粉尘防治.docx
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粉尘防治
第一章
矿尘:
一般指矿物开采或加工过程中产生的微细固体集合体。
按其存在状态:
落尘:
沉积于器物表面或井巷四壁之上的粉尘。
浮尘(漂尘):
悬浮于井巷空间空气中的粉尘。
按矿尘产生的过程分为:
矿尘:
矿物由于机械、爆破等作用被粉碎而生成的细小颗粒,尘粒形状不规则,颗粒大小分布范围很广,其中1~100μm的尘粒能暂时悬浮于空气中。
烟尘:
伴随着燃烧、氧化等物理化学变化过程所产生的固体微粒,如井下煤的自燃发火、外因火灾产生的烟尘,直径一般很小,多在0.01~1μm范围,可长时间悬浮于空气中。
按矿尘颗粒的大小分为:
粗尘:
直径大于40μm的粉尘,极易沉降。
细尘:
直径为10~40μm的粉尘,光照肉眼可见,静止空气中呈加速沉降。
微尘:
直径为0.25~10μm的粉尘,普通光学显微镜可以观察到,静止空气中呈等速沉降。
超微粉尘:
直径小于0.25μm的粉尘,超倍显微镜才能观察到,可长时间悬浮于空气中,随空气做布朗运动。
粉尘的危害
(1)对人体健康的危害。
长期从事采掘和粉尘作业环境的员工,易患职业病——尘肺病
(2)采、掘等粉尘作业环境,若矿尘在空间达到很高浓度,影响视野,操作时容易造成人身事故。
(3)若粉尘具有爆炸危险,对安全生产带来很大威胁。
(4)污染环境。
呼吸性粉尘:
指能进入并沉积在人体肺泡内,粒径在5微米以下的粉尘。
呼吸性粉尘是按呼吸性粉尘标准测定方法所采集的可进入肺胞的粉尘粒子,其动力学直径均在7.07微米以下。
几何当量径:
指颗粒的某一几何量(面积、体积等)相同时的球形颗粒的直径。
a.等投影面积径dA:
与颗粒投影面积相同的某一圆面积的直径。
b.等体积径dV:
c.等表面积径dS:
d.体面积径dSV:
尘粒的外表面积与体积之比相同的圆球的直径。
物理当量径:
取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。
a.阻力径dv:
在相同粘性的气体中,速度u相同时,粉尘所受到的阻力PD与圆球受的阻力相同时的圆球直径:
b.自由沉降df:
特定气体中,在重力作用下,密度相同的颗粒因自由沉降而达到的末速度与球形颗粒所达到的末速度相同时的球形颗粒的直径。
c.空气动力径da:
在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为1g/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。
d.斯托克斯径(Stokes)dst:
在层流区内(对颗粒的雷诺数Rep<1)的空气动力径。
算术平均径:
指粉尘直径的总和除以粉尘的颗粒数。
平均表面积径:
指粉尘表面积的总和除以粉尘的颗粒数:
特别适用于研究粉尘的表面的特性。
体积(或重量)平均径:
指各粉尘的体积(或重量)的总和除以粉尘的颗粒数:
几何平均径:
指几个粉尘粒径连乘积的n次方根
为了表示粉尘的光密度和在重力场和惯性力场下的沉降速度,应取平均表面积径。
对于通风除尘几何平均径具有重要意义
分散度是指粉尘整体组成中各种粒度的尘粒所占的百分比。
分散度又叫粒度分布,有两种表示方法:
(一)个数标准的粒度分布(又称计数分散度)
用粒子群各粒级尘粒的颗粒数占总颗粒数的百分数表示,按下式计算:
(二)重量标准的粒度分布(又称重量分散度)
用各粒级尘粒的重量占总重量的百分数表示,按下式计算:
个数标准与重量标准的换算:
如果粉尘是匀质的,可用下式表示两者的关系。
粒度分布曲线:
在坐标纸上,横轴表示粒径(用x或dp代表),纵轴(Y)表示某一粒径间隔内尘粒所占的百分比,根据实测结果,按划分的粒级画成柱状图(即分散度)。
连接各柱面的中点,即为粒径分布曲线(频率分布曲线)。
为了消除因为粒径间隔的取法不同造成的曲线形状差异,在图中纵坐标为,成为粒径的相对频率分布曲线。
累计频率分布(R),是把粒度分布按粒径的顺序(x由∞到0)累积起来即是累积分布曲线,它可表示到某一粒级的筛上残留率,所以也叫筛上残留率。
累计频率分布(D),是与累积分布曲线对应的,把粒度分布按粒径的顺序(x由0到∞)累积所得到的,它表示到某一粒级的筛下通过率,也叫通过率曲线
(一)正态分布函数:
对称,工业粉尘属于此分布的很少,从溶液中析出的结晶、化学反应的升华等属此种分布.
