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，是對能較長時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?；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(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。在中華人民共和國國家標(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(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(chǎn)生的未充分燃燒微?；驓埓娌蝗嫉幕曳?、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兩個方面。自然過程包括火山活動、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性、局部性和偶然性，總會隨時間的延續(xù)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(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)在以下兩個方面。

      (1)物料的裝卸、人倉、包裝、運(yùn)輸及篩分、混合過程 這個過程產(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

       戰(zhàn)爭引起的爆炸、燃燒，包括核試驗(yàn)等，也是空氣中粉塵的來源之一?？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(yè)企業(yè)生產(chǎn)中粉塵的排放為主要來源，如在2002年，我國工業(yè)粉塵排放總量達(dá)941.0萬;2003年，全國工業(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改善我國大氣質(zhì)量環(huán)境十分重要。

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