除尘技术基础PPT课件

1 第3章除尘技术基础 颗粒的粒径及粒径分布颗粒物的其它物理性质除尘器的性能 2 第3章除尘技术基础 掌握颗粒粒径分布特点掌握颗粒物的其它物理性质掌握除尘器的关键参数 3 第一节颗粒的粒径及粒径分布 颗粒的粒径通常将粒径分为代表单个颗粒的单一粒径和代表各种不同大小颗粒的平均粒径 4 第一节颗粒的粒径及粒径分布 单一粒径投影径几何当量径物理当量径 5 第一节颗粒的粒径及粒径分布 Heywood测定分析表明 同一颗粒的dF d dM 投影径定向直径dF Feret直径 各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度 定向面积等分直径dM Martin直径 各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度 圆等直径D Heywood直径 与颗粒投影面积相等的圆的直径 6 颗粒的直径 显微镜法观测粒径直径的三种方法a 定向直径b 定向面积等分直径c 投影面积直径 7 第一节颗粒的粒径及粒径分布 几何当量径取为颗粒的某一几何量 面积 体积 相同的球形颗粒的直径为其几何当量直径 如球等直径 系与被测颗粒体积相等的球的直径 8 第一节颗粒的粒径及粒径分布 物理当量径取与颗粒的某一物理量相同的球形颗粒的直径为其物理当量直径 物理当量径 斯托克斯径 空气动力学直径 9 第一节颗粒的粒径及粒径分布 斯托克斯径dst是与被测颗粒的密度相同 终末沉降速度相同的球的直径 当颗粒雷诺数小于1时 斯托克斯径的定义式为 式中 流体的粘度 Pa s 颗粒的密度 kg m3 流体的密度 kg m3 终末沉降速度 m s 10 第一节颗粒的粒径及粒径分布 空气动力学直径da是指在空气中与颗粒的沉降速度相同的单位密度的球的直径 斯托克斯径与空气动力学径的关系为 11 平均粒径 12 粒径分布 针对于颗粒群 sizedistribution 粒径分布指某种粉尘中 不同粒径的颗粒所占的比例 也称粉尘的分散度 粒径分布可以用颗粒的质量分数或个数百分比来表示 前者称为质量分布 后者称为粒数分布 粒径分布的表示方法有列表法 图示法和函数法 13 粒径分布 频率分布 频率分布g 粒径至之间的尘样质量占尘样总质量的百分比 即 式中 m 颗粒为dp至dp p间隔的尘样质量 kgm0 为试样总质量 kg 14 粒径分布 频率密度分布 频率密度分布f m 1 简称频率分布 是指单位粒径间隔宽度时的频率分布 即粒径间隔宽度 dp 1 m时尘样质量占尘样总质量的百分比 其计算式为 15 粒径分布 16 粒径分布 筛上累积频率 大于某一粒径的所有颗粒质量占尘样总质量的百分比 筛下累积频率 小于某一粒径的所有颗粒质量占尘样总质量的百分比 17 粒径分布函数 正态分布 式中 正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布 因为大多数粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移 粒径的算术平均值 标准偏差 颗粒的个数 18 粒径分布函数 对数正态分布以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线 为粒径的几何平均值 几何标准偏差 19 粒径分布函数 罗辛 拉姆勒分布 Rosin Rammler 常用的R R分布函数表达式 式中 颗粒粒径 分布系数 粒径的分布指数 20 粒径分布函数 罗辛 拉姆勒分布 Rosin Rammler R R的适用范围较广 特别对破碎 研磨 筛分过程产生的较细粉尘更为适用分布指数n 1时 近似于对数正态分布 n 3时 更适合于正态分布 21 显微镜法用放大率450 600倍的显微镜 对尘粒逐个测量 从而取得定向径 定向面积等分径 在测量时要求整个视野范围内的尘粒数不超过50 70个 每次最少测量200个以上 也可在显微镜外部加一个电视摄像机 进行扫描测定 颗粒粒径分布的测定方法 22 筛分法取100g尘样为标准 通过一套筛子进行筛分 按不同孔组上残留率进行计算 找出占总质量的百分比 筛分直径 颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度 