粉尘控制基础

Writer： admin Time：2024-10-14 10:42:45 Browse：℃

         (一)粉尘的概念

         粉尘是空气的重要污染物质之一，是对能较长时间悬浮于空气中颗粒物的总称。根据悬浮于空气中颗粒物的性质、来源等特点，粉尘可分为以下几类。

        1.粉尘(dust)

         在散状固体物料的输送、人仓、筛分、研磨、粉碎等过程中，夹杂在物料中的部分微细颗粒或研磨后的粉粒体会在各种力(如物料与工作面之间的撞击力、空气流动的空气动力等)的作用下离开物料主流扬散到空气中;或由于岩石、土壤的风化等自然过程产生的颗粒物扬散到空气中，从而形成粉尘。在中华人民共和国国家标准《颗粒系统术语(GB/T 16418-1996)》中，粉尘定义为空气中粒度小于 76um 的漂浮颗粒。

         在粉尘的形成过程中，仅伴随着物理变化，即位置的迁移。由于粉尘产生的过程不同，粉尘的粒径大小不一。粉尘粒径小的可以不足0.1mm，大的可以超过500um，但能较长时间悬浮于空气中的粉尘粒径一般小于76mm，并以粒径在0.1~10.0um 之间的数量最多。粒径大于 10pm 的粉尘，在一定的空气环境中可以在自身重力作用下发生沉降;而粒径小于 10um 的粉尘则不易沉降，能长期在空气中漂浮，是对人体健康危害最大的一类粉尘。

         2.烟尘(fume)

         在物料燃烧时产生的未充分燃烧微粒或残存不燃的灰分、金属熔炼中产生的氧化微粒或升华凝结物以及化学反应等过程中产生的微细颗粒物扬散到空气中形成烟尘。在烟尘的形成过程中，往往伴随着化学反应，因而烟尘是由各种化合物构成的成分复杂且不固定的混合物。烟尘的粒径一般小于1μm，其中较多的粒径为0.01~0.10μm。

         3.雾（mist）

         悬浮于空气中的液体微粒，称为雾。

         雾一般是由于蒸气的凝结、液体的雾化以及化学反应等过程所形成，粒径一般在0.01~0.10μm之间，包括水雾、漆雾、油雾、酸雾、碱雾等。

         4.烟雾(smog)

         烟雾指空气在自然气象条件下形成的雾和人类活动排出的烟尘的混合体，如历史上著名的伦敦烟雾、洛杉矶烟雾等。

         烟雾是在一定的气象条件下发生化学反应形成的，属于二次污染物。在二次污染物中危害最大的是光化学烟雾，主要有以下三种类型。

        (1)伦敦型烟雾 空气中未燃烧的煤尘、燃煤的排放物二氧化硫(SO,)与空气中水蒸气混合并发生化学反应形成的烟雾，称硫酸烟雾，因首次发生在英国伦敦，也称为伦敦型烟雾。1952年12月5~9日，地处泰晤士河河谷地带的伦敦市，工厂、家庭煤等排出的煤烟尘、S0,在无风、低温、有雾等气象条件下发生化学反应形成刺激性烟雾，结果诱发呼吸道疾病，造成 4000 多人死亡。

        (2)洛杉矶型烟雾 汽车、工厂等污染源排到空气中的氮氧化物或碳氢化物经光化学作用形成的烟雾，称为光化学烟雾，也称洛杉矶型烟雾。1943年5~10月，美国洛杉矶在晴朗的天空中，汽车排放的尾气经光化学反应生成了浅蓝色刺激性烟雾，结果造成大量喉痛、咳嗽等呼吸道疾病患者，其中400 多人死亡。

        (3)工业型光化学烟雾 氮肥厂排放的氮氧化物、炼油厂排放的碳氢化物经光化学反应形成的烟雾，称为工业型光化学烟雾。在我国兰州西固地区曾发生过这种烟雾事件。虽然悬浮于空气中的颗粒物分为多种类型，但因习惯叫法，包括本书以后章节所指粉尘均为物料在机械加工过程中产生，即为仅发生物理变化而没有发生化学反应形成的粉尘。

