大气污染控制工程

1、大气污染控制工程1第第3 3章章 除尘技术基础除尘技术基础学习要点学习要点了解了解 粉尘的物理性质，粒径分类及表示方法粉尘的物理性质，粒径分类及表示方法掌握掌握 微粒在流体中的运动阻力的计算微粒在流体中的运动阻力的计算掌握微粒沉降分离机理掌握微粒沉降分离机理掌握掌握 除尘器的分类及性能除尘器的分类及性能大气污染控制工程23.1 粉尘的物理性质粉尘的物理性质3.1.1 密度密度 粉尘的密度是指单位体积粉尘的质量，单位粉尘的密度是指单位体积粉尘的质量，单位为为 kg/m3。分为分为真密度真密度和和堆积密度堆积密度。 真密度：真密度：单位体积不包括粉尘颗粒体内部的单位体积不包括粉尘颗粒体内部的空隙和

2、颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号空隙和颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号P表示；表示； 堆积密度：堆积密度：单位体积包括颗粒内部的空隙和单位体积包括颗粒内部的空隙和颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号颗粒之间的空隙而定义的密度，以符号b表示。表示。 大气污染控制工程3 粉尘越细，吸附的空气越多，粉尘越细，吸附的空气越多，值越值越大；充填过程加压或振动，则大；充填过程加压或振动，则值减小值减小。Pb)1 ( 大气污染控制工程4比表面积是指单位体积（或质量）粉尘具有的表面积比表面积是指单位体积（或质量）粉尘具有的表面积。 vspcpmvscbvscvcsvdVSadVSadddVSa6)1 (6)

3、1 (6632 粉尘越细，粉尘比表面积越大，润湿性粉尘越细，粉尘比表面积越大，润湿性降低，粘附性增强，凝聚性增大，处理设备降低，粘附性增强，凝聚性增大，处理设备输送阻力增大。输送阻力增大。 3.1.2 比表面积比表面积 大气污染控制工程51. 粉尘的含水率粉尘的含水率粉尘中的水分包括自由水分、结合水分和粉尘中的水分包括自由水分、结合水分和 化学结合水化学结合水。 %100dWWmmm3.1.3 粉尘的含水率及润湿性粉尘的含水率及润湿性大气污染控制工程62. 粉尘的润湿性粉尘的润湿性 尘粒能否与液体相互附着或附着难易的性质尘粒能否与液体相互附着或附着难易的性质称为粉尘的润湿性。称为粉尘的润湿性。

4、 当固体粒子与液体接触时当固体粒子与液体接触时,如果接触面能扩大如果接触面能扩大而相互附着而相互附着,就是就是能润湿能润湿；如果接触面趋于缩；如果接触面趋于缩小而不能附着小而不能附着,则是则是不能润湿不能润湿。 容易被水润湿的物质称为容易被水润湿的物质称为亲水性物质亲水性物质，难以，难以被水润湿的物质称为被水润湿的物质称为疏水性物质疏水性物质。大气污染控制工程7尘粒的润湿性不仅与粉尘的粒径、生成条件、温度、压尘粒的润湿性不仅与粉尘的粒径、生成条件、温度、压力、含水率、表面粗糙度及荷电性等有关，还与液体的表面张力、含水率、表面粗糙度及荷电性等有关，还与液体的表面张力、对尘粒的粘附力及相对于尘粒的

5、运动速度等有关。力、对尘粒的粘附力及相对于尘粒的运动速度等有关。对于对于5m以下特别是以下特别是1m以下的尘粒，即使是亲水的，也以下的尘粒，即使是亲水的，也很难被水润湿，这是由于细粉的比表面积大，对气体的吸附作很难被水润湿，这是由于细粉的比表面积大，对气体的吸附作用强，尘粒和水滴表面都有一层气膜，因此只有在尘粒与水滴用强，尘粒和水滴表面都有一层气膜，因此只有在尘粒与水滴之间具有较高的相对运动速度时（如文丘里喉管中），才会被之间具有较高的相对运动速度时（如文丘里喉管中），才会被润湿。润湿。 水硬性粉尘如水泥粉尘、熟石灰及白云石砂等不宜采用水硬性粉尘如水泥粉尘、熟石灰及白云石砂等不宜采用湿式洗涤器

