粉塵控制基礎(chǔ)

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

         (一)粉塵的概念

         粉塵是空氣的重要污染物質(zhì)之一，是對(duì)能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中顆粒物的總稱。根據(jù)懸浮于空氣中顆粒物的性質(zhì)、來源等特點(diǎn)，粉塵可分為以下幾類。

        1.粉塵(dust)

         在散狀固體物料的輸送、人倉、篩分、研磨、粉碎等過程中，夾雜在物料中的部分微細(xì)顆粒或研磨后的粉粒體會(huì)在各種力(如物料與工作面之間的撞擊力、空氣流動(dòng)的空氣動(dòng)力等)的作用下離開物料主流揚(yáng)散到空氣中;或由于巖石、土壤的風(fēng)化等自然過程產(chǎn)生的顆粒物揚(yáng)散到空氣中，從而形成粉塵。在中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《顆粒系統(tǒng)術(shù)語(GB/T 16418-1996)》中，粉塵定義為空氣中粒度小于 76um 的漂浮顆粒。

         在粉塵的形成過程中，僅伴隨著物理變化，即位置的遷移。由于粉塵產(chǎn)生的過程不同，粉塵的粒徑大小不一。粉塵粒徑小的可以不足0.1mm，大的可以超過500um，但能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中的粉塵粒徑一般小于76mm，并以粒徑在0.1~10.0um 之間的數(shù)量最多。粒徑大于 10pm 的粉塵，在一定的空氣環(huán)境中可以在自身重力作用下發(fā)生沉降;而粒徑小于 10um 的粉塵則不易沉降，能長(zhǎng)期在空氣中漂浮，是對(duì)人體健康危害最大的一類粉塵。

         2.煙塵(fume)

         在物料燃燒時(shí)產(chǎn)生的未充分燃燒微粒或殘存不燃的灰分、金屬熔煉中產(chǎn)生的氧化微粒或升華凝結(jié)物以及化學(xué)反應(yīng)等過程中產(chǎn)生的微細(xì)顆粒物揚(yáng)散到空氣中形成煙塵。在煙塵的形成過程中，往往伴隨著化學(xué)反應(yīng)，因而煙塵是由各種化合物構(gòu)成的成分復(fù)雜且不固定的混合物。煙塵的粒徑一般小于1μm，其中較多的粒徑為0.01~0.10μm。

         3.霧（mist）

         懸浮于空氣中的液體微粒，稱為霧。

         霧一般是由于蒸氣的凝結(jié)、液體的霧化以及化學(xué)反應(yīng)等過程所形成，粒徑一般在0.01~0.10μm之間，包括水霧、漆霧、油霧、酸霧、堿霧等。

         4.煙霧(smog)

         煙霧指空氣在自然氣象條件下形成的霧和人類活動(dòng)排出的煙塵的混合體，如歷史上著名的倫敦?zé)熿F、洛杉磯煙霧等。

         煙霧是在一定的氣象條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的，屬于二次污染物。在二次污染物中危害最大的是光化學(xué)煙霧，主要有以下三種類型。

        (1)倫敦型煙霧 空氣中未燃燒的煤塵、燃煤的排放物二氧化硫(SO,)與空氣中水蒸氣混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的煙霧，稱硫酸煙霧，因首次發(fā)生在英國(guó)倫敦，也稱為倫敦型煙霧。1952年12月5~9日，地處泰晤士河河谷地帶的倫敦市，工廠、家庭煤等排出的煤煙塵、S0,在無風(fēng)、低溫、有霧等氣象條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成刺激性煙霧，結(jié)果誘發(fā)呼吸道疾病，造成 4000 多人死亡。

        (2)洛杉磯型煙霧 汽車、工廠等污染源排到空氣中的氮氧化物或碳?xì)浠锝?jīng)光化學(xué)作用形成的煙霧，稱為光化學(xué)煙霧，也稱洛杉磯型煙霧。1943年5~10月，美國(guó)洛杉磯在晴朗的天空中，汽車排放的尾氣經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成了淺藍(lán)色刺激性煙霧，結(jié)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)工業(yè)型光化學(xué)煙霧 氮肥廠排放的氮氧化物、煉油廠排放的碳?xì)浠锝?jīng)光化學(xué)反應(yīng)形成的煙霧，稱為工業(yè)型光化學(xué)煙霧。在我國(guó)蘭州西固地區(qū)曾發(fā)生過這種煙霧事件。雖然懸浮于空氣中的顆粒物分為多種類型，但因習(xí)慣叫法，包括本書以后章節(jié)所指粉塵均為物料在機(jī)械加工過程中產(chǎn)生，即為僅發(fā)生物理變化而沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成的粉塵。

