【正文】 據(jù)υ20作為評定粉塵潤濕性的指標(biāo),將粉塵的潤濕性劃分為４類列于表34。表34 粉塵潤濕性的分類粉塵類型ⅠⅡⅢⅣ潤濕性絕對疏水疏水中等親水強親水υ20(mm/min)~~實際粉塵舉例石蠟、聚四氯乙烯、瀝青等石墨、煤塵、硫磺塵等玻璃微球、石英粉塵等鍋爐飛灰、石灰塵等在除塵技術(shù)中，各種濕式洗滌器的除塵機制，主要是靠粉塵被水的潤濕作用。粉塵的潤濕性是選用濕式除塵器的主要依據(jù)之一。對于潤濕性好的親水性粉塵，可選用濕式除塵，對于潤濕性差的疏水性粉塵，一般不宜采用濕式除塵器。在采用濕式除塵器時，為了加速水對粉塵的浸濕，可加入某些浸濕劑（如皂角等）以減少固液之間的表面張力，增加粉塵的親水性。某些粉塵，如水泥、熟石灰、白云石砂等，雖是親水性的，但它們一旦吸水后就形成了不溶于水的硬垢。一般將粉塵的這一性質(zhì)稱為水硬性。由于水硬性粉塵會造成除塵設(shè)備和管道結(jié)垢或堵塞，所以不適宜采用濕式洗滌器。六、粉塵的荷電性和導(dǎo)電性：粉塵在其產(chǎn)生和運動過程中，由于碰撣、摩擦、放射線照射、電暈放電及接觸帶電體等原因，幾乎都帶有一定的電荷。粉塵荷電后，將改變其某些物理性質(zhì)，如凝聚性、附著性及其在氣體中的穩(wěn)定性等，對人體的危害也將增強。粉塵的荷電量隨溫度升高、比表面積增大及含水率減小而增大，還與其化學(xué)成分有關(guān)。：粉塵的比電阻是表示粉塵導(dǎo)電性的重要指標(biāo)，比電阻用ρ表示為： （324）式中ρ――比電阻，Ωcm；V――通過粉塵層的電壓，V；J――通過粉塵層的電流密度，A/cm2；δ――粉塵層厚度,cm。粉塵的比電阻不僅與粉塵顆粒自身的導(dǎo)電性有關(guān)，而且與顆粒物堆積的松散度、含水量和溫度等因素有關(guān)，并且還與載體中導(dǎo)電氣體的存在情況有關(guān)。粉塵導(dǎo)電機理取決于粉塵、氣體的溫度和組成成分。容積導(dǎo)電：體內(nèi)電子、離子發(fā)生→溫度高時（體積比電阻）表面導(dǎo)電：水膜、化學(xué)膜導(dǎo)電→電阻率高，溫度低粉塵比電阻隨溫度升高先增加，后減少。如圖所示：工業(yè)排氣中的粉塵比電阻值變化大（表面比電阻）容積表面和容積合成表面溫度粉塵的比電阻對電除塵器的運行有很大的影響。電除塵器最適宜的范圍是：1041010Ωcm。超出此范圍，則必須采取措施對煙氣組成進行調(diào)節(jié)。調(diào)溫（燃煤鍋爐的飛灰）調(diào)濕（燃煤鍋爐）3. 添加其他氣體，以降低比電阻。飛灰成分的影響七、粉塵的粘附性粉塵附著在固體表面上，或塵粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附。附著的強度，也就是克服附著現(xiàn)象所需要的力稱為粘附力。 粉塵的粘附是一種常見的實際現(xiàn)象，由于粘附力的存在，粉塵的相互碰撞會導(dǎo)致塵粒的凝并，凝并作用在各類除塵器中都有助于粉塵的捕集。在電除塵器和袋式除塵器中，粘附力的影響更為突出，因為除塵效率很大程度上取決于收塵極板上或濾袋上清除粉塵的能力。此外，粉塵的粘附性對除塵管道及除塵器的運行管理也有很大的影響，需要防止粉塵在壁面上粘附過度堵塞管道或設(shè)備。前蘇聯(lián)根據(jù)用垂直拉斷法測出粉塵層的斷裂強度將粉塵分為四類，見表35。表35 粉塵粘性強度的分類粉塵類型ⅠⅡⅢⅣ粉塵粘性不粘性微粘性中等粘性強粘性粘性強度(Pa)0~6060~300300~600600實際粉塵舉例干礦渣粉石英粉飛灰、焦粉高爐灰泥煤灰、金屬粉黃鐵礦粉、水泥、鋸木石膏粉、熟料灰纖維塵粘附力：范德華力、靜電引力、毛細力粉塵粒徑小、形狀不規(guī)則、表面粗糙、含水率高、濕潤性好、荷電量大時，易于粘附。除塵裝置中既要粘附，在某些地方又不要粘附。八、粉塵的自然性和爆炸性l 自燃性自燃：粉塵在常溫下存放過程中自然發(fā)熱，此熱量經(jīng)長時間的積累，達到該粉塵的燃點而引起燃燒的現(xiàn)象。粉塵自燃性：可燃性粉塵在沒有外部火源的作用時，僅因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒的性質(zhì)稱為粉塵自燃性。自然發(fā)熱原因：氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱。l 爆炸性爆炸：可燃物的劇烈氧化作用，在瞬間產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物，在空間造成很大的溫度和壓力，故稱為化學(xué)爆炸。爆炸條件：引起粉塵爆炸的條件一是可燃粉塵懸浮于空氣中的濃度達到一定數(shù)量，二是存在著能量足夠的火源。能引起爆炸的粉塵濃度稱為爆炸濃度。能夠引起爆炸的最低含塵濃度稱為爆炸下限；最高濃度稱為爆炸上限。氣體與粉塵混合物的爆炸危險性是以其爆炸下限（g/m3）來表示的。爆炸上限的濃度太高，如糖粉的爆炸上限為13500g/m3，在大多數(shù)場合都不會達到，所以沒有實際意義。粉塵混合物的爆炸下限不是固定不變的，它的變化與粉塵的分散度、濕度、溫度，火源的性質(zhì)，混合物中可燃氣含量與氧含量，惰性粉塵和灰分等因素有關(guān)。爆炸性：有些粉塵分散在空氣或其它助燃氣體中所形成的粉塵云達到一定濃度時，若遇著能量足夠的火源，可發(fā)生爆炸，這種性質(zhì)稱為粉塵的爆炸性。據(jù)粉塵爆炸性及火災(zāi)危害可將其分為四類，如表36所示。表36 粉塵爆炸性分類粉塵類型爆炸下限濃度g/m3自燃溫度K粉塵舉例爆炸危險性最大的粉塵15砂糖、泥煤、膠木粉、硫及松香等有爆炸危險的粉塵16~65鋁粉、亞麻、頁巖、面粉、淀粉等火災(zāi)危險最在的粉塵65低于523煙草粉待等有火災(zāi)危險的粉塵65高于523鋸末等第三節(jié) 凈化裝置的性能除塵器性能指標(biāo)：處理氣量、凈化效率、壓損：設(shè)備費、運行費、占地一、凈化裝置技術(shù)性能的表示方法處理氣體流量 體積流量 式中——裝置進口氣流量，； ——裝置出口氣流量，；凈化裝置漏風(fēng)率上式中的氣體體積流量QN，表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（，）下的氣體流量，實際工況下氣體流量要進行狀態(tài)換算。Q2N C2Ns2 g2Q1N C1Ns1 g1S3, g32．凈化效率，除塵效率式中：Sc——捕集量 kg/h Si——入口量 kg/h So——出口量 kg/h除塵效率當(dāng)時壓損代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，指進口和出口氣流全壓之差。大小取決于裝置的種類和結(jié)構(gòu)形式，還與流量有關(guān)。二、凈化效率的表示方法總效率系指同一時間內(nèi)除塵裝置捕集的粉塵量與進入裝置的粉塵量之比。如圖35所示，裝置進口的氣體流量為Q1N（mN3 /s）、粉塵流人量為S1（g/s）、含塵濃度為C1N（g/mN3），裝置出口的相應(yīng)量為Q2N（g/mN3）S2（g/s）、C2N（g/mN3），裝置捕集粉塵量為S3(g/s)，則有：總除塵效率η可表示成為： （344）或 （345） 若除塵裝置本體不漏氣，即Q1N=Q2N，則式（345）簡化為： （346）2. 通過率對于高效除塵裝置，如袋式過濾器除塵效率達99％以上，%%，不僅有些笨拙，而且在表達除塵器性能的差別上也不明顯。所以有時采用通過率P來表示裝置的性能，它系指在同一時間內(nèi)從除塵裝置排出的粉塵量與入口粉塵量之比，即： （347）例如，一除塵器的除塵效率η=%，通過率P=%；另一除塵器的η=%，P=%，則前者的通過率是后者的10倍。3. 分級效率除塵裝置的除塵效率η，皆是指在一定運行條件下除塵器對某種粉塵的總除塵效率。但是，同一除塵器在同樣運行條件下對粒徑分布不同的粉塵的除塵效率是不同的，所以為表示除塵效率與粉塵粒徑的關(guān)系，提出了分級除塵效率的概念。分級除塵效率（簡稱分級效率）系指除塵器對某一粒徑dpi或粒徑間隔Δdpi內(nèi)粉塵的除塵效率，前以ηi表示。設(shè)除塵器的進口、出口和捕集的dpi（或Δdpi）顆粒的質(zhì)量流量分別為S1i、S2i和S3i，則該除塵器對dpi（或Δdpi）顆粒的分級效率為： （348）對于分級效率，一個非常重要的值是ηi=50%，與此值相對應(yīng)的粒徑稱為除塵器的分割粒徑，一般用dc表示。分割粒徑dc在討論除塵器性能時經(jīng)常用到。4. 