通风除尘技术(3)

种。图1-5是一种较简单的机械排气系统。

机械通风的优点是动力强，能控制风量和送风参数，因此，可以满足较高的通风要求。其缺点是机械通风系统要比自然通风复杂，一次投资和运行管理费用较高。

二、按通风系统的作用范围分类 1、全面通风

全面通风就是在房间内全面地进行通风换气。其目的在于将房间内的有害物冲淡至容许的浓度标准。

全面通风可以利用机械通风来实现，也可用自然通风来实现。

当受到生产条件限制，有害物源不固定或其面积较大，或者安装局部通风装置会妨碍工人操作时，可采用全面通风方法。

2、局部通风：局部通风分为局部排风和局部送风。 （1）局部排风

局部排风就是在集中产生有害物的局部地点，设置有害物捕集装置，将有害物就地排走，以控制有害物向室内扩散。局部排风装置对防毒、排尘是最为有效的通风方法。它可以用最小的风量，获得最好的通风效果。局部排风系统可以是机械的，也可以是自然的。

典型的局部排风系统如图1-2所示，它由以下几部分组成： ① 局部排气罩：它是收集有害物的装置。 ② 风管：它是用来输送空气的。

③ 空气净化装置：为了保护大气环境或回收原材料，当排气中的粉尘或其它有害物的含量超过排放标准时，必须采用除尘器或有害气体净化设备处理，在达到排放标准后排入大气。

④ 风机：它是输送空气的动力设备，为了防止风机被磨损或腐蚀，通常将风机放在净化装置的后面。

（2）局部送风

向局部工作地点送风，创造局部地带良好的空气环境。这种送风方式称为局部送风。例如有些高温车间，即便设计自然通风对整个车间进行降温，但还防止不了工人操作地点受高温热辐射的作用，这种场合可采取局部送风措施。

局部通风与全面通风比较，效果好，而且经济。在控制有害物扩散方面，起了很大的作用。

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在实际工程中，各种通风方法常常是联合使用的。如全面通风和局部排风联合使用；全面通风和局部送风联合使用；全面通风和局部送、排风联合使用等等。不论采用何种方法，都应根据卫生技术要求，建筑物和生产工艺特点以及经济适用等具体情况来决定。

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第二章 粉尘及含尘气体性质

第一节 粉尘性质

实践证明，通风除尘系统的设计和运行操作，在很大程度上取决于粉尘的物理化学性质和气体的基本参数。粉尘的许多物理性质都与除尘过程有着密切的关系。因此，为了提高通风除尘的效果，保证设备可靠运行，就要充分利用对除尘过程有利的粉尘物理性质，采取某些措施改变对除尘过程不利的粉尘物理性质。

一、粉尘的密度

（1）容积密度：粉尘在自然堆积状态下的单位体积的质量称为粉尘的容积密度，以?V表示。自然堆积状态呈松散状态，包括粉尘颗粒间的空隙在内。其计算式可以表示为

?V?纯粉尘质量＋空隙内空气质量kg/m3 （2－1）

纯粉尘体积＋空隙体积??（2）真密度：如果设法将粉尘体积内部的空气排出，此时测出的单位体积粉尘的质量称为真密度，以?P表示。

?P?纯粉尘质量kg/m3 （2－2）

粉尘真体积（无空隙）??一般来说，粉尘的容积密度?V要比粉尘的真密度?P小。粉尘的密度对选择除尘器、设计灰斗等都有实际意义。例如，对于颗粒粗、真密度大的粉尘可以选用沉降室或旋风除尘器，而对于真密度小的粉尘，即使颗粒粗也不应采用这种类型的除尘设备；设计除尘器灰斗容积时，所依据的不是粉尘的真密度，而是粉尘的容积密度，另外，在粉尘的气力输送中也要考虑粉尘的容积密度。

二、粉尘的分散度

粉尘是由大小不一，形状不同的固体小颗粒所组成，如果按照粉尘的颗粒直径大小分组，并且用分组的方法表示粉尘的粗细程度，各分组重量的百分数就叫粉尘的分散度。

例如从喷砂室抽出200g的粉尘，其中5?m以下的有11.6g，占5.8%；5~10?m的有17g，占8.5%；10~20?m的有15.8g，占7.9%；等等。

在除尘技术中，常把粉尘按直径大小分为六组：0~5?m、5~10?m、10~20?m、20~40?m、

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40~60?m、60?m以上。直径在60?m以上的粉尘，除尘器一般都能除掉，故不再分组。不同尘源

