第6章--粉尘综合控制.ppt

第6章 粉尘综合控制本章学习目标1.1.掌握粉尘的运动与分离理论基础掌握粉尘的运动与分离理论基础2.2.了解如何通过选择生产布局与生产工艺减少产尘，了解如何通过选择生产布局与生产工艺减少产尘，了解物料预先湿润黏结与湿式作业了解物料预先湿润黏结与湿式作业3.3.掌握喷雾降尘、通风排尘与物理化学除尘的原理及掌握喷雾降尘、通风排尘与物理化学除尘的原理及方法方法4.4.了解落尘清除、个体防护和粉尘爆炸的防止与隔绝了解落尘清除、个体防护和粉尘爆炸的防止与隔绝的方法的方法第一节 粉尘运动与分离理论基础 常用的常用的捕尘分离机理捕尘分离机理：重力分离、惯性碰撞分离、截留、布朗扩散、凝集、电重力分离、惯性碰撞分离、截留、布朗扩散、凝集、电力捕尘分离等力捕尘分离等一、尘粒在连续介质中的运动阻力一、尘粒在连续介质中的运动阻力 在连续的流体介质中，尘粒与流体作相对运动，在连续的流体介质中，尘粒与流体作相对运动，尘粒所尘粒所受到的阻力受到的阻力可以用下式表示：可以用下式表示：所受阻力与所受阻力与微粒的形状微粒的形状有关有关 对于对于球形颗粒球形颗粒，设，设dp为球形微粒的直径，则有为球形微粒的直径，则有因此，因此，根据实验，根据实验，阻力系数阻力系数CD与与粒子雷诺数粒子雷诺数Re关系：关系：1.当当Re1.0时时，流过尘粒的气体运动为，流过尘粒的气体运动为层流状态层流状态，CD与与Re间近似呈线性关系，此时间近似呈线性关系，此时=24，m=1 对于球形颗粒，代入前面的阻力公式，有对于球形颗粒，代入前面的阻力公式，有此即此即层流区域球形颗粒的阻力计算公式层流区域球形颗粒的阻力计算公式，也就是著名的，也就是著名的斯斯托克斯（托克斯（Stokes）阻力定律）阻力定律。上式可作为分析除尘器内粉尘与气流相对运动和计算粉上式可作为分析除尘器内粉尘与气流相对运动和计算粉尘沉降速度的基本公式。尘沉降速度的基本公式。2.当当1500时，气体流线强烈弯曲，流动成为有势绕流。时，气体流线强烈弯曲，流动成为有势绕流。Stk0.1且为有势流动的球面捕集体的惯性捕集效率且为有势流动的球面捕集体的惯性捕集效率t为：为：2.截留捕集分离截留捕集分离 气流流线离液珠或固体捕集体表面的距离在尘粒半径的气流流线离液珠或固体捕集体表面的距离在尘粒半径的范围以内以及在流线与被绕物体相交表面上的粉尘，将与范围以内以及在流线与被绕物体相交表面上的粉尘，将与液珠或固体捕集体接触并被捕集，这种作用称液珠或固体捕集体接触并被捕集，这种作用称截留捕集分截留捕集分离离。起作用的是起作用的是尘粒大小尘粒大小。拦截参数拦截参数R，且，且 ，dc是捕集体的直径。则有势绕是捕集体的直径。则有势绕流截面捕集分离效率流截面捕集分离效率k仅取决于仅取决于R。截留捕集分离效率截留捕集分离效率k可以下式计算：可以下式计算：对于球形捕集体对于球形捕集体:对于圆柱捕集体对于圆柱捕集体:3.布朗扩散捕集分离布朗扩散捕集分离 由于布朗扩散运动而使微细粉尘碰撞到捕尘体上而被捕由于布朗扩散运动而使微细粉尘碰撞到捕尘体上而被捕集的机理，称为集的机理，称为布朗扩散捕集分离布朗扩散捕集分离。dp 2m时，需要考虑。时，需要考虑。设扩散系数为设扩散系数为Dn,气体运动黏度为气体运动黏度为，贝克利准则数，贝克利准则数Pe为为:扩散效率扩散效率按下式计算按下式计算:4.凝集分离凝集分离 指微细粉尘通过不同途径互相接触而指微细粉尘通过不同途径互相接触而结合成较大颗粒结合成较大颗粒的的过程。过程。其本身并不是一种除尘机理，但它可以式微小的粉尘凝其本身并不是一种除尘机理，但它可以式微小的粉尘凝聚增大，有利于采用各种除尘方法去除。聚增大，有利于采用各种除尘方法去除。六、电场力作用下粉尘的运动与分离六、电场力作用下粉尘的运动与分离 一种是带电尘粒或凝并后的带电尘粒（自然荷电）；另一种是带电尘粒或凝并后的带电尘粒（自然荷电）；另一种是在外加电场作用下，尘粒带电（电晕荷电）。一种是在外加电场作用下，尘粒带电（电晕荷电）。对于对于粉尘直径大于粉尘直径大于1m的尘粒，电场荷电量：的尘粒，电场荷电量：荷电尘粒在电场内受到的静电力为荷电尘粒在电场内受到的静电力为 fJ=q1E0 当尘粒所受的静电力和尘粒的运动阻力相等时，尘粒向当尘粒所受的静电力和尘粒的运动阻力相等时，尘粒向集尘极作匀速运动，此时的运动速度称为集尘极作匀速运动，此时的运动速度称为驱进速度驱进速度，用，用表示。表示。理论捕集效率理论捕集效率的计算公式的计算公式六、尘粒的泳力捕集分离六、尘粒的泳力捕集分离 1.