6、净化。湿式洗涤器净化。大气污染控制工程81. 荷电性荷电性 粉尘的荷电量随温度升高、比表面积增大及粉尘的荷电量随温度升高、比表面积增大及含水量减小而增大。含水量减小而增大。 2. 比电阻和导电性比电阻和导电性 jV粉尘层的厚度电流密度电压jV容积导电：高于容积导电：高于200时，粉尘自身电子和离子进行；时，粉尘自身电子和离子进行；表面导电：低于表面导电：低于100 时，靠尘粒表面吸附的水分和化学时，靠尘粒表面吸附的水分和化学膜进行。膜进行。3.1.4 荷电性和导电性荷电性和导电性大气污染控制工程9 最适宜的电除尘器捕集的比最适宜的电除尘器捕集的比电阻为电阻为10421010cm。 在高温在高温

7、(200)条件下，温条件下，温度升高，粉尘内部会发生电度升高，粉尘内部会发生电子的热激化作用，使容积比子的热激化作用，使容积比电阻下降。电阻下降。 在低温在低温(100)条件下，温条件下，温度升高，粉尘表面吸附的水度升高，粉尘表面吸附的水分减少，使表面比电阻升高分减少，使表面比电阻升高。 大气污染控制工程10 粉尘自漏斗连续落到水平面上，堆积成圆锥体。圆锥体粉尘自漏斗连续落到水平面上，堆积成圆锥体。圆锥体的母线同水平面的夹角称为该粉尘的的母线同水平面的夹角称为该粉尘的安息角安息角，也叫休止角、，也叫休止角、堆积角等。堆积角等。 粉尘的粉尘的滑动角滑动角系指自然堆放在光滑平面上的粉尘，随光系指自

8、然堆放在光滑平面上的粉尘，随光滑平板做倾斜运动时滑平板做倾斜运动时,平板上粉尘开始发生滑动的平板倾斜平板上粉尘开始发生滑动的平板倾斜角。角。 粉尘的安息角及滑动角是评价粉尘流动性的一个重要指粉尘的安息角及滑动角是评价粉尘流动性的一个重要指标。安息角和流动角小的粉尘，流动性好，安息角和流动角标。安息角和流动角小的粉尘，流动性好，安息角和流动角大的粉尘，其流动性就差。粉尘的安息角和滑动角是设计除大的粉尘，其流动性就差。粉尘的安息角和滑动角是设计除尘器灰斗尘器灰斗(或料仓或料仓)的锥度、除尘管路或输灰管路斜度的重要的锥度、除尘管路或输灰管路斜度的重要依据。依据。r为为3540比较合适比较合适r 3.

9、1.5 粉尘的安息角和滑动角粉尘的安息角和滑动角 大气污染控制工程11 粉尘的粘附性是指粉尘颗粒之间互相附着粉尘的粘附性是指粉尘颗粒之间互相附着或粉尘附着在器壁表面的可能性。粉尘颗粒或粉尘附着在器壁表面的可能性。粉尘颗粒由于互相粘附而凝聚变大，有利于提高除尘由于互相粘附而凝聚变大，有利于提高除尘器的捕集效率，但粉尘对器壁的粘附会造成器的捕集效率，但粉尘对器壁的粘附会造成装置和管道的堵塞。装置和管道的堵塞。 颗粒细，形状不规则，表面粗糙，含水率颗粒细，形状不规则，表面粗糙，含水率高，润湿性好及荷电量大时，易于产生粘附高，润湿性好及荷电量大时，易于产生粘附现象。现象。此外，还与粉尘随气流运动的速度