所产生的粉尘，其分散度可在有关手册中查得。图2-1和表2-1分别按图示法和列表法给出了石英粉和铸砂的分散度。

图2－1 粉尘的分散度

表2－1 粉尘分散度

分 散 度 （％） 粉尘名称 石英粉 铸 砂

三、粉尘的物理化学活泼性

固体物料被粉碎成粉尘后，其总表面积增加很多。例如边长为1cm的立方体粉碎成边长为1?m的立方体后，其总表面积由6cm2剧增到6m2。由于表面积的增加因而增大了粉尘与周围介质的接触面积，也就使得粉尘的物理化学活泼性大大提高。所以，对粉尘表现的很多性质都将产生较大的影响，例如粉尘的溶解、吸附、燃烧、荷电、化学反应以及凝聚等性质。

四、粉尘的亲水性

我们扫地时，为了减少灰尘飞扬，常常先洒一些水。其原因就是由于粘土这类灰尘容易被水湿润（亲水），使得灰尘聚合、增重，有利于沉降。这也是湿法除尘的简单原理。但是也有一些粉尘是极难被水湿润的，例如二氧化硅粉、炭粉等，我们称这些粉尘为憎水性粉尘。

0~5?m 5~10?m 10~20?m 20~40?m 40~60?m ?60?m 10.4 9.9 14.0 26.5 19.6 22.4 19.2 14.9 5.3 19.6 6.7 32.4 14

粉尘的亲水性和憎水性，主要取决于原材料的化学性质。但是也与粉尘的表面状态有很大关系。一般说来，粗糙的微粒表面易于吸附气体分子，并能在其表面周围形成气膜，从而阻碍水滴对它的湿润。粉尘越细其比表面积（指单位质量粉尘的表面积）越大，吸附作用越大，亲水能力越差。例如，石英的亲水性好，但粉碎成粉末后亲水能力大为下降。

另外，有些粉尘虽然能够亲水，但被水湿润后就硬结，例如象水泥、石灰和白云石等粉尘，一旦硬结极易堵塞除尘设备。粉尘虽能亲水，但被水湿润就硬结的性质叫粉尘的水硬性。

五、粉尘的带电性

自然界的粉尘或生产过程中的粉尘可能带电（显正电性或负电性），也可能是中性的。 1、粉尘带电的原因

辐射、摩擦、碰撞、吸附作用产生的。 2、带电量大小和极性的影响因素

带电量与尘粒的表面积和含湿量有关，带电的极性与尘粒的化学组成有关。

据实验观察，在同一温度下，表面积大，含湿量小的粉尘带电量大；表面积小，含湿量大的粉尘带电量小。非金属粉尘和酸性氧化物（如二氧化硅等）带正电，而金属粉尘和碱性氧化物（如氧化钙等）则带负电。

3、粉尘带电性的作用

粉尘的带电性对除尘有着很重要的影响，电除尘器就是专门利用粉尘的带电性而设计的。因为带异性电荷的尘粒，具有相互吸引的作用，很容易吸引在一起，合并成更大的颗粒，有利于沉降分离。目前在其它除尘器（袋式除尘器、湿式除尘器）中也越来越多地利用粉尘的带电性来提高粉尘的捕集性能。

六、粉尘的磨损性

粉尘的磨损性是指粉尘在通风除尘管路中流动时对管壁的冲刷程度。 1、磨损性的影响因素

磨损性的影响因素有粉尘材质的硬度、颗粒形状大小、粉尘浓度、含尘气流的速度。 (1) 硬度：硬度越大，磨损性越大；硬度小，磨损性小。

(2) 颗粒形状大小：表面具有尖棱形状的粉尘比表面光滑的粉尘磨损性大；粗粉尘比微细粉尘的磨损性大，一般认为小于5~10?m的粉尘的磨损性是不严重的，然而随着粉尘颗粒增大，磨损性增强，但增加到某一最大值后便开始下降。

(3) 粉尘浓度：气流中粉尘浓度增加，磨损性也增加，但当粉尘浓度达到某一程度时，磨损性

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