(二)对数正态分布:
dp取对数后对称,实际大气中气溶胶、工业粉尘多服从此分布
(三)罗率—拉姆勒分布:
破碎筛分过程多服从此分布
后两者分布为非对称性的。
粉尘的物理化学性质:
一.粉尘粒子的形状。
单个粉尘粒子的形状取决于形成粒子的方法。
破碎、研磨形成的粉尘粒子——不规则的结晶颗粒;由蒸气冷凝形成的粒子(如金属烟)或高温燃烧过程产生的粒子(燃烧粉煤产生的颗粒状排出物——飞灰)——规则的球形或立方形。
粉尘粒子可能会由于结合作用、水合作用、碰撞、凝集或同气相组分起化学反应等原因而改变;例如,球形液体粒子可能因相互接触而结合成较大的液滴。
二、粉尘的游离二氧化硅(即游离二氧化矽)含量。
各种粉尘对人体都是有害的,粉尘的化学组成及其在空气中的浓度,直接决定对人体的危害程度,粉尘中的游离二氧化硅的含量是引起并促进尘肺病及病程发展的主要因素,含量越高,其危害越大。
三.粉尘的密度(真密度、假密度、相对密度)
密度:
单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度,单位为kg/m3或g/cm3.
真密度:
不包括尘粒之间的空隙,常称为粉尘的真密度ρP,单位为kg/m3或g/cm3。
假密度:
包括空隙在内的集合体的单位体积的重量叫做假密度,即为粉尘的物质密度.
通常假密度比粉尘密度大20-50﹪
相对密度:
粉尘的比重系指粉尘的质量与同体积标准物质的质量之比,因而是无因次量。
通常采用标准大气压力和温度为4℃时纯水作为标准物质。
由于在这种状态1cm3的水的质量为1g,因而粉尘的比重在数值上就等于其密度(g/cm3)。
但是比重和密度应是两个不同的概念。
四.粉尘的比表面积和比表面能。
每单位质量粉尘的表面积称为比表面积(简称比面)。
当微粒粒度减小时,比面迅速增加。
物料的许多物理、化学性质实质上与其表面积有很大关系,细粉尘粒子常表现出显著的物理和化学活性。
五.粉尘的凝聚与附着
凝聚:
一般把尘粒间互相结合形成新的大尘粒的现象叫做凝聚;
附着:
尘粒和其他物体结合的现象叫做附着;
黏附:
粉尘粒子附着在固体表面上,或者粉尘粒子彼此相互附着的现象,称为粘附。
后者亦称为自粘。
六.粉尘的湿润性
粉尘的湿润性:
某种粉尘对不同液体的亲和程度称为粉尘的湿润性。
粉尘湿润性与粉尘本身的性质、粉尘的形状和大小以及液体的表面张力有关,球形粒子的湿润性比不规则形状的粒子要小;粉尘越细,亲水能力越差;表面张力愈小的液体,对尘粒越容易湿润。
液体的表面张力越小,越易被粉尘吸湿,如酒精、煤油等的表面张力小,对粉尘的润湿比水好。
七、粉尘的光学特性
八、粉尘的自燃性和爆炸性
粉尘的自燃是由于粉尘氧化反应产生的热量不能及时地散发,而使氧化反应自动加速所造成的。
九.粉尘的电物理性质
(一)荷电性
自然界中的粉尘,通常都带有电荷,使粉尘带有电荷的原因很多,诸如粒子间撞击、天然辐射,物料破碎时摩擦、电晕放电等原因而荷电。
且粉尘的正电荷与负电荷两部分几乎相等,因而悬浮于空气中的粉尘的整体呈中性。
十.粉尘的电化学性质
粉尘的电化学特性主要指粉尘的溶解度、pH化学活性、表面电性、电导率、降解和残留、防腐等
第二章
尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内滞留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。
一般认为粉尘粒径的空气动力学直径小于7.07μm。
尘肺的分类:
按其病因可分为五类:
1)矽肺:
由于吸入含有游离二氧化硅的粉尘引起的尘肺。
2)硅酸盐肺:
吸入含有结合状态二氧化硅(硅酸盐)的粉尘引起的尘肺。
3)煤和碳素尘肺:
吸入煤尘、石墨、炭黑、活性炭等粉尘引起的尘肺。
4)混合型尘肺:
同时吸入含有游离二氧化硅和其他粉尘引起的尘肺
5)其他尘肺:
如磷灰石肺,铝肺(铝及其氧化物引起的)等。
根据我国的尘肺病诊断标准(GBZ70-2002),按照X射线胸片影象学改变的程度,将尘肺分为:
无尘肺(0,0+),一期尘肺(I,I+)、二期尘肺(II,II+)、三期尘肺(III,III+)。
按照我国尘肺病理诊断标准(GBZ25-2002),根据尘肺的病理类型主要有三种:
1)结节型尘肺:
病变以尘性胶原纤维结节为主,伴其他尘性病变存在。
矽肺是其典型代表,以矽尘为主的混合粉尘所致的尘肺也多属此型。
2)弥漫纤维化型尘肺:
病变以肺尘性弥漫性胶原纤维增生为主,伴其他尘性病变存在。
主要包括石棉肺和其他硅酸盐肺,以及含矽量低的混合性尘肺。
3)尘斑型尘肺:
病变以尘斑伴灶周肺气肿改变为主,并有其他尘性病变存在。
主要包括单纯性煤肺及其他碳系尘肺,以及部分金属尘肺。
矽肺是由于生产过程中长期吸入大量含游离二氧化硅的粉尘所引起的以肺纤维化改变为主的肺部疾病。
矽肺的发病机理:
游离的二氧化硅颗粒进入肺泡后,被聚集在肺淋巴管起始位置的肺的巨噬细胞所吞噬,被吞噬的二氧化硅被包裹在巨噬细胞溶酶体中,由于石英表面的羟基和巨噬细胞溶酶体膜脂蛋白结构上的氢原子间形成氢键,引起溶酶体膜的完整性遭到破坏,导致巨噬细胞溶酶体崩解,并释放出酸性水解酶进入细胞内,这可能导致巨噬细胞死亡。
另外,伴随的代谢紊乱也是石英对巨噬细胞损伤和造成细胞死亡的重要原因。
石英尘粒不仅可损伤溶酶体膜,他对细胞结构也具有普遍的损伤性。
巨噬细胞损伤或死亡后,再次将石英粒子释放,形成恶性循环,造成更多的细胞受损。
受伤的巨噬细胞还会释放出非脂类“质纤维化因子”等物质,会刺激成纤维细胞增殖,并诱导成纤维细胞至受损部位,形成以胶原纤维为中心的病灶结节即矽结节。
矽结节向全肺扩散并相互融合,造成双肺弥漫性损伤。
矽肺的症状
(1)呼吸困难
(2)咳嗽、咳痰(3)咯血(4)胸闷、胸痛(5)全身损害状况。
另外矽肺病人面貌无生气,可能有指甲弯曲和畸形、鼻粘膜及口咽部充血、胸廓肌肉的肥大等他觉症状现象。
矽肺的并发症:
肺结核、呼吸功能不全和肺部感染、慢性阻塞性肺疾病、肺源性心脏病、右心衰竭、自发性气胸等。
煤工尘肺系指煤矿工人长期吸入生产环境中粉尘所引起的肺部病变的总称。
病理改变
(1)煤肺的病理改变:
肉眼所见,肺表血可见大小不等的煤尘斑,呈暗黑色。
尘斑周围有肺气肿。
显微镜下可见煤尘斑病灶中网织纤维、胶原纤维与煤尘混在一起。
病灶与肺间质纤维化相连,周围有肺气肿。
间质纤维化程度比煤矽肺轻,肺门淋巴结轻度肿大,质地较硬,切面呈黑色。
(2)煤矽肺的病理改变:
肺表面可见大量的黑色的结节和煤斑,直径约2~3mm。
部分病人有胸膜肥厚,随着病变加重,肺的硬度、重量增加,体积加大:
肺切面可见到高出表面的煤矽结节,直径约1~3mm。
病灶周围可有肺气肿,有的可见大块纤维化病变。
支气管旁,隆突部及肺门淋巴结可增大,变硬。
影响尘肺发病的因素:
1.粉尘的分散度。
粉尘的分散度越大,比表面积(即单位体积分散相中所有粒子的表面积的总和)越大,它的物理活性与化学活性也越高。
因而越容易参与理化反应,致使发病快,病变也严重。
2.粉尘的浓度。
粉尘的浓度越高,吸入人体的量越多,发病率越高,发病工龄越短。
3.接触粉尘工龄。
工龄越长,发病率越高。
4.粉尘物理和化学特性。
包括颗粒的硬度、形状、溶解度、荷电性、吸附性等。
粉尘的化学性质比物理性质的影响更重要。
粉尘由于其化学性质不同对人的危害性大不相同,如铍、锰、砷等粉尘最易引起中毒,可是对引起尘肺来讲,则以游离二氧化硅的危害性为最大。
而游离二氧化硅中,又以结晶型游离二氧化硅致肺纤维化能力最强。
5.上呼吸道、肺部、心脏和其他疾患
6.个人习惯。
个人的吸烟习惯、个人防护情况、住宿情况都会影响尘肺的发病。
7.劳动条件(环境、劳动强度等)。
另外个体因素,例如种族、年龄、性别、血型、营养状况、神经类型等也会对尘肺的发病率有一定的影响。
第三章
粉尘浓度表示方法
两种方法;一种以单位体积空气中粉尘的颗粒,即计数表示法;另一种以单位体积空气中粉尘的重量,即计重表示法。
我国职业卫生标准中对粉尘容许浓度的规定是以质量浓度表示的,应采用质量浓度测定方法。
采样器种类
(一)全尘浓度采样器
将一定体积的含尘空气,通过采样头,全部大小不同的粉尘粒子被阻留于夹在采样头内的滤膜表面,根据滤膜的增重和通过采样头的空气体积,计算出空气中的粉尘浓度
(二)呼吸性粉尘采样器
呼吸性粉尘采样器的设计,按照分离过滤原理,在采杆头部加设前置装置,对进入含尘气流中的大颗粒尘粒进行淘析,所以前置装置亦称淘析器。
按淘析器分离原理,有三种类型1.平板淘析器:
按重力沉降原理设计;2.离心淘析器:
按离心分离原理设计;3.冲击分离器:
按惯性冲击原理设计。
(三)两级计重粉尘采样器。
两级计重粉尘采样器的分级方法,也是采用惯性冲击原理设计的。
测尘仪工作原理
(一)呼吸性粉尘采样器(看课本38页)
测定粉尘粒径的方法:
显微镜法、液相沉降法、气相离心沉降法等。
测定游离二氧化硅的目的:
了解粉尘的化学性质,评价各种粉尘对人体健康的危害。
焦磷酸的质量法测定原理:
245℃~250℃的温度下,焦磷酸能溶解硅酸盐及金属氧化物,而对游离二氧化硅几乎不溶。
因此,用焦磷酸处理样品后,所得残渣质量即为游离二氧化硅的量,以百分数表示。
步骤:
干燥样品—称取—灼烧---加焦磷酸—加热搅拌—冷却稀释—过滤—烘干、灼烧、冷却滤纸—称重—计算
按照红外波长的不同,分为三个区域:
近红外区,其波长为0.77~2.5μm;中红外区,其波长在2.5~25μm;远红外区,其波长在25~1000μm。
红外光谱分析主要是应用中红外光谱区域。
红外光谱测定法的核心仪器是红外分光光度计,其原理:
由光源发出的光,被分为能量均等对称的两束,一束为样品光通过样品,另一束为参考光作为基准。
两束光通过样品室进入光度计后,被扇形镜以一定的频率所调制,形成交变信号,然后两束光和为一束,并交替通过入射狭缝进入单色器中,经离轴抛物镜将光束平行地投射在光栅上,色散并通过狭缝之后,被滤光片滤除高级次光谱,再经椭球镜聚焦在探测器的接收面上。