热泳力热泳力捕集分离捕集分离 含尘气体有含尘气体有温度梯度温度梯度存在，尘粒会受到由热侧指向冷侧存在，尘粒会受到由热侧指向冷侧的力（热泳力）作用。的力（热泳力）作用。2.扩散泳力扩散泳力捕集分离捕集分离 气体混合物存在气体混合物存在浓度梯度浓度梯度第二节第二节 生产布局和工艺减少产尘生产布局和工艺减少产尘 合理的厂房位置和生产布局，选用不产生或少产生粉尘的合理的厂房位置和生产布局，选用不产生或少产生粉尘的工艺，采用无危害或危害性小的物料工艺，采用无危害或危害性小的物料，是消除、减弱粉尘危，是消除、减弱粉尘危害的根本途径之一。害的根本途径之一。一、选择合理的生产布局一、选择合理的生产布局 避免人员生产、生活区域的进风含有粉尘避免人员生产、生活区域的进风含有粉尘 1.产尘车间相对于其他建筑物的位置产尘车间相对于其他建筑物的位置 2.厂房主要进风面厂房主要进风面 3.各种类型的厂房，开口部分的位置各种类型的厂房，开口部分的位置 4.减少西晒减少西晒 5.合理工艺布置合理工艺布置二、选择合理的生产工艺二、选择合理的生产工艺 1.采取减少物料破碎产尘的生产工艺采取减少物料破碎产尘的生产工艺 2.采取减少物料转载运输产尘的生产工艺采取减少物料转载运输产尘的生产工艺 3.采取减少喷射混凝土产尘的生产工艺采取减少喷射混凝土产尘的生产工艺 4.尽量选用不含或少含游离二氧化硅的物料尽量选用不含或少含游离二氧化硅的物料例例1.铸造行业铸造行业（1）造型工段）造型工段用游离二氧化硅含量低的砂代替含量高的砂用游离二氧化硅含量低的砂代替含量高的砂（2）熔化工段）熔化工段用先进熔炼工艺减少烟尘散发量、粉尘量用先进熔炼工艺减少烟尘散发量、粉尘量（3）清理工段）清理工段用先进落砂设备减少粉尘危害用先进落砂设备减少粉尘危害（4）砂准备及砂处理工段）砂准备及砂处理工段用密闭罐车输送粉料、用气力输送代替皮带输送，减少粉用密闭罐车输送粉料、用气力输送代替皮带输送，减少粉尘飞扬尘飞扬例例2.陶瓷行业陶瓷行业（1）采用湿法工艺）采用湿法工艺如湿法轮碾、球磨，减少粉尘危害如湿法轮碾、球磨，减少粉尘危害（2）采用自动化或机械化工艺）采用自动化或机械化工艺（3）采用喷雾干燥新工艺）采用喷雾干燥新工艺（4）采用湿法修坯）采用湿法修坯（5）其他）其他例例3.矿山及隧道施工行业矿山及隧道施工行业减少产尘量减少产尘量（1）采用凿岩爆破工作量较小的采矿方法）采用凿岩爆破工作量较小的采矿方法（2）采用产尘量较小的打眼放炮工艺）采用产尘量较小的打眼放炮工艺（3）采用产尘量较小的机械化破碎矿岩或煤的工艺）采用产尘量较小的机械化破碎矿岩或煤的工艺（4）采用减少喷射混凝土产尘的生产工艺）采用减少喷射混凝土产尘的生产工艺第三节第三节 物料预先湿润黏结与湿式作业物料预先湿润黏结与湿式作业一、物料一、物料预先湿润黏结预先湿润黏结 指在破碎、研磨、转载、运输等产尘工序前，预先对产尘指在破碎、研磨、转载、运输等产尘工序前，预先对产尘的物料采用液体进行湿润，使产生的粉尘提前的物料采用液体进行湿润，使产生的粉尘提前失去飞扬能力失去飞扬能力，预防悬浮浮尘的产生。预防悬浮浮尘的产生。在物料进入破碎、筛分和输送等工序之前，或在物料的破在物料进入破碎、筛分和输送等工序之前，或在物料的破碎、筛分和输送过程中，往物料中加水（或其他液体），湿碎、筛分和输送过程中，往物料中加水（或其他液体），湿润物料，可以抑制、减少和消除粉尘的散发，这是一种简便、润物料，可以抑制、减少和消除粉尘的散发，这是一种简便、经济、有效的防尘措施。经济、有效的防尘措施。1.破碎物质或粉料预先湿润黏结破碎物质或粉料预先湿润黏结 在很大程度上受到工艺的限制，其预先湿润的加水量应在在很大程度上受到工艺的限制，其预先湿润的加水量应在工艺允许的范围内进行，但工艺也应为预先湿润创造条件，工艺允许的范围内进行，但工艺也应为预先湿润创造条件，以获得更好的防尘效果。以获得更好的防尘效果。预先湿润的加水量根据生产工艺要求及特点等因素确定，预先湿润的加水量根据生产工艺要求及特点等因素确定，也可按下式确定：也可按下式确定：式中式中 W加水量，加水量，kg；G需预先湿润的物料量，需预先湿润的物料量，kg；dw1、dw2物料的最初和最终含水量，物料的最初和最终含水量，%。dw2应根据生产工艺最大允许含水量和除尘最佳含水量等应根据生产工艺最大允许含水量和除尘最佳含水量等因素决定，一般可按下表选取。因素决定，一般可按下表选取。物料的最终含水量物料的最终含水量 喷水装置一般采用简单的不易堵塞的丁字形多孔喷水管和喷水装置一般采用简单的不易堵塞的丁字形多孔喷水管和砸扁了的鸭嘴形喷水管。