       在粉塵控制工程中，將產(chǎn)生粉塵的設(shè)備、機(jī)構(gòu)或地點(diǎn)稱為塵源或污染源。含有粉塵的空氣稱為含塵空氣或污染空氣。

       含塵空氣從膠體化學(xué)角度稱為氣溶膠，分散相為粉塵顆粒，分散介質(zhì)為空氣。

       從不穩(wěn)定的氣溶膠體中離析出的顆粒物質(zhì)沉降到各類物體的表面上，形成降塵，也稱積塵或落塵。降塵來源于空氣中的粉塵，是粉塵的一部分，雖然僅位置發(fā)生了變化，由空氣中沉降到了地面或其他表面上，然而性質(zhì)顯著不同。降塵是評(píng)價(jià)大氣質(zhì)量的重要指標(biāo)之在粉塵控制工程上，尤其粉塵的防爆工作中，降塵的清掃和控制也是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，不可忽視。

      (二)粉塵的來源

       空氣中的粉塵主要來源于自然過程和人類活動(dòng)兩個(gè)方面。自然過程包括火山活動(dòng)、森林火災(zāi)、土壤和巖石的風(fēng)化、宇宙落物、沙塵暴、海水濺沫等。自然過程產(chǎn)生的粉塵造成對(duì)空氣的污染，目前人類還無法控制，但自然過程產(chǎn)生的粉塵又多具有暫時(shí)性、局部性和偶然性，總會(huì)隨時(shí)間的延續(xù)自動(dòng)消失，因此空氣中粉塵的來源主要是人類活動(dòng)造成的。人類活動(dòng)的類型是多種多樣的，但粉塵的來源主要集中在以下幾種活動(dòng)過程。

      1.工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程

       粉塵產(chǎn)生于各種各樣的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，如礦山開采、農(nóng)產(chǎn)品加工、耐火材料廠、水泥廠、紡織廠等各類型的工業(yè)企業(yè)。在原材料或產(chǎn)品的運(yùn)輸、粉碎、加工以及由各種原料加工制造成成品的過程中，都會(huì)有大量固體顆粒物揚(yáng)散或排放到空氣中。由于原材料不同、工藝流程、設(shè)備、操作和管理的條件和水平不同，排放粉塵的種類、數(shù)量、組成、性質(zhì)等方面差異很大。雖然近年來為達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求，許多企業(yè)的生產(chǎn)工藝、凈化技術(shù)都在不斷改進(jìn)完善，力求減少粉塵的排放量，但每年向空氣中排放的粉塵總量仍在不斷增加。

      工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的粉塵，歸納起來主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

      (1)物料的裝卸、人倉、包裝、運(yùn)輸及篩分、混合過程 這個(gè)過程產(chǎn)生的粉塵往往稱為夾雜性粉塵或伴隨性粉塵。

      (2)物料的粉碎、研磨過程，這個(gè)過程產(chǎn)生的粉塵往往稱為再生性粉塵，粉塵的性質(zhì)，用途與加工的物料一致。

       2.燃料燃燒過程

      燃料燃燒過程指的是火力發(fā)電廠、煉焦廠、鋼鐵廠等工業(yè)企業(yè)的燃料燃燒以及人為火災(zāi)、鍋爐和生活爐灶燃料的燃燒等。我國(guó)能源以煤為主，所以燃料燃燒過程產(chǎn)生的煙塵主要為煤煙塵。

      燃料燃燒過程還包括物料被加熱時(shí)產(chǎn)生的蒸氣在空氣中的凝結(jié)和氧化物。金屬冶煉礦石燒結(jié)等過程均會(huì)產(chǎn)生金屬蒸氣，如鋅、鉛等，在冷卻過程中凝結(jié)、氧化成氧化鋅、氧化鉛固體微粒。

      3.交通運(yùn)輸

      各種車輛、輪船、飛機(jī)等交通工具燃料燃燒后排放的尾氣中均含有顆粒污染物污染空氣，陸地行駛的各種車輛行走時(shí)也常常形成地面粉塵的飛揚(yáng)等。當(dāng)前，隨著各種交通工具的大量增加，不但在交通擁擠的城市，而且在一些偏遠(yuǎn)的縣城、村鎮(zhèn)，交通造成的空氣污染日趨嚴(yán)重。

      4.戰(zhàn)爭(zhēng)

       戰(zhàn)爭(zhēng)引起的爆炸、燃燒，包括核試驗(yàn)等，也是空氣中粉塵的來源之一。空氣中的粉塵來源于人類活動(dòng)的多個(gè)方面，但目前仍以工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中粉塵的排放為主要來源，如在2002年，我國(guó)工業(yè)粉塵排放總量達(dá)941.0萬;2003年，全國(guó)工業(yè)粉塵排放總量達(dá)1021萬1。數(shù)量眾多的工業(yè)企業(yè)及其連續(xù)化生產(chǎn)，使得粉塵的排放點(diǎn)星羅密布、排放此起彼伏，因此加強(qiáng)對(duì)各類工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中粉塵的控制、粉塵控制技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和管理水平的提高對(duì)改善我國(guó)大氣質(zhì)量環(huán)境十分重要。

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