探测器将上述交变的信号转换为相应的电信号,经放大器进行电压放大后,转入A/D转换单元,计算机处理后得到从高波数到低波数的红外吸收光谱图。
第四章
粉尘爆炸的条件
一,要有一定的粉尘浓度。
如果浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。
二,要有一定的氧含量。
一定的氧含量是粉尘得以燃烧的基础。
三,要有足够的点火源。
粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5~50mJ量级范围。
四.粉尘必须处于悬浮状态,这样可以增加气固接触面积,加快反应速度。
五.粉尘云要处在相对封闭的空间,压力和温度才能急剧升高,继而发生爆炸。
可燃粉尘爆炸机理
(1)供给粒子表面以热能,使其温度上升
(2)粒子表面的分子由于热分解或干馏作用,变为气体分布在粒子周围(3)气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰;(4)火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,进一步发火传播。
因此,粉尘爆炸时的氧化反应主要是在气相内进行的,实质上是气体爆炸,并且氧化放热速率要受到质量传递的制约,即颗粒表面氧化物气体要向外界扩散,外界氧也要向颗粒表面扩散。
所以,实际氧化反应放热消耗颗粒的速率,最大等于传质速率。
粉尘爆炸有如下特点:
(1)燃烧速度或爆炸压力上升速度比气体爆炸要小,但燃烧时间长,产生的能量大,所以破坏和焚烧程度大。
(2)发生爆炸时,有燃烧粒子飞出,如果飞到可燃物或人体上,会使可燃物局部严重炭化和人体严重烧伤。
(3)静止堆积的粉尘被风吹起悬浮在空气中时,如果有点燃源就会发生第一次爆炸。
爆炸产生的冲击波又使其它堆积的粉尘扬起,而飞散的火花和辐射热可提供点火源又引起第二次爆炸,最后使整个粉尘存在场所受到爆炸破坏。
(4)即使参与爆炸的粉尘量很小,但由于伴随有不完全燃烧,故燃烧气体中含有大量的CO,所以会引起中毒。
影响粉尘爆炸的因素
影响粉尘爆炸的因素有粉尘自身形成的和外部条件形成的两方面因素。
就粉尘自身因素来说,又有化学因素和物理因素两类。
化学因素主要指燃烧热和燃烧速度,此外还有水汽及二氧化碳的反应性等。
物理因素主要指粉尘浓度和粒度分布,还有粒子形状、粒子比热、热传导率、表面状态、带电性和粒子凝聚特性等也是要考虑的。
外部因素有气流运动状态、氧气浓度、可燃气浓度、湿度、窒息气浓度、阻燃性粉尘浓度和灰分、点火源状态等。
煤尘爆炸的必要条件1.煤尘本身具有爆炸性;2.煤尘必须浮游在空气中,并达到一定浓度;3.要有足以点燃煤尘的热源;4.空气中保持一定浓度的氧含量。
煤尘爆炸的主要特征及效应。
1.产生高温高压:
粉尘爆炸时,释放大量的热量,可是爆源附近的气体温度升高。
煤尘爆炸使爆源周围气体浓度骤然上升,从而使气体压力骤然增大。
煤尘爆炸事故中,离爆源越远破坏性越大。
2.爆炸的冲击波及火焰:
爆炸产生正向冲击波和反向冲击波。
3.生成有毒有害气体,主要产生大量二氧化碳,反应不充分时,就会产生相当多的剧毒一氧化碳气体。