10、及此外，还与粉尘随气流运动的速度及壁面粗糙情况有关壁面粗糙情况有关。 3.1.6 粉尘的粘附性粉尘的粘附性大气污染控制工程12在封闭空间内可燃性悬浮粉尘的燃烧在一定浓度范围内会在封闭空间内可燃性悬浮粉尘的燃烧在一定浓度范围内会导致化学爆炸。能够引起爆炸的浓度范围叫作导致化学爆炸。能够引起爆炸的浓度范围叫作爆炸极限爆炸极限，引起，引起爆炸的最高浓度叫做爆炸的最高浓度叫做爆炸上限爆炸上限,最低的浓度叫做最低的浓度叫做爆炸下限爆炸下限。在低。在低于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限的燃烧都属于正常的于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限的燃烧都属于正常的安全安全燃烧燃烧，不会发生爆炸。由于多数粉尘的爆炸上限浓

11、度很高，在，不会发生爆炸。由于多数粉尘的爆炸上限浓度很高，在多数情况下达不到这个浓度多数情况下达不到这个浓度,因而粉尘的爆炸上限浓度无实际意因而粉尘的爆炸上限浓度无实际意义。义。粉尘着火所需要的最低温度为着火点，粉尘越细，着火点粉尘着火所需要的最低温度为着火点，粉尘越细，着火点越低。着火点越低，越低。着火点越低，爆炸下限爆炸下限越低，粉尘爆炸越低，粉尘爆炸 的危险性越大。的危险性越大。3.1.7 粉尘的爆炸性粉尘的爆炸性大气污染控制工程13 有些粉尘有些粉尘(如镁粉、碳化钙粉如镁粉、碳化钙粉)与水接触后会引与水接触后会引起自燃或爆炸，称这种粉尘为具有爆炸危险性起自燃或爆炸，称这种粉尘为具有爆炸

12、危险性粉尘。这类粉尘不能采用湿法除尘。粉尘。这类粉尘不能采用湿法除尘。 有些粉尘有些粉尘(如硫矿粉、煤尘等如硫矿粉、煤尘等)在空气中达到一在空气中达到一定浓度时，在外界的高温、摩擦、震动、碰撞定浓度时，在外界的高温、摩擦、震动、碰撞以及放电火花等作用下会引起爆炸，这些粉尘以及放电火花等作用下会引起爆炸，这些粉尘亦称为具有爆炸危险性粉尘。亦称为具有爆炸危险性粉尘。 有些粉尘互相接触或混合，如溴与磷、锌粉与有些粉尘互相接触或混合，如溴与磷、锌粉与镁粉接触混合，也会引起爆炸镁粉接触混合，也会引起爆炸。大气污染控制工程大气污染控制工程143.2.1. 粒径粒径 粒径：表示粒子大小的最佳代表性尺寸，分为

13、单一粒径和平均粒径粒径：表示粒子大小的最佳代表性尺寸，分为单一粒径和平均粒径（1 1）单一粒径）单一粒径 球形颗粒用直径来表示，非球形颗粒一般用球形颗粒用直径来表示，非球形颗粒一般用投影径投影径、筛分粒径筛分粒径、几何当量径几何当量径和和物理当量径物理当量径四种方法来定义。四种方法来定义。 投影径：颗粒在显微镜下观察到的粒径投影径：颗粒在显微镜下观察到的粒径。长短径长短径定向径定向径定向面积等分径定向面积等分径3.2 粉尘的粒径和粒径分布粉尘的粒径和粒径分布 目是指每平方英时筛网上的空眼数目目是指每平方英时筛网上的空眼数目，5050目就是指目就是指每平方英时上的孔眼是每平方英时上的孔眼是505

14、0个，个，500500目就是目就是500500个，个，目数越目数越高，孔眼越多。高，孔眼越多。除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子粒径，示能够通过筛网的粒子粒径，目数越高，粒径越小目数越高，粒径越小。 筛分粒径就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸。筛分粒径就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸。国内通常使用的筛网数目与粒径（国内通常使用的筛网数目与粒径（m）对照表）对照表网目数网目数粒径粒径m 网目数网目数粒径粒径m 2800010015036700115125447501201205400012511563350130113728001401098236

