氣體介質中(zhong)分離(li)懸浮粒(li)子(zi)的(de)物理(li)(li)學機(ji)理(li)(li)，決定了不同粉(fen)塵(chen)采用(yong)(yong)(yong)不同的(de)技(ji)術(shu)和設備進(jin)行除塵(chen)。其中(zhong)，部分粉(fen)塵(chen)分離(li)的(de)主要(yao)機(ji)理(li)(li)用(yong)(yong)(yong)于除塵(chen)的(de)主要(yao)技(ji)術(shu)方(fang)向;而另一部分則表示次要(yao)機(ji)理(li)(li)。次要(yao)機(ji)理(li)(li)只能提(ti)高主要(yao)機(ji)理(li)(li)作用(yong)(yong)(yong)效(xiao)果(guo)。

    1·粉塵(chen)的(de)重力(li)分(fen)(fen)離(li)：以粉塵(chen)從緩(huan)慢運動的(de)氣流中自然沉降為(wei)基礎的(de)，從氣流中分(fen)(fen)離(li)粒子是一種最簡單，也(ye)是效(xiao)(xiao)果(guo)最差的(de)機(ji)理。因為(wei)在(zai)重力(li)除(chu)塵(chen)器中，氣體(ti)介質處于湍流狀態，即(ji)使粒子在(zai)除(chu)塵(chen)器中逗留時間很長，也(ye)不(bu)能有效(xiao)(xiao)地分(fen)(fen)離(li)含(han)塵(chen)氣體(ti)介質中的(de)細微粒度粉塵(chen)。

    對較粗粒度粉(fen)塵的(de)捕集效果要好得多，但這(zhe)些粒子也不完全服(fu)從靜(jing)止介質中粒子沉(chen)降速度為基礎的(de)簡單設計(ji)計(ji)算。

    粉(fen)塵的重力分離機理主要適用于直徑大于100——500um的粉(fen)塵粒子。

    2·粉塵(chen)(chen)離(li)心(xin)分離(li)：由于氣體介質快速(su)旋(xuan)(xuan)轉，氣體中(zhong)懸(xuan)浮粒子(zi)(zi)達到(dao)(dao)極大(da)的(de)徑向(xiang)遷移速(su)度，從(cong)而使粒子(zi)(zi)有效(xiao)地得到(dao)(dao)分離(li)。離(li)心(xin)除塵(chen)(chen)方(fang)法是在(zai)旋(xuan)(xuan)風(feng)除塵(chen)(chen)器(qi)內(nei)實現的(de)，但除塵(chen)(chen)器(qi)構造必須(xu)使粒子(zi)(zi)在(zai)除塵(chen)(chen)器(qi)內(nei)的(de)逗留(liu)時(shi)間短。相應地，這種除塵(chen)(chen)器(qi)的(de)直(zhi)徑一般要小(xiao)，否則很多(duo)粒子(zi)(zi)在(zai)旋(xuan)(xuan)風(feng)除塵(chen)(chen)器(qi)中(zhong)短暫的(de)逗留(liu)時(shi)間內(nei)不能(neng)到(dao)(dao)達器(qi)壁(bi)。在(zai)直(zhi)徑約1——2m的(de)旋(xuan)(xuan)風(feng)除塵(chen)(chen)器(qi)內(nei)，可以十分有效(xiao)地捕集(ji)10um以上大(da)小(xiao)的(de)粉塵(chen)(chen)粒子(zi)(zi)。對某些需要分離(li)微細粒子(zi)(zi)的(de)場合通(tong)常用更小(xiao)直(zhi)徑的(de)旋(xuan)(xuan)風(feng)除塵(chen)(chen)器(qi)。