4.产生焦皮渣和粘块。
爆炸后残余煤尘的挥发分减少或形成“粘焦”:
判断是否煤尘爆炸的依据。
5.煤尘爆炸具有传播效应:
伴随着两种冲击:
进程冲击—向外传播,压力波扬起煤尘,随后火焰波引起连续爆炸;回程冲击—爆炸点气体受热膨胀,密度减少,形成负压区,引起反程风,若该区内具备爆炸条件,反程风的新鲜空气补充将导致第二次爆炸。
由于连续爆炸是在前一次基础上进行,其破坏力更大。
6.煤尘爆炸的感应期:
受热分解产生足够可燃气体的时间。
取决于挥发份含量,挥发份含量越高,感应期越短
7爆炸后气体C/H比,也是判断是否为煤尘爆炸的依据:
瓦斯爆炸:
2.3~2.8,煤尘爆炸:
3~16。
影响煤尘爆炸的主要因素:
1.煤尘的可燃挥发分。
煤尘的可燃挥发分是煤尘爆炸性的重要影响因素。
一般情况下,挥发分越高,煤尘越易发生爆炸,爆炸的强度也越高。
煤尘中的挥发分主要取决于煤的变质程度。
变质程度越低,挥发分含量越高,变质程度越高,挥发分含量就越低。
2.煤尘的水分,水分的作用:
(1)对尘粒起着粘结作用
(2)水分起着吸热降温的作用。
因此,煤尘的水分只是在煤尘起爆时有抑制作用。
3.煤尘的灰分。
灰分作用:
(1)能吸收热量起到降温阻燃的作用
(2)能阻止煤尘飞扬
4.煤尘的粒度。
煤尘粒度越小,爆炸性越强。
5.煤尘的浓度。
煤尘的浓度是决定煤尘由燃烧能否转为爆炸以及爆炸性强弱的重要条件。
超过30~45g/m3,则随着煤尘浓度增加,爆炸强度也增大;而当浓度达300~400g/m3后,则随着煤尘浓度增加,爆炸强度将减弱;当煤尘浓度超过1500~2000g/m3时,就不会发生爆炸。
6.井下空气中的瓦斯含量。
井下空气中的瓦斯的存在,会降低煤尘爆炸的下限浓度,瓦斯浓度越高,煤尘爆炸的下限浓度就越低。
7.引爆热源和爆炸环境。
对于任何一种有爆炸性煤尘,能够发生爆炸,环境温度必须达到或超过最低点燃温度。
8.煤尘爆炸的空间状况对煤尘爆炸的强烈程度也有很大的影响。
预防煤尘爆炸技术措施
预防煤尘爆炸的措施:
防止浮游煤尘飞扬;防止沉积煤尘重新飞扬并参与爆炸(清扫和冲洗、撒布岩粉、巷道刷浆);防止产生引爆火源(消除井下明火、消除瓦斯引燃、消除爆破火焰、消除电气失爆、消除其他火源)。
抑爆和隔爆原理:
抑爆是利用爆炸探测器感应初始爆炸,中心控制单元触发抑爆器动作,扑灭爆炸火焰,防止容器设备或巷道空间产生过高的压力,抑爆系统的组成结构为:
爆炸探测器—中心控制单元—抑爆器
隔爆技术
常用的隔爆系统包括:
前方一定距离处安装的快速关断阀动作,在极短的时间内关闭爆炸传播通道
(1)物理隔爆装置,为被动式隔爆装置,如应用于管道中的旋转阀和阻爆器等,煤矿巷道中用于隔绝瓦斯煤尘爆炸传播的水槽、水袋及岩粉棚等;
(2)快速关断阀,采用爆炸探测器触发距火焰防止火焰和爆炸波传播;(3)自动隔爆系统,用于防止爆炸火焰沿管道或巷道传播,采用爆炸探测器触发隔爆装置,在火焰前方一定距离处形成和维持的消焰剂带,隔绝随后达到的传播火焰。
第五章
最低排尘风速能促使对人体最有危害的微小粉尘(5μm以下)保持悬浮状态并随风流运动的最低风速。
在水平直线流动中,为使粉尘能悬浮并随风流运动,必须是紊流运动状态。
