粉尘荷电
电除尘过程的基本要求就是：相同条件下荷电速度快，荷电量大。 粒子荷电种类
1、离子在电场力作用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电； 2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，称为扩散荷电； 3、场电荷和扩散电荷的综合作用。
影响荷电时间的因素
1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短；
2、不规则电场影响；由于是经整流的不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断，粉尘上的电荷过剩，增长了荷电时间，降低了除尘效率。 荷电粉尘的迁移和收集
一、 驱进速度 在电场中粉尘的运动主要受静电力和空气动力支配。
静电力 F1?qEp Ep——粒子所处位置的集尘电场强度，V/m 空气动力主要是由于粉尘和气体之间的相对运动所引起的阻力按斯托克斯公式计算： F2?3??dp? 二力相等时，即F1=F2时，尘粒就达到一个极限速度或终末速度： 3??dp
二、粒子的捕集效率
??qEp (注：t>10s)；称为尘粒的驱进速度。 -2
影响粉尘捕集的理论因素
1、有效驱进速度 2、粉尘粒径dp
3、气流速度v，0.5-2.5m/s；板式电除尘器的气流速度为 1.0-1.5m/s
湿式除尘器
湿式除尘是利用洗涤液来捕集粉尘，利用粉尘与液滴的碰撞及其它作用来使气体净化的方法
特点（优点）：1、不仅可以除去粉尘，还可净化气体；2、效率较高，可去除的粉尘粒径较小；3、体积小，占地面积小；4、能处理高温、高湿的气流。
缺点：1、有泥渣；2、防冻设备（冬天）；3、易腐蚀设备；4、动力消耗大。
湿式除尘机理
湿式除尘机理涉及各种机理中的一种或几种。主要是惯性碰撞、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚等作用。 1、惯性碰撞
惯性碰撞是湿式除尘的一个主要机理。现讨论尘粒、液滴和气流性质对碰撞的影响问题，为简化起见，现考虑下述模型：含尘气流在运动过程中同液滴相遇，在液滴前xd处气流开始改变方向，绕过液滴运动，而惯性较大的尘粒有继续保持其原来直线运动的趋势。尘粒运
动主要受两个力支配，即其本身的惯性力以及周围气体对它的阻力。
碰撞参数受到多种因素的影响, 在上述简化模型的前提下，现以液滴直径dD代替xd(液滴直径dD大，流线拐弯处的距离越大，xd越大)。并用惯性碰撞数Ni来表示碰撞参数φ的大小。将xs与dD(液滴直径)的比值称为碰撞数Ni。尘粒与液滴间的碰撞率，即尘粒从气流中除去的效率与此碰撞数有关。
2、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移 若气流中含有饱和蒸汽，当其与较冷液滴接触时，饱和蒸汽会在较冷的液滴表面上凝结，形成一个向液滴运动的附加气流，这就是所谓的热漂移和扩散漂移，这种气流促使较小尘粒向液滴移动，并沉积在液滴表面而被捕集。 3、热泳
在气体介质中，如果有温度梯度存在，微粒就会受到由热侧指向冷侧的力的作用，这种力是粒子热侧和冷侧之间的分子碰撞差异而产生的结果。热区介质分子运动剧烈，单位时间碰撞微粒的次数较多，而冷区介质分子碰撞微粒次数较少，两侧分子碰撞次数和能量传递的差异，就会使微粒产生由高温区向低温区的运动。这一现象称为热泳或温差泳。
4、凝聚作用
排烟中常含有水蒸汽、气态有机物等。随着温度降低，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面，使尘粒彼此凝聚成较大的二次粒子，易于被液滴捕集。 5、静电
文丘里除尘器：（可除去1μm以下的尘粒）由收缩管、喉管、扩散管组成。水从喉管周边均匀分布的若干小孔进入，在被通过这里的高速含尘气流撞击成雾状液滴，气体中的尘粒与液滴凝聚成较大颗粒随气流进入旋风器和气体分离。在旋风分离器中，含尘的水滴与气流分离。
袋式除尘
是利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。
袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单。
缺点：1、受滤布的耐温、耐腐等操作性能的限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒。 袋式除尘的原理 除尘过程
当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后的气体从出口排除。经过一段时间，启开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗。 除尘机理
1、筛过作用：当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。
2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集。
3、扩散和静电作用：小于1微米的尘粒，在气体分子的掩击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种现象称为扩散作用 。
4、重力沉降：当缓慢运动的含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用自然沉降下来。
袋式除尘器的性能
气布比：袋式除尘器的过滤速度系指处理的烟气流量与滤布总面积之比 。 QVf?60Af式中：Vf——过滤速度(m／min);Q——处理的烟气流量(m／h)；Af——有效滤布总面积(m)。 防尘效率：
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旋风除尘器
旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，一般用来分离粒径大于5μm的尘粒。
特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 缺点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。 工作原理
1、除尘器内气流与尘粒的运动：气流从宏观上看可归结为三个运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋。
含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后，沿器壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流），外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流）。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，含尘气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力推动下移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。
