第五章 颗粒物燃物控制技术基础
为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节 粉尘的粒径及粒径分布
一、颗粒的粒径
粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以颗粒的大小是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体，则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。但实际上，不仅颗粒的大小不同，而且形状也各种各样。所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。下面介绍几种常用的粒径定义方法。
（1）用显微镜法．．．．观测颗粒时，采用如下几种粒径表示方法：
①定向直径dF，也称菲雷待(Feret)直径；为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图5—1(a)所示。
②定向面积等分直径dM，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图5—1(b)所示。
③投影面积直径dA，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图5一l(c)所示。若颗粒投影面积为A，则dA＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的dF＞dA＞dM。
（2）用筛分法．．．测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
（3）用光散射法．．．．测定时可得到等体积直径dV，为与颗粒体积相等的球的直径。若颗粒体积为V,则dV＝(6V／π)1/3。
（4）用沉降法．．．测定时，一殷采用如下两种定义：
①斯托克斯(stokes)直径dS，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
②空气动力学当量直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学当量直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
《大气污染控制工程》教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：
课程英文名称：Air Pollution Control Engineering
课程类型：必修课
先修课程：《高等数学》 《环境工程原理》 《物理化学》
学 分：4
总学时：64（理论学时：64）
二、课程性质、目的与任务
《大气污染控制工程》是环境工程专业的一门主干专业课程，由讲课、实验、课程设计等环节组成。学习本课程之前要求先修完《高等数学》、《环境工程原理》、《物理化学》等有关基础课或专业基础课。
通过本课程的学习与实践，全面掌握大气污染的来源、途径和机理（包括基本概念、基本理论、基本技能）、大气污染控制的原理、方法和实践以及前沿研究领域，同时，还要求掌握与此相关的标准和政策法规及其发展前景。
通过本课程的学习，达到三个目标：（1）学习必要的理论知识和方法、技巧；（2）培养学生工程设计能力和研究能力，解决大气污染问题的实际操作、设计等实践实验能力；（3）了解大气污染控制工程领域前沿研究内容，激发学生的创造力，培养创新思维。
三、课程教学内容与要求
（一）概论
1、教学内容与要求 要求了解大气污染的分类、组成、分布及大气污染问题，理解大气污染的综合防治措施定义。
（1）大气污染和大气污染物
（2）大气污染及其控制情况
（3）大气污染的综合防治措施
（4）大气环境标准
2、教学重点
大气污染的综合防治措施。
3、教学难点
大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。
（二）燃烧与大气污染
1、教学内容与要求
要求了解燃料的种类、组成，理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，掌握燃烧的计算。
（1）燃料的性质
（2）燃料燃烧过程
（3）烟气体积及污染物排放量计算
（4）燃烧过程硫氧化物的形成与控制
（5）燃烧过程氮氧化物的形成与控制
（6）燃烧过程中颗粒污染物的形成
（7）燃烧过程中其他污染物的形成
2、教学重点 重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。
大气污染控制工程重点
第一章 概论
第一节 大气与大气污染
1、 大气污染： 大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气 中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健 康和福利或危害了生态环境。
2、酸雨：在清洁的空气中被 CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、 雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。
第二节 大气污染物及其来源
1、 大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类：气溶胶状态污染 物、气体状态污染物。
2、 气溶胶状态污染物： 气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气 溶胶。
3、 霾（或灰霾）：霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降 低到 10km
以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条 件下。
4、 总悬浮颗粒（TSP :指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 口的 颗粒物。
5、 可吸入颗粒物（PMio）:指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10g 的颗粒物。
6、 气态污染物的种类很多， 总体上可分为五类： 以二氧化硫为主的含硫化合物， 以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳的化合物，有机化合物和卤素 化合物等。
7、 对于气态污染物，可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从 污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中 已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一 次污染物性质不同的新污染物质。
8、 硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属 的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一些列化学或光化学反应而生成的硫 酸雾或硫酸盐气溶胶。
9、 光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物 和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄 褐色）。其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。光化学烟雾的 刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
第五章 颗粒污染物控制技术基础
5.1 根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对
该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表） ， 试确定： 1） 几何平均直径和几何标
准差； 2）绘制频率密度分布曲线。
粉尘粒径 dp/ m 0～ 10 10～ 20 20～ 40 >40
质量频率 g/% 36.9 19.1 18.0 26.0
解： 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，
d
读出 d84.1=61.0 m、 d50=16.0 m、
d15。 9=4.2 m。 g . 3.81 。
d50
作图略。
5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据， 在对数概率坐标纸上绘出它们的
筛下累积频率曲线。
污染源 质量中位直径 集合标准差
平炉 0.36 2.14
飞灰 6.8 4.54
水泥窑 16.5 2.35
化铁炉 60.0 17.65
解：
绘图略。
5.3 已知某粉尘粒径分布数据 （见下表） ， 1） 判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；
2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－
体积平均直径。
粉尘粒径 / m 0～ 2 2～ 4 4～ 6 6～ 10 10～ 20 20～ 40 >40
浓度 / g m3 0.8 12.2 25 56 76 27 3
解：
在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线，读出质量中位直径 d50
d
（ MMD ） =10.3 m、 d84.1=19.1 m、 d15。 9=5.6 m。 g 84.1 1.85。 d50
按 《大气污染控制工程》 P129（ 5－ 24） ln MMD ln NMD 3ln2 NMD 3.31 m； g
12
P129（ 5－ 26） ln dL ln NMD ln g dL 4.00 m ； 52