15、0150106101700160961214001709014118017586161000180801888020075208302306224700240612860025058305502705332500300483542532545403804003842355500254532560023483008001850270100013602501340106523020006.57021250002.68018080001.690160100001.3大气污染控制工程17几何当量径：取与颗粒的某一几何量几何当量径：取与颗粒的某一几何量（如体积、面积等）相同时的球形颗粒的（如体积、面积等

16、）相同时的球形颗粒的直径。直径。等投影面积径等投影面积径等体积径等体积径等表面积径等表面积径大气污染控制工程18物理当量径：取与颗粒的某一物理量相同时的球形颗粒的直径物理当量径：取与颗粒的某一物理量相同时的球形颗粒的直径斯托克斯粒径斯托克斯粒径d dstst：与被测粒子：与被测粒子密度相同密度相同，终末沉，终末沉降速度相等的球的直径。降速度相等的球的直径。空气动力粒径空气动力粒径d da a：与被测粒子在空气中的终末沉降：与被测粒子在空气中的终末沉降速度相等的速度相等的单位密度单位密度的球的直径。的球的直径。gsvstdP)(182/1)(Pstdad大气污染控制工程19（2 2）平均粒径）平

17、均粒径大气污染控制工程20 nnddl/nngdddd/ 121)(ndnddsl/223/ndnddvs3/13)/(nnddv34/ndnddm2/12)/(nnddsad/ )1 (650ddd粒径分布中频度最高的粒粒径分布中频度最高的粒径径众径众径分离、分级装置性分离、分级装置性能的表示能的表示粒径分布的累积值为粒径分布的累积值为50%50%时的粒径时的粒径中位径中位径蒸发、分子扩散蒸发、分子扩散由粒子比表面积由粒子比表面积a a计算的计算的粒径粒径比表面积径比表面积径吸收吸收总表面积除以总个数取其总表面积除以总个数取其平方根平方根表面积平均径表面积平均径气体输送、燃烧效气体输送、燃烧

18、效率、质量平衡率、质量平衡质量等于总质量，粒子数质量等于总质量，粒子数等于总个数的等粒子粒径等于总个数的等粒子粒径质量平均径质量平均径与粒子总个数和总体积相与粒子总个数和总体积相等的均一球的直径等的均一球的直径体积平均粒体积平均粒传质、粒子充填层传质、粒子充填层的流体阻力，充填的流体阻力，充填材料的强度材料的强度全部粒子的体积除以总表全部粒子的体积除以总表面积面积体面积平均径体面积平均径吸附吸附表面积总和除以直径的总表面积总和除以直径的总和和面积长度平均面积长度平均径径单一径的几何平均值单一径的几何平均值几何平均径几何平均径蒸发、各种粒径的蒸发、各种粒径的比较比较单一径的算术平均值单一径的算术

19、平均值算术平均径算术平均径应用范围应用范围物理意义物理意义计算公式计算公式名称名称大气污染控制工程21 粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例，的比例，也称粒子的分散度。有个数分布、表面积也称粒子的分散度。有个数分布、表面积分布、质量分布等，除尘技术中多采用质量分布。分布、质量分布等，除尘技术中多采用质量分布。1. 粒径分布的表示方法粒径分布的表示方法 (1) 频数分布频数分布 对从气溶胶颗粒群中取出具有代表性并符合统对从气溶胶颗粒群中取出具有代表性并符合统计学所规定的样本，在显微镜下进行观测将观测计学所规定的样本，在显微镜下进行观测将观测到

20、的粒径以及各粒径或粒径区间内颗粒的个数或质到的粒径以及各粒径或粒径区间内颗粒的个数或质量，分成各等距量，分成各等距(或不等距或不等距)组并以表格形式将各组组并以表格形式将各组中的粒子个数或质量数中的粒子个数或质量数(组频数组频数)排列成表。排列成表。3.2.2. 粒径分布粒径分布大气污染控制工程22分组号分组号123456789粒径范围粒径范围 dp/m61010141418182222262630303434383842粒径间隔粒径间隔dp/m444444444粉尘质量粉尘质量m/g0.0120.0980.360.640.860.890.80.460.16频数分布频数分布D/%0.32.38

