用的电厂就使他们向收尘电极漂移，并沉积在集尘极上，形成灰尘层。
当集尘极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方式将沉集的粉尘清楚掉落如灰斗中。
13、化学吸附的主要特点：化学吸附的特征：作用力：化学键力（需要一定的活化能故又称化学能吸附）。
单层吸附化学： 1）有很强的选择性； 2）吸附速率较慢，达到吸附平衡需要相当长时间；3）升高温度可提高吸附速率。
14、物理吸附的主要特点：特征：作用力：分子间的范德华力（单层、双层）。
矿尘检查标准
矿尘检查标准
1、矿尘分类：
粗尘：粒径大于40μm，相当于一般筛选的最小颗粒，在空气中极易沉降。
细尘：粒径为10—40μm，肉眼可见，在静止空气中加速沉降。
微尘：粒径为0.25—10μm，用光学显微镜可以观察到，在静止空气中等速沉降。
超微尘：粒径小于0.25μm，要电子显微镜才能观察得到，在静止空气中作扩散运动。
浮游矿尘：悬浮于矿内空气中的矿尘，简称浮尘。
（是矿山防尘的主要对象）
沉积矿尘：从矿井空气中沉积下来的矿尘，简称落尘。
（将浮尘转化为积尘是矿井防尘的目的，主要方法：空气湿度、风速等改变）
全尘（总粉尘）：各种粒径矿尘之和，对于煤尘常指粒径为1mm以下的尘粒。
呼吸性粉尘：主要指粒径在5μm以下的微细尘粒，能通过呼吸道进入人的肺区，是导致尘肺病的原因，对人体危害极大。
2、矿尘浓度：
质量法：每m³空气中所含的浮尘毫克数，单位mg/m³。
计数法：每立方厘米空气中所含浮尘颗粒数，单位粒/立方厘米。
3、矿井允许矿尘浓度：
粉尘中游离 SiO 2的含量/%
最高允许浓度/mg.m ³ 总粉尘 呼吸性粉尘 ＜5
20.0 6.0 5~＜10 10.0 3.5 10~＜25 6.0 2.5 25~＜50 4.0 1.5 ≥50
2.0 1.0 <10的水泥粉尘 6。
作业场所空气中粉尘测定方法GB5748
作业场所空气中粉尘测定方法 GB 5748-85中华人民共和国卫生部中华人民共和国劳动人事部1986-01-27发布1986-05-01实施为了评价作业场所空气中粉尘的危害程度，加强防尘措施的科学管理，保护职工的安全和健康，促进生产发展，特制订本标准。
本标准适用于测定作业场所空气中的粉尘浓度、粉尘中游离二氧化硅含量和粉尘分散度。
1 术语1.1 作业场所工人在生产过程中经常或定时停留的地点。
1.2 粉尘悬浮于作业场所空气中的固体微粒。
1.3 粉尘浓度单位体积空气中所含粉尘的质量(mg/m＾3)或数量(粒/cm＾3)。
本方法采用质量浓度。
1.4 游离二氧化硅指结晶型的二氧化硅。
1.5 粉尘分散度各粒径区间的粉尘数量或质量分布的百分比。
本方法采用数量分布百分比。
1.6 测尘点受粉尘污染的作业场所中必须进行监测的地点。
2 测尘点的选择原则2.1 测尘点应设在有代表性的工人接尘地点。
2.2 测尘位置，应选择在接尘人员经常活动的范围内，且粉尘分布较均匀处的呼吸带。
在风流影响时，一般应选择在作业地点的下风侧或回风侧。
移动式产尘点的采样位置，应位于生产活动中有代表性的地点，或将采样器架设于移动设备上。
3 粉尘浓度的测定方法3.1 原理抽取一定体积的含尘空气，将粉尘阻留在已知质量的滤膜上，由采样后滤膜的增量，求出单位体积空气中粉尘的质量(mg/m＾3)。
3.2 器材3.2.1 采样器采用经过产品检验合格的粉尘采样器，在需要防爆的作业场所采样时，用防爆型粉尘采样器，采样头的气密性应符合附录A的要求。
3.2.2 滤膜采用过氯乙烯纤维滤膜。
当粉尘浓度低于50mg/m＾3时，用直径为40mm 的滤膜，高于50mg/m＾3时，用直径为75mm的滤膜。
当过氯乙烯纤维滤膜不适用时，改用玻璃纤维滤膜。