分級效率與總除塵效率之間的關(guān)系（1）由總效率求分級效率g—粒徑頻率分布或 （2）由分級效率求總除塵效率∵ 兩邊對各種粒徑求和或 上式可用解析法和圖解法求出。5. 多級串聯(lián)運行時的總凈化效率實際工程中，有的需要把兩種或多種不同型式的除塵器串聯(lián)起來使用，形成兩級或多級除塵系統(tǒng)。分級除塵器的總除塵效率第四節(jié) 顆粒捕集的理論基礎(chǔ)除塵過程機理：將含塵氣體引入具有一種或幾種力作用的除塵器，使顆粒對氣流發(fā)生相對位移，并從氣相中分離出來，最后沉降到捕集表面上。粉塵大小不同，種類不同，所受動力學(xué)行為也不同。捕集作用力：外力：重力、離心力、慣性力、靜電力、磁力、熱力、泳力流體阻力顆粒相互作用力（可忽略）一、流體阻力阻力形狀阻力：運動時，排開周圍氣體，導(dǎo)致前面壓力大，后面壓力小。磨擦阻力：顆粒與周圍流體之間的摩擦。阻力方向：與速度向量方向相反大?。菏街校篊D——阻力系數(shù) AP——顆粒在其運動方向上的投影面積，m2對球形——流體的密度kg/m2；u——顆粒與流相相對運動速度，m/s由相似理論可知： 討論CD與Rep關(guān)系① Rep≤1時，CD=24/Rep 對球形顆粒斯托克斯阻力定律Rep≤1稱為斯托克斯區(qū)域。② 1Rep500顆粒運行處于紊流速度區(qū)③ 500Rep2105時，牛頓區(qū)域。顆粒運動處于紊流狀態(tài)，CD與Rep幾乎無關(guān)。此時：④ 當(dāng)顆粒尺寸小到與氣體分子平均自由程大小差不多時，顆粒開始脫離與氣體分子接觸，顆粒運行發(fā)生所謂“滑動”。這時，顆粒所接觸的流體介質(zhì)不再連續(xù)，流體阻力將減小。為了對這種滑動條件進行修正，將一個稱為坎寧漢修正因子C引入斯托克斯定律。即 （dp10um）C值取決于努森(knudsen)數(shù)戴維斯公式氣體分子平均自由程 ，式中氣體分子算術(shù)平均速度 坎寧漢因數(shù) C=f(T,P,dp)當(dāng)T↑；P↓；dp↓C↑作為粗略估計，293K,1atmT二、阻力導(dǎo)致的減速運動在靜止空氣中 FDu0阻力造成的加速度據(jù)費克研究Rep1000時，阻力與減速度無關(guān)。忽略CD對影響顆粒在斯托克斯區(qū)時此時： 顆粒的馳豫時間在時，顆粒速度u0，減速到u時間從t=0，到t，顆粒遷移距離x的物理意義：由于阻力使顆粒的速度減小到它的初速度的1/t（%）的所需的時間。對于處于滑動領(lǐng)域的顆粒，也應(yīng)引入坎寧漢漢修正系數(shù)C?！? ∴ 顆粒由初速度到靜止，所遷移距離叫停止距離 或 三、重力沉降 FDFG, u0FB靜止流體中的顆粒FD=FGFB=在斯托克斯區(qū)域的顆粒：終未沉降速度：當(dāng)流體是氣體時，可忽略浮力。沉降速度公式簡化為：對于坎寧漢滑動區(qū)域領(lǐng)域的小顆粒對于大的球形顆粒：（Re1）重力作用下的終未沉降速度 ()對紊流過渡區(qū) ()ii對牛頓區(qū)，則 ()斯托克斯直徑和空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑進而可以得出。四、離心沉降旋風(fēng)除塵器是應(yīng)用離心力分離作用的除塵裝置；離心力也是慣性碰撞和攔截作用的主要除塵機制。離心力 牛頓定律式中：R——流線半徑 Vt——R處切線速度在斯托克斯區(qū)，兩力達到平衡離心終未沉降速度 為離心加速度離心沉降原理分析離心沉降——依靠慣性離心力的作用而實現(xiàn)的沉降過程叫離心沉降。慣性離心力 ：任何質(zhì)量為m的物體在與轉(zhuǎn)軸的距離為R，切向速度為 的位置上的 為：方向沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周，從而能更快更好地將分散質(zhì)與分散介質(zhì)分離出來。若 慣性離心力作用下的沉降速度當(dāng)流體帶著顆粒旋轉(zhuǎn)時，如果顆粒的密度大于流體的，則顆粒在慣性離心力作用下在徑向與流體發(fā)生相對運動向飛離中心。一、離心力場中顆粒在徑向的受力情況：1．慣性離心力 方向如圖示2．向心力（顆粒周圍的流體對顆粒的作用力），方向如圖示 與重力場中的浮力相當(dāng)3．曳力相對徑向運動速度，方向如圖示類似于重力沉降， 即二、離心沉降速度 1