21、.415.020.120.818.710.73.7频度分布频度分布f/(%m-1)0.070.572.103.755.035.204.682.670.92筛上累积分布筛上累积分布R/%10099.897.589.174.154.033.214.53.8筛下累积分布筛下累积分布D/%00.22.510.925.946.066.885.596.2大气污染控制工程23(2) 相对频数分布相对频数分布D(%)：是指粒径从：是指粒径从dp到到dp dp之间的粒之间的粒子质量子质量m占粉尘试样总质量占粉尘试样总质量m0的百分数。的百分数。(3) 频率密度分布频率密度分布(%/m)，是指粒径组距为，是指粒径

22、组距为1 m时的相对频时的相对频数分布，即数分布，即 dp1 m时粒子质量占粉尘试样总质量的百时粒子质量占粉尘试样总质量的百分数。分数。 pppdddDdfmdDf)(/% 100D %1000并有mmD大气污染控制工程24d. 筛上累积频率分布筛上累积频率分布R(%)：是指大于某一粒径的所有粒子质：是指大于某一粒径的所有粒子质量占粉尘试样总质量的百分数。量占粉尘试样总质量的百分数。 筛下累积频率分布筛下累积频率分布D(%)maxmax)()(ddppddpppdddfdDdR%100)()(ppdDdRppddppddpdddfdDdDminmin)()(大气污染控制工程25 右图是频数分布

23、直方图（右图是频数分布直方图（a） 、频、频度分布的直方图（度分布的直方图（b）和筛上累积分）和筛上累积分布及筛下累积分布的曲线（布及筛下累积分布的曲线（c）。）。 筛上累积分布和筛下累积分布相筛上累积分布和筛下累积分布相等等(R=D=50%)时的粒径为中位径，记时的粒径为中位径，记作作d50，即即 (c) 中中R与与D两曲线交点处对两曲线交点处对应的粒径。中位径是除尘技术中常用应的粒径。中位径是除尘技术中常用的一种表示粉尘粒径分布特性的简明的一种表示粉尘粒径分布特性的简明方法。方法。 (b)中频度分布达到最大值时相对中频度分布达到最大值时相对应的粒径称作众径，记作应的粒径称作众径，记作dd。

24、 大气污染控制工程261. 正态分布（高斯分布）正态分布（高斯分布） 频数曲线是对称于算术平均频数曲线是对称于算术平均值的两侧，值的两侧，故其众径、中位径故其众径、中位径和算术平均值重合。和算术平均值重合。 频率密度曲线是关于平均值频率密度曲线是关于平均值对称的钟型曲线，累计分布曲对称的钟型曲线，累计分布曲线在概率坐标图中为一直线。线在概率坐标图中为一直线。3.2.3 粉尘粒径的分布函数粉尘粒径的分布函数222)(exp2100)(pppdddf)(2113.8487.155078 .1531 .8450dddddd272. 对数正态分布对数正态分布 大多数粒子的粒径分大多数粒子的粒径分布在矩

25、形坐标图中是偏态布在矩形坐标图中是偏态的，若横坐标用对数坐标的，若横坐标用对数坐标（ln dp）代替，可转化为）代替，可转化为近似正态分布的对称性钟近似正态分布的对称性钟型曲线型曲线。 )(ln2)ln(lnexp2ln100)(ln22gppgpdddf大气污染控制工程282/113.8487.155087.1513.8450)(ddddddg293. 罗辛罗辛拉姆勒（拉姆勒（R-R）分布）分布)exp(100)(nppddRp100lgdlg(lg)R若以为横坐标，以为纵坐标作图，可得到一条直线。nppdddR50693. 0exp100)()1(100lglglg)100lg(lgmdR