3.2.3 气体流量计常用15～40l/min的转子流量计，也可用涡轮式气体流量计；需要加大流量时，可提高到80l/min的上述流量计，流量计至少每半年用钟罩式气体计量器、皂膜流量计或精度为±1%的转子流量计校正一次。
粉尘判定标准
粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒，其判定标准因不同的情境和目的而异。
以下是一些常见的粉尘判定标准：
1. 粒径大小：国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。
2. 健康标准：生产性粉尘是人类健康的天敌，长期吸入生产性粉尘可引发多种疾病，如尘肺等。
3. 环境影响：大气中过多的粉尘将对环境产生灾难性的影响，如导致全球变暖等。
4. 工作场所标准：国家规定车间工作场所粉尘大部分要求在0.5\~4mg/m³，不同厂房有不同的要求，最高允许值为10mg/m³。
* 有毒粉尘：浓度要求很低，工作人员必须防护，例如化工、医药、二氧化硅等车间。
* 低毒或无毒粉尘：也称为有害粉尘，其浓度高于4mg/m³时，工作人员必须佩戴防尘面具。
* 有毒粉尘、超微粉尘：车间的工作人员必须佩戴N100等级防尘口罩，基本可以有效防护。
* 粉尘浓度：超出限值10倍以上，必须使用全面具防护或主动供气式防护面具。
请注意，以上判定标准仅供参考，具体的判定标准应根据不同的情境和目的进行评估和确定。
同时，在生活和工作中，应注意减少粉尘的产生和暴露，保护个人健康和环境。
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• 工作原理： • 含尘气流沿切线方向进入收尘器的圆筒体并形成旋转气流，
由于离心力作用，颗粒从气流中分离出来甩向器壁。 • 旋转气流继续扩散到倒锥体，由于反射屏的反射作用，大部
气体径向压力分布曲线似抛物线状。器壁附近压力最高， 仅稍低于气流进口处的压力，往中心逐渐降低，至核心气流处 降为负压，低压核心气流一直延伸至最下面的排灰口。因此， 当收尘器灰仓或底部接近轴心处有漏孔时，外部空气会以高速 进入收尘器，使已沉降的颗粒重新卷入净化气流，以致严重影 响收尘效率。
在旋风收尘器内，颗粒的离心沉降速度随粒径、圆周速度的 增大、旋转半径的减小而增大。因此，欲提高分离效率，可制 成小型旋风收尘器，但其阻力增大，相应地能耗增加。
螺旋型导向板角度：80～200。倾角 大，则阻力小，处理能力大，但收尘 效率较低，适合于处理粉尘浓度高、 颗粒较粗的含尘气体；反之亦然。
进风管倾角：150，外形细长，圆 筒部分和锥筒部分高度较大，锥筒的 锥度较小，因而阻力较大，但收尘效 率较高。
9.62 CLT/A型旋风收尘器
3）CLK型（扩散型）旋风收尘器
排出气体的旋转运动平缓地改变为直线运动，减小气流排出时 的阻力损失。 • Y型—上部出风。 • 根据气流在筒内旋转方向（从器顶俯视）分： • 左旋转（N型）和右旋转（S型）。 • 因此，各种收尘器均可分为XN型、XS型、YN型和YS型四种。
旋风收尘器的规格表示：外筒直径（dm）。 如CLT/A4.0表示：外筒直径为400mm，水平出 风，右旋转的CLT/A型旋风收尘器。 C—收尘器； L—离心式； T—筒式； A表示第一次改进型。 此外，还有CLG多管型、CLP旁路型和CLK扩 散型等。
旋风收尘器的优点： 结构简单，尺寸紧凑，易制造，造价低，无运动部件，因而 操作管理方便，维修量小，在处理颗粒粒径10μm以上的含尘 气体时，即使其含尘浓度较高也可获得较高的收尘效率。 缺点： 流体阻力损失大，因而电耗高，壳体易磨损，要求卸料闸门 等严格锁风，否则会显著影响收尘效率。
类型及特点
• 按结构及各部分尺寸的比例分： • 基本型；螺旋型；扩散型；旁路型和多管型。 • 每种旋风收尘器有两种出风方式： • X型—水平出风，中心排风管顶部装有水平出风蜗壳帽，能把
常见收尘器的各种及性能
种 类
除尘原理