砸扁了的鸭嘴形喷水管。为均匀湿润物料，应保证喷水管前水压不小于为均匀湿润物料，应保证喷水管前水压不小于2MPa。物料名称物料名称金属金属矿石矿石石灰石灰石石白云石白云石煤煤石英石英富矿石富矿石烧结混烧结混合物合物铸造用铸造用砂砂焦炭焦炭dw2（%）4636468124681081046812 2.煤体预先湿润煤体预先湿润 在煤层开采过程中，预先用水通过钻孔和裂隙注入尚未开在煤层开采过程中，预先用水通过钻孔和裂隙注入尚未开采的煤体，使水均匀分布在煤层空隙（裂隙、孔隙）中，采的煤体，使水均匀分布在煤层空隙（裂隙、孔隙）中，以抑制煤尘的生成和飞扬。以抑制煤尘的生成和飞扬。（1）煤体预先湿润的）煤体预先湿润的作用作用 湿润并黏结煤体内缝隙中的原生粉尘，使其在破碎时湿润并黏结煤体内缝隙中的原生粉尘，使其在破碎时失去飞扬能力失去飞扬能力 均匀湿润煤体内部，消除破碎时细粒煤尘的飞扬，预均匀湿润煤体内部，消除破碎时细粒煤尘的飞扬，预防或减少浮尘的产生防或减少浮尘的产生 水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，当煤体开采水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，当煤体开采破碎时，脆性破坏变为塑性变形，减少煤尘的产生量破碎时，脆性破坏变为塑性变形，减少煤尘的产生量 （2）煤体预先湿润的影响因素）煤体预先湿润的影响因素 煤的裂隙及孔隙的发育程度煤的裂隙及孔隙的发育程度 极性差的影响极性差的影响 上覆岩层压力及支撑压力上覆岩层压力及支撑压力 注水参数的影响注水参数的影响 （3）煤体注水）煤体注水 指在采煤前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力指在采煤前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分。水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分。煤体注水方式煤体注水方式 根据水的加压方式，分为静压注水和动压注水。根据水的加压方式，分为静压注水和动压注水。根据煤层钻孔的位置、长度和方向不同，又可分为四种方根据煤层钻孔的位置、长度和方向不同，又可分为四种方式：式：i.长孔注水长孔注水 ii.短孔注水短孔注水 iii.深孔注水和中孔注水深孔注水和中孔注水 iv.巷道钻孔注水巷道钻孔注水 煤体注水工艺与参数煤体注水工艺与参数 i.钻孔钻孔 ii.封孔封孔 一是水泥砂浆封孔；二是采用封孔器封孔。一是水泥砂浆封孔；二是采用封孔器封孔。iii.注水注水 注水参数包括注水压力、注水量、注水时间等注水参数包括注水压力、注水量、注水时间等 （4）煤体灌水）煤体灌水 方法有：上分层超前钻孔灌水、采后密闭灌水、埋管灌水、方法有：上分层超前钻孔灌水、采后密闭灌水、埋管灌水、水窝灌水等。水窝灌水等。二、湿式作业二、湿式作业 指向破碎、研磨、筛分等产尘的生产作业点送水，以减少指向破碎、研磨、筛分等产尘的生产作业点送水，以减少悬浮粉尘的产生。悬浮粉尘的产生。1.湿式打眼湿式打眼 指采用湿式打眼机具，将具有一定压力的水，送到打眼机指采用湿式打眼机具，将具有一定压力的水，送到打眼机具的炮眼眼底，用水湿润和冲洗打眼过程产生的粉尘，使具的炮眼眼底，用水湿润和冲洗打眼过程产生的粉尘，使粉尘变成尘浆流出炮眼，从而达到抑制粉尘飞扬、减少空粉尘变成尘浆流出炮眼，从而达到抑制粉尘飞扬、减少空气中矿尘含量的目的。气中矿尘含量的目的。按湿式按湿式打眼机具的动力打眼机具的动力分，可分为湿式电钻和湿式风动打分，可分为湿式电钻和湿式风动打眼机具。眼机具。按按供水方式供水方式，可分为中心式供水和侧式供水。，可分为中心式供水和侧式供水。（1）中心供水凿岩机）中心供水凿岩机 利用压缩空气进行凿岩，装有气、水联动的注水机构利用压缩空气进行凿岩，装有气、水联动的注水机构 （2）侧式供水湿式煤电钻）侧式供水湿式煤电钻液压凿岩机液压凿岩机 2.水封爆破与水炮泥水封爆破与水炮泥 （1）水封爆破）水封爆破 指在打好炮眼以后，首先注入一定量的压力水，水沿矿物指在打好炮眼以后，首先注入一定量的压力水，水沿矿物质节理和裂隙渗透，矿物质被湿润到一定的程度后，把炸质节理和裂隙渗透，矿物质被湿润到一定的程度后，把炸药填入炮眼，然后插入封孔器，封孔后在具有一定压力的药填入炮眼，然后插入封孔器，封孔后在具有一定压力的情况下进行爆破。