粒子狀態污染物

粒子狀態污染物又稱固體顆粒污染物,是分散在空氣中的微小液體和固體顆粒,粒徑多在0.01~100μm之間,是一個複雜的非均勻體系。通常根據顆粒物在重力作用下的沉降特性將其分為降塵和可吸入顆粒物(PM10)。

簡介

粒子狀態污染物的化學成分非常複雜,不同粒徑的顆粒物的化學成分也有很大的差異。一般來說,粗顆粒物主要是土壤及污染源排放出來的塵粒,大多是一次顆粒物。這種粗顆粒物主要由矽、鐵、鋁、鈉、鈣、鎂等30餘種元素組成。

分類

根據顆粒物在重力作用下的沉降特性將其分為降塵和可吸入顆粒物(PM)。粒徑大於10μm的顆粒物能較快地沉降到地面上,稱為降塵;粒徑小於10μm的顆粒物能長期地飄浮在大氣中,稱為飄塵。飄塵易隨呼吸進入人體肺部,故又稱可吸入顆粒物。直徑小於2.5μm的顆粒能通過呼吸過程深入人體肺部,2.5~10μm的顆粒易沉積在上呼吸道,引發各種疾病。飄塵飄浮在大氣中,與大氣構成氣溶膠,具有膠體性質。該膠體體系的分散介質是空氣,分散相是10μm以下的液滴或固體顆粒,根據分散相的不同,分別稱為煙、霧、塵。

①煙 某些固體物質在高溫下由於蒸發或升華作用變成氣體逸散於大氣中,遇冷後又凝聚成微小的固體顆粒懸浮於大氣中構成煙。煙的粒徑一般在0.01~1μm之間。根據不同來源及成因,有黑、紅、黃、灰、白等不同顏色,主要有煤煙、油煙、瀝青煙、冶金煙(如有色金屬冶煉產生的氧化鉛煙、氧化鋅煙等)。

②霧 是由懸浮於大氣中微小液滴構成的氣溶膠,霧的粒徑一般在10μm以下。如水霧、酸霧、鹼霧、油霧等。

③塵 是分散在大氣中的固體微粒,如交通車輛行駛時所帶起的揚塵,粉碎固體物料時所產生的細小粉塵等。如石英、粉塵、煤塵、水泥粉塵、石棉粉塵、灰土粉塵、金屬粉塵等。粉塵通常是在固體物質破碎、研磨、拋光、分裝、運輸等機械過程中產生的。

防治措施

大氣中的粒子狀態污染物主要來源於燃料燃燒和原料加工過程中產生的固體塵粒,包括煙塵和粉塵等。減少大氣中粒子狀態污染物的方法,可分為兩大類:

一是改變燃料構成,如用天然氣代替煤,用核能發電取代燃煤發電,以及改革生產工藝來減少顆粒物的生成等。這是最根本的方法。

二是控制已生成顆粒物的排放,也就是在粒子狀態污染物到大氣之前,採用除塵淨化裝置將塵粒除掉,以減少大氣的污染程度。這也是目前最普遍採用且比較有效的方法。

除塵設備

除塵淨化設備種類繁多,分類方法各異,例如,按除塵過程是否用水或液體濕潤劑分為乾式除塵器和濕式除塵器。按除塵效率高低可分為低效、中效和高效除塵器;按分離捕集粉塵的主要機制可分機械式除塵器,濕式除塵器、過濾式除塵器及電除塵器四種。

機械除塵器

機械式除塵器是利用質量力(重力、慣性力和離心力等)的作用使粉塵與氣流分離出來的一種除塵裝置,包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。

濕式除塵器

濕式除塵器利用液粒或液膜洗滌含塵氣流,使塵粒從氣流中分離沉降的裝置,故也稱洗滌除塵器,或洗滌器。洗滌器的除塵機理是慣性碰撞和攔截作用,其次是擴散和凝聚作用。

濕式除塵器的種類很多,根據除塵淨化機制大致可分為七類,(a)重力噴霧洗滌器;(b)旋風洗滌器;(c)自激式噴霧洗滌器;(d)泡沫洗滌器(板式塔);(e)填料床洗滌器(填料塔);(f)文丘里洗滌器;(g)機械誘導噴霧洗滌器(離心式)。

過濾式除塵器

過濾式除塵器是使含塵氣體通過濾料將塵粒分離捕集的裝置,也稱過濾器。過濾式除塵器主要有兩種,一種是採用織物等較薄濾料,將粘附在其表面的粉塵作為過濾層來捕集塵粒的稱為表面過濾,如袋式除塵器。另一種是在框架或容器內充填鬆散的濾料(如矽石,焦炭粒)作為過濾層,將塵粒在過濾材料內部進行捕集的稱為內部過濾,如顆粒層除塵裝置。

電除塵器

電除塵器是利用高壓電場產生的靜電力(庫侖力)使塵粒荷電後從含塵氣流中分離出來的裝置。該除塵器主要由兩部分組成,一是除塵室,由電暈極(陰極金屬線),集塵極(陽極、金屬板),振打清灰機構組成;二是高壓直流電源,一般要求電壓為幾十至上百千伏。

電除塵器按其集塵極的形式有管式和板式子電除塵器。按氣流流動方向分為立式和臥式電除塵器。按清灰方法可分為乾式和濕式電除塵器等多種。

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