颗粒污染物控制原理

随其扩散、钢凿冲击石块飞溅石粒产生 的诱导空气造成尘化。 7. 热气流上升造成的尘化作用 8. 当炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等热12
颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生
3. 通常，把上述各种使尘粒由静止状态进 入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化 作用，一次尘化作用给于粉尘的能量是 不足以使粉尘扩散飞扬的，它只是造成 局部地点的空气污染。造成粉尘进一步 扩散，污染环境的主要原因是二次气流， 即由于空气流动或冷热气流对流所形成 的气流。二次气流带着局部地点的含尘13
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投影径
• a 面积等分径dM（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dF（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
颗粒污染物的分类
根据颗粒污染物进入大气的途径，分为 自然性颗粒污染物, 例如风力扬尘、海浪溅沫、
火山飞灰、植物花粉等等。 生活性颗粒污染物，例如打扫卫生扬起的尘埃，
使用喷雾剂、燃料产生的雾、烟，煤尘等等。 生产性颗粒污染物，通常称之为粉尘。其中以
电站锅炉、工业与民用锅炉、冶金工业、建 材工业最为严重。
2. 碳粒子的生成
3. 燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒 子，通常包括由气相反应生成积炭，由 液态烃燃料高温分解产生的结焦或煤胞。
4. 积碳：（气相析出型）蒸发的燃料气体 在空气不足时发生热分解而形成的碳黑， 气、液、固燃料都会发生。气体燃料扩 散燃烧（多数工业设备采用）更容易发 生。机理复杂，有多种假说。预混燃烧8、
• 有机粉尘，包括植物性粉尘（如棉、亚麻、谷 物、烟草等）、动物性粉尘（如毛发、角质、 骨质等）和人工有机粉尘（如炸药、有机染料 等）。
• 混合性粉尘，包括数种粉尘的混合物。大气中 的粉尘通常都是混合性粉尘，因此在进行空气 7 过滤器实验时所采取的人工试验尘，除了有无
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
–固体物料的机械粉碎和研磨，例如选矿、耐 火材料车间的矿石破碎过程和各种研磨加工 过程；
–粉状物料的混合、筛分、包装及运输，例如 水泥、面粉等的生产和运输过程；
–物质的燃烧，例如煤燃烧时产生的烟尘；
–物质被加热时产生的蒸气在空气中的氧化和 凝结，例如矿石烧结、金属冶炼等过程产生 的锌蒸气，在空气中冷却时会凝结，氧化成4
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成 2. 燃煤尾气中飞灰的产生 3. 燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、
燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛的热 负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构等多 种因素有关。 4. 灰分越高，含水量越少，则排尘浓度就 越高。
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颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生 3. 物料间剪切压缩造成的尘化作用 4. 如破碎岩石、筛分物料等 5. 诱导空气造成的尘化作用 6. 车辆扬尘、砂轮磨光金属下来的细粉尘
第四章 除尘技术基础
马德刚 天津大学环境科学与工程学院
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补充： 颗粒污染物成因
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颗粒污染物的来源
• 大气中的固体或液体颗粒状的物质被称为颗粒 物。 可以分为一次性颗粒物和二次性颗粒物。 又分为：
• 天然来源:地面扬尘、火山爆发、地震灰和森 林火灾；海浪沫，海盐粒等；宇宙来源的陨星 尘及生物界产生的花粉、袍子等
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颗粒污染物的分类
• 按照气溶胶的来源和物理性质，分为 • 粉尘 • 飞灰 • 烟、黑烟 • 雾滴（如水雾、酸雾、碱雾、油雾等）
悬浮体。 • 其中工业粉尘种类较多，性质差别较大。
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颗粒污染物的分类
• 按照粉尘的成分，可分为：
• 无机粉尘，包括矿物性粉尘（如石英、石棉、 滑石粉等）、金属粉尘（如铁、铝、锡、锰、 铅及其氧化物等）和人工无机性粉尘（如金刚 砂、水泥、耐火材料、石墨等）。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
2. 燃煤烟尘的形成
3. 固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘， 它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主要是未燃 尽的炭粒，飞灰则主要是燃料所含的不可燃 矿物质微粒，是灰分的一部分，可富集数百 至数千倍多种污染元素，有害健康。
4. 减少燃煤层气中未燃尽碳粒的主要途径应当 是改善燃烧条件，包括燃料和空气的混合， 合适的燃烧温度，以及碳粒在高温区必要的 10
• d 长径dL，不考虑方向的颗粒最长的长度；短 径dl，不考虑方向的最短长度。
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投影径
a
b
c
d
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几何当量体直径。
• 等表面积径dS，与尘粒的外表面积相同 的某一圆球的直径。
• 体面积径，与颗粒的外表面积与体积之 比相同的圆球的直径。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
2. 碳粒子的生成
3. 石油焦或煤胞：（残碳型）液体燃料油雾滴 在被充分氧化之前，被炽热火焰包围或与炽 热壁面接触，导致液相裂化，接着发生高温 分解，最后出现结焦。由此产生的碳粒叫石 油焦，是一种比积炭更硬的物质。
4. 多组分重残油的燃烧试验表明：燃料液滴燃 烧的后期，将生成一种称为煤胞的焦粒，并 且难以燃烧。煤胞外形为微小空心的球形粒 子（发泡和固化同时进行而产生），其大小 9 与油滴的直径成正比，一般为10～300μ m。
• 人为来源：生产、建筑和运输过程以及燃料燃
烧过程中产生的。如各种工业生产中排放的粉
尘；燃料燃烧中产生的煤烟、飞灰等；汽车尾
气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物以及人为
排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的
二次颗粒物。
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颗粒污染物的来源
–人为来源： 工业粉尘是指能在空气中浮游 的固体微粒。主要来源包括：
4.1 粉尘的粒径及其分布
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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。