情况下进行爆破。（2）水炮泥）水炮泥 指将装水的塑料袋代替黏土炮泥填入炮眼内，起到爆破封指将装水的塑料袋代替黏土炮泥填入炮眼内，起到爆破封孔的作用。爆破时塑料袋破裂，水在高温高压下汽化，与孔的作用。爆破时塑料袋破裂，水在高温高压下汽化，与尘粒凝结，达到降尘的目的。尘粒凝结，达到降尘的目的。特点：特点：水借助爆炸时产生的压力进入煤层裂隙，热量可使其汽化，水借助爆炸时产生的压力进入煤层裂隙，热量可使其汽化，降尘效果更明显。产生大量的炮眼中易溶于水的有害气体降尘效果更明显。产生大量的炮眼中易溶于水的有害气体会因遇有水蒸气而减少，从而降低了有害气体的浓度。会因遇有水蒸气而减少，从而降低了有害气体的浓度。3.水磨石英和石棉湿法纺织生产水磨石英和石棉湿法纺织生产 水磨石英水磨石英 石棉湿法纺织生产石棉湿法纺织生产 4.水力清砂和磨液喷砂水力清砂和磨液喷砂 水力清砂水力清砂 磨液喷砂磨液喷砂 5.湿式喷射混凝土湿式喷射混凝土 又称湿式喷浆又称湿式喷浆高压水力清砂机高压水力清砂机 精密铸造高压水力清砂机精密铸造高压水力清砂机 KSP-9型湿式混凝土喷湿机型湿式混凝土喷湿机 KSP-5型湿式混凝土喷射机，矿用喷浆机型湿式混凝土喷射机，矿用喷浆机 第四节第四节 喷雾降尘喷雾降尘 定义：定义：指水在一定压力作用下，通过喷雾器的微孔喷出形指水在一定压力作用下，通过喷雾器的微孔喷出形成雾状水滴成雾状水滴,并与空气中的浮游粉尘接触而捕捉沉降的方法。并与空气中的浮游粉尘接触而捕捉沉降的方法。降尘机理：降尘机理：通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等通过喷雾方式使液体形成液滴、液膜、气泡等形式的液体捕集体，并与尘粒接触，使液体捕集体和粉尘形式的液体捕集体，并与尘粒接触，使液体捕集体和粉尘之间产生惯性碰撞、截留、布朗扩散、凝集、静电及重力之间产生惯性碰撞、截留、布朗扩散、凝集、静电及重力沉降等作用，将粉尘从含尘气流中分散出来。沉降等作用，将粉尘从含尘气流中分散出来。优点优点：结构简单、使用方便、耗水量少、降尘效果高、费：结构简单、使用方便、耗水量少、降尘效果高、费用低。用低。缺点缺点：增加作业场所空气的湿度，影响作业场所环境。：增加作业场所空气的湿度，影响作业场所环境。一、影响喷雾降尘效果的主要因素一、影响喷雾降尘效果的主要因素 1.粉尘的湿润性与密度粉尘的湿润性与密度 湿润性好的粉尘，碰撞、截留、扩散效率高；否则，与液湿润性好的粉尘，碰撞、截留、扩散效率高；否则，与液体接触碰撞时会发生反弹现象，效率低。故对难湿润的粉体接触碰撞时会发生反弹现象，效率低。故对难湿润的粉尘应向液体添加湿润剂来降低表面张力，以提高降尘效率。尘应向液体添加湿润剂来降低表面张力，以提高降尘效率。粉尘密度越大，碰撞效率也越高，粉尘越易沉降，除尘效粉尘密度越大，碰撞效率也越高，粉尘越易沉降，除尘效率也越高。率也越高。2.喷雾作用范围与质量喷雾作用范围与质量 喷雾作用范围指喷出喷雾作用范围指喷出的喷雾提所占的空间，的喷雾提所占的空间，如图。如图。雾体作用长度、有效雾体作用长度、有效射程和扩散角越大，射程和扩散角越大，喷雾作用范围越大，喷雾作用范围越大，降尘量越大，降尘效降尘量越大，降尘效果越好。果越好。喷雾质量：指雾滴粒径、雾滴密度及雾滴分布。喷雾质量：指雾滴粒径、雾滴密度及雾滴分布。3.喷雾器型式与安装方式喷雾器型式与安装方式 直接喷向产尘点喷雾降尘的合理距离为直接喷向产尘点喷雾降尘的合理距离为1.52.5m。空气参与雾化作用的量越多，雾滴粒径越细，雾滴密度越空气参与雾化作用的量越多，雾滴粒径越细，雾滴密度越大，雾滴分布越均匀，喷雾质量越好，降尘效果越明显。大，雾滴分布越均匀，喷雾质量越好，降尘效果越明显。4.粉尘与液体捕集体的相对速度粉尘与液体捕集体的相对速度 相对速度越大，互相冲击的能量越大，碰撞、凝聚效率就相对速度越大，互相冲击的能量越大，碰撞、凝聚效率就越高，有利于克服液体表面张力而被湿润。越高，有利于克服液体表面张力而被湿润。5.液体供给相关参数液体供给相关参数 包括压力、流量、水质、黏度等，与喷雾作用范围和质量包括压力、流量、水质、黏度等，与喷雾作用范围和质量密切相关。密切相关。二、喷雾器型式与选择二、喷雾器型式与选择 1.按喷雾器的材质和可耐水压分类按喷雾器的材质和可耐水压分类 按按材质材质分：塑料喷嘴、尼龙喷嘴、单金属喷嘴、金属合金分：塑料喷嘴、尼龙喷嘴、单金属喷嘴、金属合金喷嘴、全陶瓷喷嘴、陶瓷嵌金属喷嘴等。