26、dnRppnpdpdR10100)(或或大气污染控制工程303.3 微粒在流体中的运动阻力微粒在流体中的运动阻力3.3.1 微粒在流体中的运动阻力和阻力系数微粒在流体中的运动阻力和阻力系数 大小由下式确定：大小由下式确定：22vACFpDDvdCppmpDRe Re和和m的值与粒子雷诺数的大小有关。的值与粒子雷诺数的大小有关。大气污染控制工程31 层流区层流区，也称斯托克斯，也称斯托克斯区，区，Rep1.0，有，有24，m=1.0，故故 过渡区过渡区，也称奥伦区，也称奥伦区，Rep1500，有，有18.5，m=0.6，故故vdFCppD3 Re24D6.0Re5.18pDC 紊流区，也称牛顿区

27、，紊流区，也称牛顿区， 500 Rep 105，有，有0.44，m=0，故，故44.0DC大气污染控制工程32区域 层流区 （Stokes 区） 过渡区 （Allen 区） 紊流区 （Nenton 区） Rep 1 或2 1500 500 Rep 1000m 表表 3-3 3-3 不同区域内的阻力系数不同区域内的阻力系数C CD D和阻力和阻力F FD D层流区中：层流区中：vdFp3D（3-40）大气污染控制工程33 在式在式(3-40)的推导过程中，曾假设微粒表面有一无限薄的流体的推导过程中，曾假设微粒表面有一无限薄的流体介质层，它与尘粒之间没有相对运动。但在实验中发现。当微粒介质层，它与

28、尘粒之间没有相对运动。但在实验中发现。当微粒粒径小于粒径小于1.0m时，薄气层与微粒表面有滑动现象，使实际阻力时，薄气层与微粒表面有滑动现象，使实际阻力小于按式小于按式(3-40)计算之值。肯宁汉针对这种现象，提出了滑动修计算之值。肯宁汉针对这种现象，提出了滑动修正系数（又称肯宁汉修正系数），以正系数（又称肯宁汉修正系数），以Cu表示，即表示，即)55. 0exp(4 . 0257. 121ppuddC3.3.2 滑动修正系数（又称肯宁汉修正系数）滑动修正系数（又称肯宁汉修正系数）499. 0MRT8大气污染控制工程34 微粒在重力场、电场、离心力场中的运动，只要满微粒在重力场、电场、离心力场

29、中的运动，只要满足足Rep1.0，且，且dp 1m时，都可用下式计算阻力系数：时，都可用下式计算阻力系数：upCvdF/3D 在常压空气中，在常压空气中，Cu也可用下式估算也可用下式估算pudTC/1021. 614粒径粒径dp的单位为的单位为m大气污染控制工程353.4 微粒沉降分离机理微粒沉降分离机理 3.4.1 重力沉降重力沉降 设一直径为设一直径为d dp p的球形颗粒在静止流体的球形颗粒在静止流体中从静止状态开始作自由重力沉降。颗粒中从静止状态开始作自由重力沉降。颗粒只受重力只受重力F F1 1和流体浮力和流体浮力F F2 2的作用，这两个的作用，这两个力向下的合力力向下的合力F F

30、G G为：为： 当合力当合力F FG G和阻力和阻力F FD D相等时，沉降速度相等时，沉降速度达到最大，称为终末沉降速度。达到最大，称为终末沉降速度。3G12F()6ppFFdgDppsspDppCgdvvdCgd3)(424)(6223大气污染控制工程36假设处于某一区域（如层流区），将相应阻力系数假设处于某一区域（如层流区），将相应阻力系数公式代入速度式。公式代入速度式。如将如将gdgdvpppps1818)(22在计算粉尘颗粒的终末沉降速度时，常需要采用试算法。在计算粉尘颗粒的终末沉降速度时，常需要采用试算法。可得式代入, Re24spDvC再将再将vs代入代入Rep式，验证式，验证R