气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。
2．气流的速度
为方便，常把内外旋流气体的运动分解为三个速度分量：切向速度Vθ、径向速度Vr、轴向速度Vz。
影响效率的因素 1、工作条件
（1）进口速度VI,VI增大，则切向速度Vθ增大，dcp减小，效率增大。但不能过大，过大会影响气流运动的方向（剧烈、方向混乱），破坏了正常的涡流运动，另外阻力会加大，故常选用V2=12—25m/s。
（2）除尘器的结构尺寸
一般而言，直径越小，Ft越大，则效率越小，过小易逃逸。出口管直径减小，则r0减小，减少了内涡旋，则效率增大。但dp减小阻力会增大，故不能太小。
筒体长度增大，则效率增大，但过大阻力会增大，所以，筒体长度不大于5倍筒体直径。另外，希望锥体长度大一点，这样会使切向速度大和距器壁短。旋风器斜放对效率影响不大。 2、流体性质：对于气体而言，μ增大对除尘不利，dcp增大，效率减小。温度增大，则μ增大，温度高或μ增大都会使效率减小。
3、分离器的气密性 漏风率：0% 、 5% 、 15%
η： 90%、 50%、 0 要求保证旋风器的严密性。 4、二次效应
在较小粒径区间，理论上逸出的粒子由于聚集或被较大粒尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。
在较大粒径区间，理论上应沉降进入灰斗的尘粒，由于碰撞作用，气体的扩散作用、反弹作用等，随净化后的气流一起排走，实际效率低于理论效率。
控制二次效应有效方法是通过环状雾化器增加旋风器内壁的湿度，控制二次效应。
第七章 气态污染物控制技术基础
1、气体扩散
气体在液体中的扩散
气体通过液体的扩散系数可用下式估算 0.5(?M)T D
AB?7.4?10?10B?VB0.6A ?溶剂的缔结因数； 2、吸收法净化气态污染物
利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，达到净化废气的目的的一种方法。
物理、化学吸收净化法异同点
（1）物理吸收：较简单，可看成是单纯的物理溶解过程。 吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度；
吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度 （2）化学吸收：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。
吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件； 吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。
同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。 异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并使吸收的程度更趋于完全。具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。 吸收的基本理论
吸收过程的实质是物质由气相转入液相的传质过程。可溶组分在气液两相中的浓度距离操作条件下的平衡愈远，则传质的推动力越大，传质速率也越快，因此按气液两相的平衡关系和传质速率来分析吸收过程，掌握吸收操作的规律。
吸收传质速率方程
吸收速率：气体吸收质在单位时间内通过单位界面而被吸收剂吸收的量。
在稳定吸收操作中，吸收质的通量（从气相主体传递到界面）等于吸收质的通量（从界面传递到液相主体）。即：吸收速率（吸收指通过气膜）=吸收速率（吸收质通过液膜）。
若以
NAPA—PAi或yA—yAi为气相传质推动力， yAAi?y? ?k?y ?P?P? N?k 式中：PA、PAi——分别表示吸收质AGAAiA在气相主体和相界面上的分压，Pa； yA、yAi ——分别表示吸收质A在气相主体和相界面上的摩尔分率； ky——以?yA?yAi?为推动力的气相分传质系数，Kmol/（m2·s）； kG——以?PA?PAikG?DAG?为推动力的气相分传质系数，Kmol/（m2·s·Pa）A在气相中的分子扩散系数，Kmol/m?s?KPa；Z其中DGAG——吸收质
最小（最佳）气液比的确定
在吸收塔设计中要处理的废气流量、进出塔气体溶质浓度（即G、GB、Y1、Y2）均由设计任务而定，吸收剂的种类和进塔浓度X2由设计者决定，而只有吸收剂用量Ls及出塔溶液中吸收质浓度X1是待计算的。根据物料衡算，Ls与X1之中只有一个是独立的未知量，通常在计算中先确定Ls值，则X1便随之而定了。由于GB属已知条件，因而可通过确定操作线斜率Ls/GB（液气比）来确定Ls。
?Ls? Y1?Y2????G? X1max?X2?B?min
实际设计中气液比的确定必须满足下列三个原则：
（1）操作液气比必须大于最小液气比； （2）就填料塔而言操作液体的喷淋密度（即每平方米的塔截面上每小时的喷淋量，m3/m2·h）应大于为充分润湿填料所必需的最小喷淋密度，一般为3-4m3/m2·h，此时设备的阻力较小。 （3）操作气液比的选定应尽可能从设备投资和操作费用两方面权衡考虑，以达到最经济的要求。
这是因为：设备投资和操作费用间矛盾。 ① LS↑，LS/GB↑，(Y-Y*)（或（X*-X））↑,
有利于吸收的操作，设备的尺寸和投资↓；
② LS↑，动力消耗↑，X1↓，对需回收吸收剂的操作来说，增加了溶液再生的困难，操作费用↑。
首先要求Lmin，然后确定吸收剂操作用量L，在选用一个合适的L/G，根据实际经验，取：L=(1.1-2.0)Lmin。 3、气体吸附
吸附净化的概念：
（1）多孔性固体物质具有选择性吸附废气中的一种或多种有害组分的特点。 （2）吸附净化是利用多孔性固体物质的这一特点，实现净化废气的一种方法。 吸附净化法的特点 （1）适用范围
①常用于浓度低，毒性大的有害气体的净化，但处理的气体量不宜过大； ②对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率； ③当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。
（2）优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简单，易实现自动化控制。
（3）缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量往往有限，需频繁再生，间歇吸附过程的再生操作麻烦且设备利用率低。
（4）应用：广泛应用于有机化工、石油化工等部门。环境治理方面：废气治理中，脱除水分、有机蒸汽、恶臭、HF 、SO2、NOX等。
吸附过程：是用多孔固体（吸附剂）将流体（气体或液体）混合物中一种或多种组分积聚或凝缩在表面达到分离目的操作。
大气污染控制工程复习资料
