第二节 粉尘的物理性质

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粉尘的比电阻与温度的关系密切，常见的
温度---比电阻关系曲线如下图：
原 理？
一般粉尘ρd范围： 103Ω ⋅ cm −1014 Ω ⋅ cm 电除尘器适用范围： 104 Ω ⋅ cm −1010 Ω ⋅ cm 比电阻的测试方法： 工况法、实验法
种类：园盘法、针状法、疏状法
七、粉尘的粘附性
---颗粒附着在固体表面或彼此相互附着的现象。 粘附现象会导致粉尘颗粒的凝并，有助于
式中：S − −粉尘的平均表面积，c m 2； V − −粉尘的平均净体积，c m 3； dSV − −粉尘的表面积 − −体积平均直径，cm。
以粉尘质量表示的比表面积Sm：
Sm
=
S ρP ⋅V
=
6 ρ P ⋅ d sv
(cm2 / g )
式中：ρP − −粉尘真密度，g/cm 3。
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以堆积体积表示的比表面积Sb：
综合以上粉尘的各种性质，在确 定除尘方案、设计除尘系统时要全面 考虑各种因素，充分利用有利因素， 避免不利因素。
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本章要点：
; 粉尘真假密度的定义、作用及测试方法 ; 粉尘的湿润性对净化过程的影响 ; 粉尘比电阻的意义、影响因素及测试方法 ; 粉尘的粘附性以及对除尘过程的影响
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二、 粉尘的安息角与滑动角
安息角——粉尘通过小孔连
续地下落到水平面上，堆积
成的锥体母线与水平面的夹
Ф
H
角（静止角、堆积角）
tg Φ = H
R
R
滑动角——自然对方在
光滑平板上的粉尘随平
板倾斜，粉体开始滑动
Ф
时的平板倾斜角。（静
安息角）
安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标 测定方法： 排出法、注入法、倾斜法
2. 堆积密度ρb（表观密度、假密度） 呈自然堆积状态的粉尘，单位体积之粉体质
量（包括颗粒间气体空间在内）。 对于同一种粉尘： ρb≤ρP
ρb=（1-ε）ρP
ε—粉体空隙率（与粉体种类、粒径大小、充 填方式有关）
ρP 用于选择除尘设备，研究尘粒在气流中的运动
ρb 用于储仓及灰斗容积设计，粉尘气力输送 系统设计。
安息角数据的作用：
用来设计除尘设备的灰斗角度、输尘管道的倾角。
三、 粉尘的比表面积
----单位体积或质量粉尘所具有的表面积
粉尘的比表面积是用来表示粉尘总体 细度的一种特性值。粉尘的细度大小，影 响到粉尘的一系列物理、化学性质。
以自身体积表示的比表面积Sv：
Sv = S = 6 (cm 2 / cm3 ) V d SV
化学爆炸---可燃粉尘的剧烈氧化作用，在瞬间产 生大量的热量和燃烧产物，在空间造成很高的温 度和压力。
爆炸条件---可燃物与氧气达到足够浓度； 能量足够的火源。
几类可燃粉尘： ① 在空气中自燃。锌、钴、黄磷粉、炭粉等；
② 触水后会自燃或爆炸。镁粉、碳化钙、碱金 属氧化物、生石灰等。 ③ 相 −通过粉尘层的电压，V ；
j − −通过粉尘层的电流密度 ，A/cm 2；
δ− −粉尘层的厚度，cm。
粉尘的导电机理：
容积导电：（T>200℃）粉尘靠本体内的电子或 离子导电； 表面导电：（T<100℃）粉尘表面吸附的水分和 化学膜导电。
粉尘的导电性能之所以用比电阻表示，是 因为粉尘的这种导电性与测定时的条件有关，如 气体的温度、成分、粉尘粒径、成分、松散度等。 因此，粉尘比电阻是一种仅可以相互比较的表观 电阻率。
第二节 粉尘的物理性质
除粉尘的形状和大小外，粉尘还具有许多不同 的物理、化学性质，这些理化性质直接影响到除尘 系统的设计和运行操作。
主要的几个物理参数为：密度、比表面积、含 水率、导电性、摩擦角、粘附性、爆炸性等。
一、 粉尘的密度
粉尘密度
真密度ρP 堆积密度ρb
1. 真密度ρP
将粉尘颗粒表面及其内部的空气排出后测得 的自身密度。
四、 粉尘的含水率
定义为：W = m W × 100% mW + md
m W − − 粉尘的含水量（g）； m d − −干粉尘质量（g）。
粉尘中的水分来自于附着于表面上及凹坑 处、细孔中的自由水分，结合水分。
粉尘的含水率影响粉尘的导电性、粘附性 和流动性。在设计除尘装置时要综合考虑。
五、粉尘的湿润性
——粉尘能否与液体附着或附着难易的性质（粉尘 对液体的亲和程度）
湿润性取决于液体的表面张力和粉尘的物 理、化学性质。 对于同一类粉尘，液体表面张力小，粉尘湿润性强；
粉尘的粒径、含水率、表面粗糙度、荷电性影 响到粉尘对同一种液体的湿润性。
亲水性粉尘 疏水性粉尘
水硬性粉尘：水泥、熟石灰、 白云石粉尘。
六、粉尘的荷电性及导电性
Sb
=
S
⋅ (1− ε
V
)
=
(1− ε )⋅ Sv
=
6(1− ε
d sv
) (cm2
/
g)
粉尘比表面积范围：1000cm2 / g − −10000cm2 / g
粉尘表面积S增加，溶解度增加，与空气反 应强烈，易自燃、自爆；
粉尘表面积S增加，吸附性增加，粉尘的稳 定性增强；
粉尘表面积S增加，可多吸附有害气体有利 于做吸附剂使用。
1. 荷电性 ---粉尘带电的性能
使粉尘带电的原因：
摩擦 碰撞 放射线照射 电晕放电 接触带电体等
粉尘的荷电量随温度及表面积的提高而 增加；随含水率的提高而降低。
2. 粉尘的比电阻ρd
ρd --表示粉尘的表观导电率，是恒量粉尘导电性 能的一个重要参数，用 Ω ⋅ cm 表示。
定义为：ρd
=
V j⋅δ
粉尘的捕集，但也会堵塞输送管道。
在气体介质中，固体颗粒 相互之间的粘附力：
范得华力（分子间吸引力） 静电力（库仑力） 毛细力
八、粉尘的自燃性和爆炸性
自燃性---粉尘在常温下自然发热达到该粉尘的燃 点而燃烧的现象。
自然发热的原因：
① 氧化热（金属粉尘、碳素粉尘、其它粉尘） ② 分解热（漂白粉、亚硫酸钠、赛璐珞等） ③ 聚合热（丙烯晴、苯乙烯等） ④ 发酵热（干草、饲料）