       在粉尘控制工程中，将产生粉尘的设备、机构或地点称为尘源或污染源。含有粉尘的空气称为含尘空气或污染空气。

       含尘空气从胶体化学角度称为气溶胶，分散相为粉尘颗粒，分散介质为空气。

       从不稳定的气溶胶体中离析出的颗粒物质沉降到各类物体的表面上，形成降尘，也称积尘或落尘。降尘来源于空气中的粉尘，是粉尘的一部分，虽然仅位置发生了变化，由空气中沉降到了地面或其他表面上，然而性质显著不同。降尘是评价大气质量的重要指标之在粉尘控制工程上，尤其粉尘的防爆工作中，降尘的清扫和控制也是非常重要的一项内容，不可忽视。

      (二)粉尘的来源

       空气中的粉尘主要来源于自然过程和人类活动两个方面。自然过程包括火山活动、森林火灾、土壤和岩石的风化、宇宙落物、沙尘暴、海水溅沫等。自然过程产生的粉尘造成对空气的污染，目前人类还无法控制，但自然过程产生的粉尘又多具有暂时性、局部性和偶然性，总会随时间的延续自动消失，因此空气中粉尘的来源主要是人类活动造成的。人类活动的类型是多种多样的，但粉尘的来源主要集中在以下几种活动过程。

      1.工农业生产过程

       粉尘产生于各种各样的工农业生产过程，如矿山开采、农产品加工、耐火材料厂、水泥厂、纺织厂等各类型的工业企业。在原材料或产品的运输、粉碎、加工以及由各种原料加工制造成成品的过程中，都会有大量固体颗粒物扬散或排放到空气中。由于原材料不同、工艺流程、设备、操作和管理的条件和水平不同，排放粉尘的种类、数量、组成、性质等方面差异很大。虽然近年来为达到环境保护要求，许多企业的生产工艺、净化技术都在不断改进完善，力求减少粉尘的排放量，但每年向空气中排放的粉尘总量仍在不断增加。

      工农业生产过程产生的粉尘，归纳起来主要表现在以下两个方面。

      (1)物料的装卸、人仓、包装、运输及筛分、混合过程 这个过程产生的粉尘往往称为夹杂性粉尘或伴随性粉尘。

      (2)物料的粉碎、研磨过程，这个过程产生的粉尘往往称为再生性粉尘，粉尘的性质，用途与加工的物料一致。

       2.燃料燃烧过程

      燃料燃烧过程指的是火力发电厂、炼焦厂、钢铁厂等工业企业的燃料燃烧以及人为火灾、锅炉和生活炉灶燃料的燃烧等。我国能源以煤为主，所以燃料燃烧过程产生的烟尘主要为煤烟尘。

      燃料燃烧过程还包括物料被加热时产生的蒸气在空气中的凝结和氧化物。金属冶炼矿石烧结等过程均会产生金属蒸气，如锌、铅等，在冷却过程中凝结、氧化成氧化锌、氧化铅固体微粒。

      3.交通运输

      各种车辆、轮船、飞机等交通工具燃料燃烧后排放的尾气中均含有颗粒污染物污染空气，陆地行驶的各种车辆行走时也常常形成地面粉尘的飞扬等。当前，随着各种交通工具的大量增加，不但在交通拥挤的城市，而且在一些偏远的县城、村镇，交通造成的空气污染日趋严重。

      4.战争

       战争引起的爆炸、燃烧，包括核试验等，也是空气中粉尘的来源之一。空气中的粉尘来源于人类活动的多个方面，但目前仍以工业企业生产中粉尘的排放为主要来源，如在2002年，我国工业粉尘排放总量达941.0万;2003年，全国工业粉尘排放总量达1021万1。数量众多的工业企业及其连续化生产，使得粉尘的排放点星罗密布、排放此起彼伏，因此加强对各类工业企业生产中粉尘的控制、粉尘控制技术的进一步改进和管理水平的提高对改善我国大气质量环境十分重要。

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