31、ep是否符合原假设区域。是否符合原假设区域。若假设不成立，则需重新假设所处区域。若假设不成立，则需重新假设所处区域。大气污染控制工程37 大多数工业粉尘的粒径在大多数工业粉尘的粒径在100微米以下，故对于气体除微米以下，故对于气体除尘中所遇到的粉尘，一般都可以采用斯托克斯公式进行计算。尘中所遇到的粉尘，一般都可以采用斯托克斯公式进行计算。当粉尘的粒径小于当粉尘的粒径小于1微米时，应用肯宁汉滑动修正系数进行修正微米时，应用肯宁汉滑动修正系数进行修正。uppsCgdv18)(2大气污染控制工程38对于过渡区，终末沉降速度对于过渡区，终末沉降速度vs 为为对于牛顿区，终末沉降速度对于牛顿区，终末沉降

32、速度vs 为为286. 0428. 0714. 0714. 014. 1)(153. 0gdvpps2/1/)(74. 1gdvpps大气污染控制工程393.4.2 3.4.2 离心沉降离心沉降rvdrvdvpppps22221818)(大气污染控制工程40 电力沉降包括两类情况：自然荷电粒子和外加电场电力沉降包括两类情况：自然荷电粒子和外加电场荷电粒子在电力作用下的沉降。荷电粒子在电力作用下的沉降。 对于斯托克斯区域的颗粒，颗粒所受气流阻力，当静对于斯托克斯区域的颗粒，颗粒所受气流阻力，当静电力电力FE和阻力和阻力FD达到平衡时，颗粒便达到静电沉降的终达到平衡时，颗粒便达到静电沉降的终末速度

33、，习惯上称为颗粒的驱进速度，并用末速度，习惯上称为颗粒的驱进速度，并用表示表示 静电力静电力FE为为 FE=qE pdqE33.4.3 电力沉降电力沉降大气污染控制工程41拦截拦截：颗粒颗粒4 4和和5 5因质量和惯性较小而不会离开流线，这因质量和惯性较小而不会离开流线，这时只要粒子的中心是处在距靶表面不超过时只要粒子的中心是处在距靶表面不超过d dp p/2/2的流线上，的流线上，就会与捕尘体接触而被捕获。就会与捕尘体接触而被捕获。 惯性碰撞惯性碰撞：距停滞流线较距停滞流线较近的大颗粒近的大颗粒3 3，因其质量，因其质量和惯性较大而脱离流线，和惯性较大而脱离流线，保持自身原来的运动方向保持自

34、身原来的运动方向而与靶碰撞，继而被捕集而与靶碰撞，继而被捕集。3.4.4 惯性沉降惯性沉降大气污染控制工程423.4.4.1 惯性碰撞惯性碰撞 惯性碰撞的捕集效率主要取决于三个因素：惯性碰撞的捕集效率主要取决于三个因素：(1)(1)气流速度在捕尘体（即靶）周围的分布气流速度在捕尘体（即靶）周围的分布 ，它随，它随气体相对捕尘体流动的雷诺数而变化。捕尘体雷诺气体相对捕尘体流动的雷诺数而变化。捕尘体雷诺数数 定义为定义为式中式中 v v0 0未被扰动的上游气流与捕尘体之间的相对流速（未被扰动的上游气流与捕尘体之间的相对流速（m/sm/s）；）； D Dc c捕尘体的定性尺寸（捕尘体的定性尺寸（m

35、m）。）。 在高在高 下（势流），除了邻近捕尘下（势流），除了邻近捕尘体表面附近外，气流流型与理想气体一致；在较低体表面附近外，气流流型与理想气体一致；在较低 时，气流受粘性力支配，即为粘性流。时，气流受粘性力支配，即为粘性流。DRecDDv0ReDReDRe大气污染控制工程43(2)(2)颗粒运动轨迹，它取决于颗粒的质量、气流阻颗粒运动轨迹，它取决于颗粒的质量、气流阻力、捕尘体的尺寸和形状，以及气流速度等。力、捕尘体的尺寸和形状，以及气流速度等。斯托克斯准数斯托克斯准数StSt( (也称为惯性碰撞参数），它定义也称为惯性碰撞参数），它定义为颗粒的停止距离为颗粒的停止距离x xs s与捕尘体直