主要型 式
风量 (m3/h)
风速 (m/s)
阻力(Pa)
分离 粒径 (μm)
粉尘 浓度 (g/m3)
收尘效 率(%)
重 重力沉降分离 沉降室 力 式
＜ 50000
＜0.5
50～100 ＞20 ＞10 40～60
惯 气流运动变向 轮流式 性 时利用颗粒惯 液流式 式 性与气流分离
气流进行三维流动，任一点上都有切向、径向和轴向速度， 其中切向速度对分离性能和压力损失影响最大。
切向速度分布：同一水平面各点的切向速度由器壁向中心 增大（因外筒壁面与气流存在摩擦），在直径约等于排气管直 径的0.65倍的圆周上达最大值，再往中心则急剧减小。
核心流：切线速度最大的圆周内轴向速度很大的向上内旋 气流；核心流以内的气流为强制涡，核心气流以外的气流为准 自由涡。。
2.5
600/1500 0.1
集成大粒与气
50000
静 体静分电离过滤凝聚 静 电 收 ＜
0.5～3 100 ～ ＞
电
尘器
300000
200
0.01
式
＜5 ＜10 ＜30
＞99
旋风收尘器
• 结构： 进气管
外旋流 锥形管
锁风装置
排风管 外筒 内旋流 贮灰箱
图9.59 旋风收尘器
工作原理：
利用含尘气体高速旋转产生的离心力使颗粒与气体分离。 含尘气体从进气管以较高的速度（12～25 m/s）沿外圆筒 的切线方向进入直筒并进行旋转运动，在旋转过程中产生较 大的离心力。 颗粒的惯性比空气大得多，大部分颗粒在离心力作用下甩 向筒壁，失去动能沿壁面滑下与气体分开，经锥体排入贮灰 箱内，然后经闸门自动卸出。 外旋流Ⅰ向下旋转到圆锥部分时，随圆锥变小而向中心逐 渐靠近，到达锥体下端时开始上升，形成一股自下而上的内 旋流Ⅱ，经中心排气管从顶部作为净化气体排出。
式 粒分离
脉冲式
气环式
颗粒层
0.2 ～ 400/800
0.7
800/1000
按设计 1～3
800/1200
2～5
1000/150 ＞1
2～6
0
＜5 3～5 3～5
5/10
＞99
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
洗 借助液滴或液 水浴式
＜
涤 膜使尘粒附着 泡 沫 式 30000 1.5 ～ 40/1000 ＞
式 于液体上或凝 除尘器
＜
＜ 50000
200/500 13～30 ＜1000
＞15 ＞5
＞10
50～70
离 含尘气流作旋 旋 风 收
心 转运动，颗粒 尘器
15000
式 由于离心力作 大型
＜
10～20 500/1500 ＞5
用与气流分离 小型
100000 10～20 400/1000
85～95
过 含尘气流通过 简易袋
滤 过滤体时将尘 机振打
收尘器的分类及特点: 按分离原理分： 重力收尘器：利用重力使粉尘颗粒沉降至器底， 收集粉尘粒径＞50μm。 惯性收尘器：气流运行方向突然改变时其中固体 颗粒的惯性运动与气体分离，分离粒径＞30μm。 离心收尘器：在旋转的气固两相流中利用离心惯 性力作用使固体颗粒从气体中分离出来，分离粒径可 达5μm。
1）CLT型旋风收尘器
基本型
图9.61 CLT型旋风收尘器图
CLT型的特点： 短而粗，尤其圆 锥部分较短，圆筒 部分较长； 气体以切线方向 进入，因此压力损 失较小； 收尘效率较低， 但处理量大。
2）CLT/A型（螺旋型）旋风收尘器
结构特点：进风管截面呈矩形，筒 体盖为螺旋形导向板，进风管与水平 面成一定倾角向下引入。可消除引入 气体向上流动而形成的上旋涡，减小 能量消耗，提高收尘效率。
过滤收尘器：含尘气体通过多孔层过滤介质时，阻 挡、吸附、扩散等作用将固体颗粒截留下来，分离 粒径可达1μm。
电收尘器：利用静电作用使颗粒带电从而将其捕 集下来。分离粒径可达10-2μm。
按作业方式分： 干式收尘器（上述各种收尘器均属此类）； 湿式收尘器：水力旋流器、水洗涤器等。分离粒 径达亚微米级。