喷嘴、全陶瓷喷嘴、陶瓷嵌金属喷嘴等。按按可耐水压可耐水压分：低压喷嘴、中压喷嘴、高压喷嘴。分：低压喷嘴、中压喷嘴、高压喷嘴。2.按水流方式和喷雾体形状分类按水流方式和喷雾体形状分类 按按水流方式水流方式分：直流喷嘴和旋流喷嘴。分：直流喷嘴和旋流喷嘴。按按喷雾体形状喷雾体形状分：线束型喷嘴、空心锥体喷嘴、实心分：线束型喷嘴、空心锥体喷嘴、实心锥体喷嘴、扇形喷嘴，如下图所示。锥体喷嘴、扇形喷嘴，如下图所示。使压力水旋转喷雾的方法：使压力水旋转喷雾的方法：一是切内向旋流法一是切内向旋流法 二是轴内向旋流法二是轴内向旋流法 三是轴外向旋流法三是轴外向旋流法 3.按空气参与雾化作用的量分类按空气参与雾化作用的量分类 可分为：可分为：单水喷雾器单水喷雾器、水气双作用喷雾器水气双作用喷雾器两种。两种。（1）自吸空气式喷雾器）自吸空气式喷雾器 （2）压气水联动喷雾器）压气水联动喷雾器 三、喷雾控制方式三、喷雾控制方式 1.手动控制手动控制 手动喷雾以人工操作手动阀门来实现。手动喷雾以人工操作手动阀门来实现。2.自动控制自动控制 （1）机械式自动控制）机械式自动控制 （3）液压传动式自动控制）液压传动式自动控制 主要通过液压传动机构来控制喷雾的开关，其核心部件主要通过液压传动机构来控制喷雾的开关，其核心部件为液压为液压-水联动阀。水联动阀。（3）电子电气式自动控制）电子电气式自动控制 主要由转变成电信号的传感器、含有控制放大电路的控主要由转变成电信号的传感器、含有控制放大电路的控制箱及电磁阀组成。制箱及电磁阀组成。传感器有红外线传感器、可见光传感器、声传感器、冲传感器有红外线传感器、可见光传感器、声传感器、冲击波传感器、接触式传感器、接触式传感器、电磁传感器击波传感器、接触式传感器、接触式传感器、电磁传感器等。等。第五节第五节 通风排尘与物理降尘通风排尘与物理降尘一、通风排尘一、通风排尘 1.最低排尘风速最低排尘风速 指促使对人体最有害的指促使对人体最有害的呼吸性粉尘呼吸性粉尘保持悬浮状态并随风流流保持悬浮状态并随风流流动的最低风速。动的最低风速。对于对于垂直向上垂直向上的风流，风流速度大于粉尘的悬浮速度即可，的风流，风流速度大于粉尘的悬浮速度即可，按沉降速度或悬浮速度计算。按沉降速度或悬浮速度计算。对于对于水平运动水平运动的分流，必须是紊流运动状态，且紊流的横向的分流，必须是紊流运动状态，且紊流的横向脉动速度要大于尘粒在静止空气中的沉降速度，即脉动速度要大于尘粒在静止空气中的沉降速度，即第六章第六章 粉尘综合控制粉尘综合控制 紊流横向脉动速度的均方根值，按如下经验式紊流横向脉动速度的均方根值，按如下经验式 从上式可以看出，当从上式可以看出，当R=0时，即在轴心处横向脉动速度最时，即在轴心处横向脉动速度最小，因此小，因此 满足此条件的风道中平均风速应为满足此条件的风道中平均风速应为 2.最优排尘风速最优排尘风速 排尘风速逐渐增大，能使较大的尘粒悬浮并带走，同时排尘风速逐渐增大，能使较大的尘粒悬浮并带走，同时增强了稀释作用。当风速增加到一定数值时，粉尘浓度可增强了稀释作用。当风速增加到一定数值时，粉尘浓度可减低到一个最低数值减低到一个最低数值，这时的风速叫作最优排尘风速。，这时的风速叫作最优排尘风速。一般干燥风道中为一般干燥风道中为1.22m/s，在潮湿风道中，可提高到，在潮湿风道中，可提高到56m/s以下。以下。二、荷电喷雾降尘二、荷电喷雾降尘 1.降尘机理降尘机理 悬浮粉尘大部分带有电荷，如水雾上有与粉尘极性相反的悬浮粉尘大部分带有电荷，如水雾上有与粉尘极性相反的电荷，则带水雾粒对带有相反极性电荷的尘粒具有静电引力，电荷，则带水雾粒对带有相反极性电荷的尘粒具有静电引力，且对不带电荷尘粒具有镜像力，这样，水雾对尘粒的捕集效且对不带电荷尘粒具有镜像力，这样，水雾对尘粒的捕集效率及凝聚力显著增强，导致尘粒增重而沉降，从而提高降尘率及凝聚力显著增强，导致尘粒增重而沉降，从而提高降尘效果。效果。水雾荷质比水雾荷质比是单位质量的水雾荷电量，其值越高，呼吸尘是单位质量的水雾荷电量，其值越高，呼吸尘降尘效率越高。降尘效率越高。2.水雾荷电方法水雾荷电方法 （1）电晕电晕荷电荷电 指让水雾通过电晕场，场中的粒子在电场的作用下向水雾指让水雾通过电晕场，场中的粒子在电场的作用下向水雾充电。充电。在相同电压下，通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且在相同电压下，通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多。