1．濕式除塵的作用機(jī)理

濕式除塵的機(jī)理可概括為兩個方面：一是塵粒與水接觸時直接被水捕獲；二是塵粒在水的作用下凝聚性增加。這兩種作用而使粉塵從空氣中分離出來。

水與含塵氣流的接觸主要有三種形式：水滴、水膜和氣泡。具體表現(xiàn)如：

（1）通過慣性碰撞、接觸阻留，塵粒與液滴、液膜發(fā)生接觸，使塵粒加濕、增重、凝聚；

（2）細(xì)小塵粒通過擴(kuò)散與液滴、液膜接觸；

（3）由于煙氣增濕，塵粒的凝聚性增加；

（4）高溫?zé)煔庵械乃羝鋮s凝結(jié)時，要以塵粒為凝結(jié)核，形成一層液膜包圍在塵粒表面，增強(qiáng)了粉塵的凝聚性。對疏水性粉塵能改善其可濕性。

使塵粒與水接觸的作用機(jī)理主要有：慣性碰撞、截留和擴(kuò)散。

2．慣性碰撞作用機(jī)理

塵粒與液滴間的慣性碰撞過程：當(dāng)含塵氣流在運(yùn)動過程中與液滴相遇，在液滴前x_d處，氣流開始改變方向，繞過液滴流動。而慣性較大的塵粒則要繼續(xù)保持其原來直線運(yùn)動的趨勢。塵粒在作慣性運(yùn)動時，主要受兩個力的影響，即本身的慣性力及周圍氣體的阻力。我們把塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動結(jié)束所移動的直線距離稱為塵粒的停止距離，以x_s表示。若xs＞x_d，塵粒和滴液就會發(fā)生碰撞。在除塵技術(shù)中，把x_s與液滴直徑d_y的比值稱為慣性碰撞數(shù)（亦稱斯托克斯數(shù)）Ni。根據(jù)推導(dǎo)，慣性碰撞數(shù)Ni可用下式表示：

（5-5-1）

式中v_y——塵粒與液滴的相對運(yùn)動速度，m／s；

d_y——液滴的直徑，m；

d_c——塵粒直徑，m。

慣性碰撞數(shù)類似于Re準(zhǔn)則數(shù)，反映慣性碰撞的特征。Ni數(shù)愈大，說明塵粒和物體（如液滴，擋板、纖維）的碰撞機(jī)會愈多，碰撞愈強(qiáng)烈，因而慣性碰撞所造成的除塵效率也愈高。

從公式（5-5-1）可以看出，塵粒直徑和密度確定以后，Ni數(shù)的大小取決于塵粒與液滴間的相對速度和液滴直徑。因此，對于一個已定的濕式除塵系統(tǒng)，要提高Ni值，必須提高氣液相對運(yùn)動速度和減小液滴直徑。目前工程上常用的各種濕式除塵器基本上是圍繞這兩個因素發(fā)展起來的。

必須指出，并不是液滴直徑d_y愈小愈好，d_y過小，液滴容易隨氣流一起運(yùn)動，減小了氣液的相對運(yùn)動速度。試驗(yàn)表明，液滴直徑約為捕集粒徑的150倍時，效果最好，過大或過小都會使除塵效率下降。氣流的速度也不宜過高，以免阻力增加。

3．截留作用機(jī)理

塵粒隨氣流繞過液滴過程中，塵粒距液滴小于塵粒半徑時，塵粒即與水滴碰撞而被截留。用截留參數(shù)NR描述：

（5-5-2）

NR值越大，截留效率越大，液滴捕集效率越高。

4．?dāng)U散作用機(jī)理

微細(xì)粉塵在氣體分子撞擊下，象氣體分子一樣作布朗運(yùn)動而發(fā)生擴(kuò)散，并與水接觸而從氣流中分離。

從公式（5-5-1）可以看出，當(dāng)粒徑小于1μm時，Ni≈0。但是實(shí)際的除塵效率并不一定為零，這是因?yàn)閴m粒向液體表面的擴(kuò)散在起作用。粒徑在0.1μm左右時，擴(kuò)散是塵粒運(yùn)動的主要因素。擴(kuò)散引起的塵粒轉(zhuǎn)移與氣體分子的擴(kuò)散是相同的。擴(kuò)散轉(zhuǎn)移量與塵液接觸面積、擴(kuò)散系數(shù)、粉塵濃度成正比，與液體表面的液膜厚度成反比。用擴(kuò)散數(shù)Ne描述擴(kuò)散作用大?。?/p>

（5-5-3）

擴(kuò)散除塵效率隨液體直徑、塵粒直徑、氣體粘度和氣液相對速度的增大而減小。擴(kuò)散除塵效率隨Ne的增大而降低。

式中D為布朗擴(kuò)散系數(shù)，按下式計算：

（5-5-4）

式中k——波爾茲曼常數(shù)，k=1.38054×10－23J/K；

k_c——庫寧漢滑動修正系數(shù)。

從公式（5-5-4）可以看出，粒徑愈大，擴(kuò)散系數(shù)D愈小。例如在25℃空氣中，0.1μm的塵粒擴(kuò)散系數(shù)為6.5×10－6cm²／s，0.01μm的塵粒擴(kuò)散系數(shù)為4.4×10－4cm²／s。由此可見，粒徑對除塵效率的影響，擴(kuò)散和慣性碰撞是相反的。另外擴(kuò)散除塵效率是隨液滴直徑，氣體粘度、氣液相對運(yùn)動速度的減小而增加的。在工業(yè)上單純利用擴(kuò)散機(jī)理的除塵裝置是沒有的，但是某些難以捕集的細(xì)小塵粒能在濕式除塵器或過濾式除塵器中捕集是與擴(kuò)散、凝聚等機(jī)理有關(guān)的。當(dāng)處理粉塵的粒徑比較細(xì)小，在設(shè)計和選用濕式除塵器或過濾式除塵器時，應(yīng)有意識地利用擴(kuò)散機(jī)理。

5．除塵效率計算

目前對濕式除塵器除塵效率的計算，仍然提不出精確的分析方法，因而在實(shí)際中主要采用某些近似的計算方法。對于慣性碰撞除塵效率η_t可用下列近似式計算：

（5-5-5）

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