随其扩散、钢凿冲击石块飞溅石粒产生 的诱导空气造成尘化。 7. 热气流上升造成的尘化作用 8. 当炼钢电炉、加热炉以及金属浇铸等热12
颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生
3. 通常，把上述各种使尘粒由静止状态进 入空气中浮游的尘化作用称为一次尘化 作用，一次尘化作用给于粉尘的能量是 不足以使粉尘扩散飞扬的，它只是造成 局部地点的空气污染。造成粉尘进一步 扩散，污染环境的主要原因是二次气流， 即由于空气流动或冷热气流对流所形成 的气流。二次气流带着局部地点的含尘13
15
投影径
• a 面积等分径dM（Martin）：指将颗粒的投影 面积二等分的直线长度，与所取的方向有关， 通常用于等分线与底边平行的情况。
• b 定向径dF（Feret）：尘粒投影面上两平行 切线之间的距离，可取任意方向，通常取向与 底边平行。
• c 投影面积直径dA（Heywood）：与颗粒投影 面积相等的圆的直径
颗粒污染物的分类
根据颗粒污染物进入大气的途径，分为 自然性颗粒污染物, 例如风力扬尘、海浪溅沫、
火山飞灰、植物花粉等等。 生活性颗粒污染物，例如打扫卫生扬起的尘埃，
使用喷雾剂、燃料产生的雾、烟，煤尘等等。 生产性颗粒污染物，通常称之为粉尘。其中以
电站锅炉、工业与民用锅炉、冶金工业、建 材工业最为严重。
2. 碳粒子的生成
3. 燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒 子，通常包括由气相反应生成积炭，由 液态烃燃料高温分解产生的结焦或煤胞。
4. 积碳：（气相析出型）蒸发的燃料气体 在空气不足时发生热分解而形成的碳黑， 气、液、固燃料都会发生。气体燃料扩 散燃烧（多数工业设备采用）更容易发 生。机理复杂，有多种假说。预混燃烧8、
• 有机粉尘，包括植物性粉尘（如棉、亚麻、谷 物、烟草等）、动物性粉尘（如毛发、角质、 骨质等）和人工有机粉尘（如炸药、有机染料 等）。
• 混合性粉尘，包括数种粉尘的混合物。大气中 的粉尘通常都是混合性粉尘，因此在进行空气 7 过滤器实验时所采取的人工试验尘，除了有无
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
–固体物料的机械粉碎和研磨，例如选矿、耐 火材料车间的矿石破碎过程和各种研磨加工 过程；
–粉状物料的混合、筛分、包装及运输，例如 水泥、面粉等的生产和运输过程；
–物质的燃烧，例如煤燃烧时产生的烟尘；
–物质被加热时产生的蒸气在空气中的氧化和 凝结，例如矿石烧结、金属冶炼等过程产生 的锌蒸气，在空气中冷却时会凝结，氧化成4
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成 2. 燃煤尾气中飞灰的产生 3. 燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、
燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛的热 负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构等多 种因素有关。 4. 灰分越高，含水量越少，则排尘浓度就 越高。
11
颗粒污染物的形成机理
2. 生产和交通过程中粉尘的产生 3. 物料间剪切压缩造成的尘化作用 4. 如破碎岩石、筛分物料等 5. 诱导空气造成的尘化作用 6. 车辆扬尘、砂轮磨光金属下来的细粉尘
第四章 除尘技术基础
马德刚 天津大学环境科学与工程学院
1
补充： 颗粒污染物成因
2
颗粒污染物的来源
• 大气中的固体或液体颗粒状的物质被称为颗粒 物。 可以分为一次性颗粒物和二次性颗粒物。 又分为：
• 天然来源:地面扬尘、火山爆发、地震灰和森 林火灾；海浪沫，海盐粒等；宇宙来源的陨星 尘及生物界产生的花粉、袍子等
5
颗粒污染物的分类
• 按照气溶胶的来源和物理性质，分为 • 粉尘 • 飞灰 • 烟、黑烟 • 雾滴（如水雾、酸雾、碱雾、油雾等）
悬浮体。 • 其中工业粉尘种类较多，性质差别较大。
6
颗粒污染物的分类
• 按照粉尘的成分，可分为：
• 无机粉尘，包括矿物性粉尘（如石英、石棉、 滑石粉等）、金属粉尘（如铁、铝、锡、锰、 铅及其氧化物等）和人工无机性粉尘（如金刚 砂、水泥、耐火材料、石墨等）。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
2. 燃煤烟尘的形成
3. 固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘， 它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主要是未燃 尽的炭粒，飞灰则主要是燃料所含的不可燃 矿物质微粒，是灰分的一部分，可富集数百 至数千倍多种污染元素，有害健康。
4. 减少燃煤层气中未燃尽碳粒的主要途径应当 是改善燃烧条件，包括燃料和空气的混合， 合适的燃烧温度，以及碳粒在高温区必要的 10
• d 长径dL，不考虑方向的颗粒最长的长度；短 径dl，不考虑方向的最短长度。
16
投影径
a
b
c
d
17
几何当量体直径。
• 等表面积径dS，与尘粒的外表面积相同 的某一圆球的直径。
• 体面积径，与颗粒的外表面积与体积之 比相同的圆球的直径。
颗粒污染物的形成机理
1. 燃烧过程中颗粒物的形成
2. 碳粒子的生成
3. 石油焦或煤胞：（残碳型）液体燃料油雾滴 在被充分氧化之前，被炽热火焰包围或与炽 热壁面接触，导致液相裂化，接着发生高温 分解，最后出现结焦。由此产生的碳粒叫石 油焦，是一种比积炭更硬的物质。
4. 多组分重残油的燃烧试验表明：燃料液滴燃 烧的后期，将生成一种称为煤胞的焦粒，并 且难以燃烧。煤胞外形为微小空心的球形粒 子（发泡和固化同时进行而产生），其大小 9 与油滴的直径成正比，一般为10～300μ m。
• 人为来源：生产、建筑和运输过程以及燃料燃
烧过程中产生的。如各种工业生产中排放的粉
尘；燃料燃烧中产生的煤烟、飞灰等；汽车尾
气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物以及人为
排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的
二次颗粒物。
3
颗粒污染物的来源
–人为来源： 工业粉尘是指能在空气中浮游 的固体微粒。主要来源包括：
4.1 粉尘的粒径及其分布
14
粉尘颗粒的粒径
• 粉尘的粒径是指粒子的直径或粒子的大 小，是粉尘的基本特征之一。粉尘颗粒 大小不同，不仅其物理、化学性质有很 大差异，同时对除尘器的除尘机制和性 能也有很大影响。若颗粒为球形，则可 以用其直径作为表示其大小的代表性尺 寸。粉尘颗粒的性状多是不规则的，一 般用当量直径或粒子的某一特征长度表 征。