故工业气体净化通常采用稳定性强、能击穿电压也高得多。故工业气体净化通常采用稳定性强、能够得到较高操作电压和电流的够得到较高操作电压和电流的负电晕极负电晕极。水雾荷电量：水雾荷电量：（2）感应感应荷电荷电 指外加电压直接加在感应圈上，而喷嘴设在感应圈的中心，指外加电压直接加在感应圈上，而喷嘴设在感应圈的中心，这样当水雾通过高压感应圈与接地喷嘴之间的电场时，电场这样当水雾通过高压感应圈与接地喷嘴之间的电场时，电场中有大量的运动离子，从而使由喷嘴喷出的水雾带上与感应中有大量的运动离子，从而使由喷嘴喷出的水雾带上与感应圈相反极性的电荷。圈相反极性的电荷。水雾带电量：水雾带电量：（3）喷射喷射荷电荷电 指让水高速通过某种非金属材料制成的喷嘴，使水在与喷指让水高速通过某种非金属材料制成的喷嘴，使水在与喷嘴摩擦过程中带上电荷。嘴摩擦过程中带上电荷。3.影响荷电液滴捕尘效率的因素影响荷电液滴捕尘效率的因素 （1）荷电液滴粒度）荷电液滴粒度 （2）荷电液滴喷射速度）荷电液滴喷射速度 （3）含尘风流的速度）含尘风流的速度 （4）液滴荷电量）液滴荷电量 （5）粉尘荷电量）粉尘荷电量 （6）喷雾器性能）喷雾器性能三、磁水降尘三、磁水降尘 1.降尘机理降尘机理 水经水经磁化处理后，其黏度降低，晶构变短，会使水珠磁化处理后，其黏度降低，晶构变短，会使水珠变细变小，有利于提高水的雾化程度变细变小，有利于提高水的雾化程度，因此，与粉尘，因此，与粉尘的接触机遇增加，特别是对于吸附性粉尘的吸附能力的接触机遇增加，特别是对于吸附性粉尘的吸附能力加强。加强。由于磁化水由于磁化水湿润性强，吸附能力大湿润性强，吸附能力大，使粉尘降落速度，使粉尘降落速度加快，所以有较好的降尘效果。加快，所以有较好的降尘效果。2.影响磁水降尘的主要因素影响磁水降尘的主要因素 （1）水流方向、流速及磁感应强度）水流方向、流速及磁感应强度 （2）对水的磁化方式）对水的磁化方式 按产生磁场的方式，磁水器一般有按产生磁场的方式，磁水器一般有永磁式永磁式和电和电磁式磁式两种。两种。在处理较低温度，且组成、粒径等物化性质非常固定的在处理较低温度，且组成、粒径等物化性质非常固定的粉尘时，从成本效益方面考虑，可使用永磁式磁水器。粉尘时，从成本效益方面考虑，可使用永磁式磁水器。处理磁性粉尘时，宜使用电磁式磁水器形式对粉尘与水处理磁性粉尘时，宜使用电磁式磁水器形式对粉尘与水相接触的区域进行磁化。相接触的区域进行磁化。3.应用效果应用效果四、高压静电控尘第六节第六节 化学减尘降尘化学减尘降尘 指采用物理或化学的方法来减少浮游粉尘的产生，降低指采用物理或化学的方法来减少浮游粉尘的产生，降低空气中粉尘含量。空气中粉尘含量。方法主要有：方法主要有：湿润剂减尘降尘湿润剂减尘降尘、泡沫降尘泡沫降尘、磁水降尘磁水降尘、荷电喷雾降尘荷电喷雾降尘和和高压静电控尘高压静电控尘。一、表面活性剂一、表面活性剂 能显著降低溶剂（一般为水）表面张力和液能显著降低溶剂（一般为水）表面张力和液-液界面张力，液界面张力，具有亲水、亲油的性质。具有亲水、亲油的性质。以亲水基团的结构为依据分类，通常分为离子型和非离以亲水基团的结构为依据分类，通常分为离子型和非离子型两大类。子型两大类。1.阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 2.阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 3.两性表面活性剂两性表面活性剂 4.非离子表面活性剂非离子表面活性剂 5.特殊类型表面活性剂特殊类型表面活性剂 （1）氟表面活性剂）氟表面活性剂 （2）硅表面活性剂）硅表面活性剂 （3）氨基酸系表面活性剂）氨基酸系表面活性剂 （4）高分子表面活性剂）高分子表面活性剂 （5）生物表面活性剂）生物表面活性剂二、化学抑尘剂保湿黏结落尘二、化学抑尘剂保湿黏结落尘 主要用在处理地面道路运输、地下巷道的落尘或粉料中。主要用在处理地面道路运输、地下巷道的落尘或粉料中。指将化学抑尘剂和水的混合物喷洒覆盖于落尘上，使得落指将化学抑尘剂和水的混合物喷洒覆盖于落尘上，使得落尘保湿黏结，从而防止落尘二次飞扬。尘保湿黏结，从而防止落尘二次飞扬。按其主要按其主要作用原理作用原理，化学抑尘剂分为湿润剂、吸湿保湿型，化学抑尘剂分为湿润剂、吸湿保湿型抑尘剂、黏结型抑尘剂。抑尘剂、黏结型抑尘剂。用于用于保湿黏结落尘保湿黏结落尘的化学抑尘剂主要是吸湿保湿型抑尘剂、的化学抑尘剂主要是吸湿保湿型抑尘剂、黏结型抑尘剂、固结型抑尘剂。