粉塵控制基礎

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之一，是對能較長時間懸浮于空氣中顆粒物的總稱。根據懸浮于空氣中顆粒物的性質、來源等特點，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顆?；蜓心ズ蟮姆哿ｓw會在各種力(如物料與工作面之間的撞擊力、空氣流動的空氣動力等)的作用下離開物料主流揚散到空氣中;或由于巖石、土壤的風化等自然過程產生的顆粒物揚散到空氣中，從而形成粉塵。在中華人民共和國國家標準《顆粒系統術語(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，但能較長時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 之間的數量最多。粒徑大于 10pm 的粉塵，在一定的空氣環境中可以在自身重力作用下發生沉降;而粒徑小于 10um 的粉塵則不易沉降，能長期在空氣中漂浮，是對人體健康危害最大的一類粉塵。

         2.煙塵(fume)

         在物料燃燒時產生的未充分燃燒微?；驓埓娌蝗嫉幕曳?、金屬熔煉中產生的氧化微粒或升華凝結物以及化學反應等過程中產生的微細顆粒物揚散到空氣中形成煙塵。在煙塵的形成過程中，往往伴隨著化學反應，因而煙塵是由各種化合物構成的成分復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、液體的霧化以及化學反應等過程所形成，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排出的煙塵的混合體，如歷史上著名的倫敦煙霧、洛杉磯煙霧等。

         煙霧是在一定的氣象條件下發生化學反應形成的，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生化學反應形成的煙霧，稱硫酸煙霧，因首次發生在英國倫敦，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、低溫、有霧等氣象條件下發生化學反應形成刺激性煙霧，結果誘發呼吸道疾病，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氫化物經光化學作用形成的煙霧，稱為光化學煙霧，也稱洛杉磯型煙霧。1943年5~10月，美國洛杉磯在晴朗的天空中，汽車排放的尾氣經光化學反應生成了淺藍色刺激性煙霧，結果造成大量喉痛、咳嗽等呼吸道疾病患者，其中400 多人死亡。

        (3)工業型光化學煙霧 氮肥廠排放的氮氧化物、煉油廠排放的碳氫化物經光化學反應形成的煙霧，稱為工業型光化學煙霧。在我國蘭州西固地區曾發生過這種煙霧事件。雖然懸浮于空氣中的顆粒物分為多種類型，但因習慣叫法，包括本書以后章節所指粉塵均為物料在機械加工過程中產生，即為僅發生物理變化而沒有發生化學反應形成的粉塵。

       在粉塵控制工程中，將產生粉塵的設備、機構或地點稱為塵源或污染源。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角度稱為氣溶膠，分散相為粉塵顆粒，分散介質為空氣。

       從不穩定的氣溶膠體中離析出的顆粒物質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，雖然僅位置發生了變化，由空氣中沉降到了地面或其他表面上，然而性質顯著不同。降塵是評價大氣質量的重要指標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內容，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兩個方面。自然過程包括火山活動、森林火災、土壤和巖石的風化、宇宙落物、沙塵暴、海水濺沫等。自然過程產生的粉塵造成對空氣的污染，目前人類還無法控制，但自然過程產生的粉塵又多具有暫時性、局部性和偶然性，總會隨時間的延續自動消失，因此空氣中粉塵的來源主要是人類活動造成的。人類活動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過程。

      1.工農業生產過程

       粉塵產生于各種各樣的工農業生產過程，如礦山開采、農產品加工、耐火材料廠、水泥廠、紡織廠等各類型的工業企業。在原材料或產品的運輸、粉碎、加工以及由各種原料加工制造成成品的過程中，都會有大量固體顆粒物揚散或排放到空氣中。由于原材料不同、工藝流程、設備、操作和管理的條件和水平不同，排放粉塵的種類、數量、組成、性質等方面差異很大。雖然近年來為達到環境保護要求，許多企業的生產工藝、凈化技術都在不斷改進完善，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。

      工農業生產過程產生的粉塵，歸納起來主要表現在以下兩個方面。

      (1)物料的裝卸、人倉、包裝、運輸及篩分、混合過程 這個過程產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，這個過程產生的粉塵往往稱為再生性粉塵，粉塵的性質，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電廠、煉焦廠、鋼鐵廠等工業企業的燃料燃燒以及人為火災、鍋爐和生活爐灶燃料的燃燒等。我國能源以煤為主，所以燃料燃燒過程產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產生的蒸氣在空氣中的凝結和氧化物。金屬冶煉礦石燒結等過程均會產生金屬蒸氣，如鋅、鉛等，在冷卻過程中凝結、氧化成氧化鋅、氧化鉛固體微粒。

      3.交通運輸

      各種車輛、輪船、飛機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也常常形成地面粉塵的飛揚等。當前，隨著各種交通工具的大量增加，不但在交通擁擠的城市，而且在一些偏遠的縣城、村鎮，交通造成的空氣污染日趨嚴重。

      4.戰爭

       戰爭引起的爆炸、燃燒，包括核試驗等，也是空氣中粉塵的來源之一?？諝庵械姆蹓m來源于人類活動的多個方面，但目前仍以工業企業生產中粉塵的排放為主要來源，如在2002年，我國工業粉塵排放總量達941.0萬;2003年，全國工業粉塵排放總量達1021萬1。數量眾多的工業企業及其連續化生產，使得粉塵的排放點星羅密布、排放此起彼伏，因此加強對各類工業企業生產中粉塵的控制、粉塵控制技術的進一步改進和管理水平的提高對改善我國大氣質量環境十分重要。

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