36、径与捕尘体直径D Dc c之比。对于球之比。对于球形的斯托克斯颗粒形的斯托克斯颗粒, ,有有 惯性碰撞分级效率惯性碰撞分级效率 stst与斯托克斯准数与斯托克斯准数StSt的关系的关系cuppcupcusDCvdDCvDCxSt18020)7 . 0(StStst(3)(3)颗粒对捕尘体的附着，捕集效率通常假定为颗粒对捕尘体的附着，捕集效率通常假定为100%100%。大气污染控制工程44拦截作用一般用无因次的拦截参数拦截作用一般用无因次的拦截参数R R来表示其特性，来表示其特性，它定义为：它定义为：cpDdR 拦截参数拦截参数R R愈大，即愈大，即d dp p愈大，愈大，D Dc c愈小，拦截

37、效率愈高。愈小，拦截效率愈高。 3.4.4.2 拦截拦截大气污染控制工程453.4.5.1 均方位移和扩散系数均方位移和扩散系数很小的微粒受到气体分子的无规则撞击，使它们很小的微粒受到气体分子的无规则撞击，使它们也象气体分子一样作无规则运动，称为布朗运动；也象气体分子一样作无规则运动，称为布朗运动；布朗运动促使微粒从浓度较高的区域向浓度较低布朗运动促使微粒从浓度较高的区域向浓度较低的区域扩散，称为布朗扩散。在一定时间的区域扩散，称为布朗扩散。在一定时间t内，内，粒子沿粒子沿x轴的均方位移为轴的均方位移为DtkBTtx2223.4.5 扩散沉降扩散沉降大气污染控制工程463.4.5.2 扩散沉降

38、效率扩散沉降效率 扩散沉降效率取决于捕尘体的质量传递皮克莱扩散沉降效率取决于捕尘体的质量传递皮克莱（Peclet）数）数Pe和捕尘体雷诺数和捕尘体雷诺数ReD。皮克莱数。皮克莱数Pe定义为：定义为： 对于粘性流，朗格缪尔提出的计算颗粒在孤立对于粘性流，朗格缪尔提出的计算颗粒在孤立的单个圆柱形捕尘体上的扩散沉降效率为的单个圆柱形捕尘体上的扩散沉降效率为 DDvPec03/13/2)Reln2(71. 1DBDPedp (微米）微米）惯性碰撞效率惯性碰撞效率（%）拦截效率（拦截效率（%）扩散沉降效率扩散沉降效率（%）0.0011000.013.860.20.1100.0040.0251030.52

39、0371.5各种捕集作用比较各种捕集作用比较 对于大颗粒的捕集，扩散沉降的作用很小，对于大颗粒的捕集，扩散沉降的作用很小，主要靠惯性碰撞作用主要靠惯性碰撞作用 对于很小的颗粒，惯性碰撞作用很小，主对于很小的颗粒，惯性碰撞作用很小，主要靠扩散沉降要靠扩散沉降 对于在惯性碰撞和扩散沉降均无效的粒径对于在惯性碰撞和扩散沉降均无效的粒径范围内（范围内（0.2-1.0微米）捕集效率最低。微米）捕集效率最低。大气污染控制工程48大气污染控制工程493.5 除尘器的分类与性能除尘器的分类与性能3.5.1 除尘器的分类除尘器的分类四类六种除尘器四类六种除尘器机械力除尘器机械力除尘器电力除尘器电力除尘器过滤式除尘器过滤式除尘器洗涤除尘器洗涤除尘器重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器 旋风除尘器旋风除尘器大气污染控制工程50技术指标技术指标经济指标经济指标低阻高效低阻高效处理流量处理流量除尘效率除尘效率压力损失压力损失设备投资及运行管理费设备投资及运行管理费占地面积占地面积设备可靠性及使用寿命设备可靠性及使用寿命操作及维护管理难易程度操