黏结型抑尘剂、固结型抑尘剂。1.吸湿保湿型抑尘剂吸湿保湿型抑尘剂 利用一些吸水、保水能力较强的化学材料的特性，将这利用一些吸水、保水能力较强的化学材料的特性，将这些固态或液态材料喷洒到需要抑制粉尘二次飞扬的场所，些固态或液态材料喷洒到需要抑制粉尘二次飞扬的场所，使得落尘或粉料保持较高的含水率而黏结，从而防止粉尘使得落尘或粉料保持较高的含水率而黏结，从而防止粉尘再次飞扬。再次飞扬。常用的吸湿保湿型抑尘剂分为常用的吸湿保湿型抑尘剂分为无机盐类无机盐类和和高聚物超强吸高聚物超强吸水树脂水树脂两大类。两大类。（1）无机盐类吸湿保湿型抑尘剂）无机盐类吸湿保湿型抑尘剂 脱水后不能重新吸水，吸湿保湿性能低于高聚物超强吸脱水后不能重新吸水，吸湿保湿性能低于高聚物超强吸水树脂。水树脂。（2）高聚物超强吸水树脂抑尘剂）高聚物超强吸水树脂抑尘剂 目前分为三大系列：淀粉系、纤维素系、合成聚合物系。目前分为三大系列：淀粉系、纤维素系、合成聚合物系。其保湿黏结落尘机理如下：其保湿黏结落尘机理如下：吸水树脂黏结尘粒吸水树脂黏结尘粒 保水吸湿抑尘保水吸湿抑尘 2.黏结型抑尘剂和固结型抑尘剂黏结型抑尘剂和固结型抑尘剂 指将一些无机固结材料或有机黏性材料的水溶液喷洒到指将一些无机固结材料或有机黏性材料的水溶液喷洒到落尘中黏结、固结落尘，防止落尘二次飞扬。落尘中黏结、固结落尘，防止落尘二次飞扬。固结型抑尘剂的主要化学成分通常有石灰、粉煤灰、泥土、固结型抑尘剂的主要化学成分通常有石灰、粉煤灰、泥土、黏土、石膏、高岭土等无机固结材料；黏土、石膏、高岭土等无机固结材料；黏结型抑尘剂一般有原油重油、橄榄油废渣、石油渣油、黏结型抑尘剂一般有原油重油、橄榄油废渣、石油渣油、生物油渣等有机黏性材料或加工成这些有机黏性材料的乳生物油渣等有机黏性材料或加工成这些有机黏性材料的乳化物。化物。（1）乳化沥青）乳化沥青 （2）乳化渣油）乳化渣油 三、湿润剂减尘降尘三、湿润剂减尘降尘 湿润剂一般由表面活性剂和相关助剂复配而成。湿润剂一般由表面活性剂和相关助剂复配而成。1.机理机理（阴离子表面活性剂和无机盐类助剂）（阴离子表面活性剂和无机盐类助剂）一方面表面活性剂的分子会在水溶液表面形成界面吸附一方面表面活性剂的分子会在水溶液表面形成界面吸附层，使得水的表层分子与空气的接触状态发生变化，接触层，使得水的表层分子与空气的接触状态发生变化，接触面积大大缩小，水的表面张力降低。面积大大缩小，水的表面张力降低。另一方面，固体或粉尘的表面由疏水和亲水两种晶格组另一方面，固体或粉尘的表面由疏水和亲水两种晶格组成，表面活性剂离子进入固体或粉尘表面空位，与已吸附成，表面活性剂离子进入固体或粉尘表面空位，与已吸附的离子成对，使固体或粉尘的疏水性晶格转化为亲水状态。的离子成对，使固体或粉尘的疏水性晶格转化为亲水状态。2.湿润剂的添加方法湿润剂的添加方法 一是单箱调配方法一是单箱调配方法 二是连续添加方法，有以下几种：二是连续添加方法，有以下几种：（1）添加调配器）添加调配器 （2）液气射流计量混合泵）液气射流计量混合泵 （3）定量泵）定量泵 （4）孔板减压添加调节器）孔板减压添加调节器 （5）其他）其他 3.湿润剂减尘降尘的应用与效果湿润剂减尘降尘的应用与效果三、泡沫降尘三、泡沫降尘 1.原理原理 利用表面活性剂的特点，使其与水一起通过泡沫发生器，利用表面活性剂的特点，使其与水一起通过泡沫发生器，产生大量的高倍数的空气机械泡沫，利用无空隙的泡沫体覆产生大量的高倍数的空气机械泡沫，利用无空隙的泡沫体覆盖和遮断尘源。盖和遮断尘源。泡沫降尘泡沫降尘原理包括原理包括：拦截、黏附、湿润、沉降拦截、黏附、湿润、沉降等，几乎可等，几乎可以捕集全部与其接触的粉尘，尤其对细微粉尘有更强的聚集以捕集全部与其接触的粉尘，尤其对细微粉尘有更强的聚集能力。能力。泡沫产生的有泡沫产生的有化学方法化学方法和和物理方法物理方法两种，降尘的泡沫一般两种，降尘的泡沫一般用后者，属机械泡沫。用后者，属机械泡沫。2.泡沫药剂主要成分泡沫药剂主要成分 除尘效率主要取决于泡沫药剂的配方。除尘效率主要取决于泡沫药剂的配方。配方中各药剂的选择和含量，一般的有起泡剂、湿润剂、配方中各药剂的选择和含量，一般的有起泡剂、湿润剂、稳定剂、增溶剂等表面活性剂（或称助剂）稳定剂、增溶剂等表面活性剂（或称助剂）（1）起泡剂）起泡剂 发泡倍数发泡倍数 （2）稳定剂）稳定剂 泡沫的稳定性用限定容器内泡沫破碎泡沫的稳定性用限定容器内泡沫破碎1/2高度的时间来衡量。高度的时间来衡量。