要求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:
最优排尘风速一般情况下,在干燥巷道中最优排尘风速为1.2~2m/s,大于该值时就有吹扬粉尘的作用,风速越高,吹扬粉尘的作用越强。
粉尘的二次飞扬能严重污染矿内空气,除控制风流外,增加粉尘湿润程度也是常用的有效防治手段。
局部排风罩的分类:
(1)密闭罩,用密闭罩将粉尘源或整个设备密闭
(2)柜式排风罩,和密闭罩相似,罩的一面可全部敞开(3)外部吸气罩,包括上吸式、侧吸式、下吸式和槽边排风罩。
(4)接吸式排风罩,有些生产过程或设备本身会产生或诱导一定的气流运动,带动有害物一起运动,在合适的位置设置排风罩,让气流直接进入罩内。
(5)吹吸式排风罩,利用射流作为动力,把有害物输送到排风罩口再由其排除,或者利用射流阻挡、控制有害物的扩散。
重力沉降室工作原理:
重力除尘技术是利用粉尘颗粒的重力沉降作用而使粉尘与气体分离的除尘技术。
含尘气体在风机的作用下被吸入沉降室,由于沉降室内气流通过的横截面机突然增大,含尘气体在沉降室内的流速将比输气管道内的流速小得多。
一般认为在沉降室内的气流呈层流状态,尘粒和气流具有相同的水平速度,但气流中质量和粒径较大的尘粒在重力作用下获得较大的沉降速度,经过一段时间后,尘粒降落到沉降室底部,从气流中分离出来,从而实现除尘的目的。
优点:
1)结构简单,造价低;2)运行费用少;3)阻力低(通常小于400Pa),耗能少;4)可耐较高温度;5)无摩损问题;6)可回收干灰。
缺点:
占地面积大、效率低,一般只适用于收集颗粒较大的粉尘(粒径大于50μm)。
旋风除尘器的工作原理:
基本型旋风除尘器由进气管、外圆筒、圆锥筒和排气管、灰斗、排灰阀5部分组成。
含尘气流从进气口沿切向方向高速进入除尘器,由于受到外圆筒上盖及内圆筒壁的限流,迫使气流做至上而下的旋转作用,通常把这种运动称为外涡旋,在气流旋转过程中形成很大的离心力。
尘粒在离心力的作用下,密度大于气体的粉尘被逐渐甩向外壁,尘粒一旦与器壁接触,便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿外壁面下落,直至灰斗。
旋转下降的外涡旋因受椎体收缩的影响逐渐向中心汇集,根据“旋转距”不变原理,其切向速度不断提高,当气流到达椎体某一位置时即以同样的旋转方向从旋风除尘器中下部由下而上继续做螺旋形流动,即内涡旋。
内涡旋中不含大颗粒粉尘,所以比较干净,最后经净化的空气由排气管排出除尘器外。
优点:
①结构简单,器身无运动部件,坚固。
占地面积小,制造、安装投资较少。
②压力损失恒定,运转维护费用低。
③操作范围较大,性能稳定,尤其适合高温、含尘浓度高的工况。
④可以承受高压(正压和负压)。
⑤采用干式旋风除尘器,可以捕集干灰,便于粉料的回收利用。
缺点:
①气体含尘浓度低时,对直径小于切割粒径的颗粒分离效率低②压降损失通常高于其它分离设备,如袋式过滤器、低阻捕集器和静电除尘器,③如果要处理的粉料具有耐磨或粘性,则分离器易磨损或结垢;④如果设计或操作不当,其性能则会较差。
湿式除尘器是通过含尘气体与液滴或液膜的接触使尘粒从气流中分离的。
作用机理:
(一)惯性除尘。
尘粒和水滴的惯性碰撞是湿式除尘的最基本作用。
气流在运动过程中如果遇到水滴会改变方向,绕