颗粒粒径分布的测定方法 23 库尔特计数器库尔特 Coulter 计数器是细孔通过法的一种 它是使尘粒在电解介质中通过孔口 由于电阻的变化而引起的电压波动 其波动值与尘粒的体积成正比 测定的范围为0 6 500 m 需要试样少 分析快 只需几十秒钟 颗粒粒径分布的测定方法 24 颗粒粒径分布的测定方法 沉降法斯托克斯 Stokes 直径ds 同一流体中与颗粒密度相同 沉降速度相等的圆球直径 空气动力学当量直径da 在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度 1g m3 的圆球的直径 斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关 是除尘技术中应用最多的两种直径 25 第二节颗粒的物理性质 颗粒的密度单位体积颗粒的质量 kg m3或g cm3 若颗粒体积不包括颗粒内部和之间的缝隙 真密度用堆积体积计算 堆积密度 空隙率 粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比 26 颗粒的比表面积 单位体积颗粒所具有的总表面积Sp对于平均粒径为dp 空隙率 的表面光滑球颗粒 其比表面积定义为 对于非球形颗粒组成的粉尘 其比表面积定义为 27 颗粒的含水率 颗粒中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分 颗粒内部的结合水分以及颗粒的化学结合水 如结晶水 含水率 水分质量与粉尘总质量之比 含水率影响粉尘的导电性 粘附性 流动性等物理特性 28 颗粒的润湿性 润湿性 颗粒物的颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质 润湿性与颗粒的种类 粒径 形状 生成条件 组分 温度 含水率 表面粗糙度及荷电性有关 还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关 29 颗粒的润湿性 颗粒的润湿性随压力增大而增大 随温度升高而下降 润湿性是选择湿式除尘器的主要依据 30 颗粒的荷电性和导电性 颗粒的荷电性天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷 荷电因素 电离辐射 高压放电 高温产生的离子或电子被捕获 颗粒间或颗粒与壁面间摩擦过程中荷电 天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1 10 荷电量随温度增高 表面积增大及含水率减小而增加 且与化学组成有关 31 颗粒的荷电性和导电性 颗粒的导电性比电阻导电机制 高温 200oC以上 颗粒本体内部的电子和离子 体积比电阻 低温 100oC以下 颗粒表面吸附的水分或其他化学物质 表面积比电阻 中间温度 同时起作用 比电阻对电除尘器运行有很大影响 最适宜范围104 1010 32 颗粒的导电性和荷电性 典型温度 比电阻曲线 33 颗粒的粘附性 是指颗粒之间凝聚的可能性或颗粒对器壁粘附堆积的可能性 粘附力 克服附着现象所需要的力 粘附力 分子力 范德华力 毛细力 静电力 库仑力 34 颗粒的安息角与滑动角 安息角 颗粒从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角 滑动角 自然堆积在光滑平板上的颗粒随平板做倾斜运动时颗粒开始发生滑动的平板倾角 35 颗粒的安息角与滑动角 安息角与滑动角是评价颗粒物流动特性的重要指标 安息角和滑动角的影响因素 颗粒粒径 含水率 颗粒形状 颗粒表面光滑程度 颗粒粘性 36 颗粒的自燃性和爆炸性 粉尘的自燃性自燃 存放过程中自然发热热量积累达到燃点燃烧 自然发热的原因 氧化热 分解热 聚合热 发酵热 影响因素 粉尘的结构和物化特性 粉尘的存在状态和环境 37 粉尘的爆炸性 粉尘发生爆炸必备的条件 可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度最低可燃物浓度 爆炸浓度下限爆炸浓度上限存在能量足够的火源 38 第三节除尘器的性能 评价净化装置性能的指标技术指标处理气体流量除尘效率压力损失经济指标设备费运行费占地面积 39 净化装置