溶液的表面张力。溶液的表面张力。（3）增溶剂）增溶剂（4）配方中各药剂含量的确定方法）配方中各药剂含量的确定方法 通过实验来确定，实验方法主要采用正交试验。通过实验来确定，实验方法主要采用正交试验。3.发泡器的性能参数发泡器的性能参数 （1）发泡量）发泡量 （2）发泡倍数）发泡倍数 （低倍；中倍；高倍）（低倍；中倍；高倍）（3）析出时间）析出时间 （4）风泡比）风泡比 又称气泡比又称气泡比 （5）成泡率）成泡率第七节第七节 落尘清除与个体防护落尘清除与个体防护一、清除落尘一、清除落尘 1.人工清扫落尘人工清扫落尘 靠人工用一般的清扫工具把沉积的粉尘清扫集中起来，然靠人工用一般的清扫工具把沉积的粉尘清扫集中起来，然后运到指定地点。后运到指定地点。2.冲洗落尘冲洗落尘 指用一定的压力水将沉积在产尘作业点及其下风侧的地面指用一定的压力水将沉积在产尘作业点及其下风侧的地面或有限空间四周的粉尘冲洗到有一定坡度的排水沟中，然或有限空间四周的粉尘冲洗到有一定坡度的排水沟中，然后通过排水沟将粉尘集中到指定地点处理。后通过排水沟将粉尘集中到指定地点处理。3.真空吸尘真空吸尘 指依靠通风机或真空泵的吸力，用吸嘴将积尘吸进吸尘装指依靠通风机或真空泵的吸力，用吸嘴将积尘吸进吸尘装置，经除尘器净化后排入室外大气或回到车间空气中。主置，经除尘器净化后排入室外大气或回到车间空气中。主要用在地面厂房清尘。要用在地面厂房清尘。真空清扫吸尘装置主要有以下两种形式：真空清扫吸尘装置主要有以下两种形式：（1）移动式）移动式 移动式真空清扫机，适用于积尘量不大的场合，使用起来移动式真空清扫机，适用于积尘量不大的场合，使用起来比较灵活。比较灵活。（2）集中式）集中式 适用于清扫面积较大、积尘量大的地面厂房。适用于清扫面积较大、积尘量大的地面厂房。二、个体防护二、个体防护 指通过佩戴防尘面具以减少人体吸入粉尘的最后一道措指通过佩戴防尘面具以减少人体吸入粉尘的最后一道措施。施。防尘面具的作用：将含尘空气中的粉尘通过过滤材料过防尘面具的作用：将含尘空气中的粉尘通过过滤材料过滤，使人体吸入清洁的空气，防止空气中的粉尘进入呼吸滤，使人体吸入清洁的空气，防止空气中的粉尘进入呼吸系统，从而避免接尘人员受到粉尘的危害。系统，从而避免接尘人员受到粉尘的危害。目前的防尘面具可分为过滤式和隔离式两大类。目前的防尘面具可分为过滤式和隔离式两大类。1.过滤式防尘面具过滤式防尘面具 适用于氧气含量大于适用于氧气含量大于18%、粉尘毒害性及产尘量不大的、粉尘毒害性及产尘量不大的作业场所。作业场所。可分为可分为自吸式自吸式和和动力送风式动力送风式两种。两种。（1）自吸过滤式防尘口罩）自吸过滤式防尘口罩 带有换气阀的口罩带有换气阀的口罩 优点：优点：阻尘率高，阻尘率高，呼吸阻力低，呼吸阻力低，严密性好严密性好 缺点：缺点：重量较大，重量较大，妨碍视线，影响操作妨碍视线，影响操作 不带有换气阀的口罩不带有换气阀的口罩 又称又称简易口罩简易口罩。优点：结构简单、轻便，容易清洗、成本低。优点：结构简单、轻便，容易清洗、成本低。缺点：呼吸阻力大。缺点：呼吸阻力大。（2）动力送风过滤式防尘面具）动力送风过滤式防尘面具 送风口罩送风口罩 借助小型通风机的动力，将含尘空气过滤净化，然后把借助小型通风机的动力，将含尘空气过滤净化，然后把净化后的清洁空气经蛇形管送到口罩内，供佩戴者呼吸使净化后的清洁空气经蛇形管送到口罩内，供佩戴者呼吸使用。用。优点：阻尘率高、泄漏低、呼吸阻力小、不憋气、重量优点：阻尘率高、泄漏低、呼吸阻力小、不憋气、重量轻、携带方便、活动自如、成本低、易于维修和使用安全轻、携带方便、活动自如、成本低、易于维修和使用安全可靠可靠简易口罩简易口罩送风口罩送风口罩 送风头盔送风头盔 也称防尘帽。也称防尘帽。优点：优点：与安全帽一体化，减少佩戴口罩与安全帽一体化，减少佩戴口罩的憋气感。的憋气感。缺点：缺点：体积和噪音较大，呼出的水蒸气体积和噪音较大，呼出的水蒸气在透明面罩前易形成水珠影响视线。在透明面罩前易形成水珠影响视线。送风头盔送风头盔 2.隔离式防尘面具隔离式防尘面具 将人的呼吸器官与含尘空气隔离，人体吸入专门提供将人的呼吸器官与含尘空气隔离，人体吸入专门提供的新鲜空气。的新鲜空气。新鲜空气可由自备的空气呼吸装置提供，也可由对空新鲜空气可由自备的空气呼吸装置提供，也可由对空气压缩机提供的压缩空气经减压和净化处理的压风呼气压缩机提供的压缩空气经减压和净化处理的压风呼吸器提供。吸器提供。优点：呼吸脱离了含尘空气，呼吸顺畅优点：呼吸脱离了含尘空气，呼吸顺畅