    增(zeng)加(jia)氣(qi)(qi)流在(zai)旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)殼體(ti)內的(de)(de)旋(xuan)(xuan)轉圈數(shu)，可以達到(dao)延長粒(li)(li)子(zi)逗留(liu)時間的(de)(de)目的(de)(de)。但(dan)這(zhe)樣往(wang)往(wang)會(hui)增(zeng)大(da)被(bei)凈(jing)化氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)壓力(li)(li)損(sun)失(shi)(shi)，而在(zai)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)內達到(dao)極(ji)高(gao)的(de)(de)壓力(li)(li)。當旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)內氣(qi)(qi)體(ti)圓周速(su)度(du)增(zeng)大(da)到(dao)超(chao)過18——20m/s時，其(qi)效(xiao)(xiao)率一般不會(hui)有明顯改善。其(qi)原因(yin)是，氣(qi)(qi)體(ti)湍流強度(du)增(zeng)大(da)以及往(wang)往(wang)不予考慮的(de)(de)因(yin)受科(ke)里奧利力(li)(li)的(de)(de)作用而產生對粒(li)(li)子(zi)的(de)(de)阻(zu)滯(zhi)作用。此(ci)外(wai)，由于(yu)壓力(li)(li)損(sun)失(shi)(shi)增(zeng)大(da)以及可能造成旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)裝(zhuang)置(zhi)磨損(sun)加(jia)劇，無限增(zeng)大(da)氣(qi)(qi)流速(su)度(du)是不相宜的(de)(de)。在(zai)氣(qi)(qi)體(ti)流量足夠大(da)的(de)(de)情況下可能保證旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)裝(zhuang)置(zhi)實現高(gao)效(xiao)(xiao)率的(de)(de)一種途徑—并(bing)聯(lian)配置(zhi)很(hen)多(duo)小型旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)，如多(duo)管旋(xuan)(xuan)風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)。

    3.粉塵(chen)(chen)慣(guan)性(xing)分(fen)離：粉塵(chen)(chen)慣(guan)性(xing)分(fen)離機理在于(yu)當氣(qi)流繞過(guo)某種形式的障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(ai)(ai)物(wu)時(shi)，可以使(shi)粉塵(chen)(chen)粒(li)子(zi)(zi)從氣(qi)流中分(fen)離出來。障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(ai)(ai)物(wu)的橫斷面尺寸愈大，氣(qi)流繞過(guo)障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(ai)(ai)物(wu)時(shi)流動(dong)線(xian)(xian)路嚴重偏(pian)離直線(xian)(xian)方(fang)向就開始的愈早，相應地，懸(xuan)浮在氣(qi)流中的粉塵(chen)(chen)粒(li)子(zi)(zi)開始偏(pian)離直線(xian)(xian)方(fang)向也(ye)就愈早。反之(zhi)，如(ru)果障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(ai)(ai)物(wu)尺寸小，則粒(li)子(zi)(zi)運動(dong)方(fang)向在靠近障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(ai)(ai)物(wu)處開始偏(pian)移(由于(yu)其承載氣(qi)流的流線(xian)(xian)發生曲折而引起)。

    在氣體流速相等(deng)的條(tiao)件下，就(jiu)可發現第二種情況的慣性力較大。所以，障礙物的橫斷(duan)面尺寸

愈小，順障礙(ai)物方向運動(dong)的粒子達到其表面的概率就(jiu)愈大，而不與繞行氣流一道(dao)繞過障礙(ai)物。由此可見，利(li)用氣流橫斷(duan)面方向上的小尺寸(cun)沉(chen)降體，就(jiu)能有效地實現粉塵的慣(guan)性分(fen)離。

    利(li)用(yong)慣(guan)性機理分離粉(fen)塵，勢必給氣(qi)流帶來(lai)巨大的(de)壓力損失。然(ran)而，它(ta)能達到很高的(de)捕集效率(lv)，從(cong)而使這一缺(que)點得(de)以補償。

    4.粉塵(chen)(chen)靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力分離：靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力分離粉塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)原理在(zai)于利(li)用電(dian)(dian)(dian)(dian)場與荷電(dian)(dian)(dian)(dian)粒(li)(li)子之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)相互作用。雖(sui)然在(zai)一(yi)些(xie)生(sheng)產(chan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)粉塵(chen)(chen)帶有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷，其電(dian)(dian)(dian)(dian)量和符號可(ke)能從一(yi)個粒(li)(li)子變向另一(yi)個粒(li)(li)子，因(yin)(yin)此，這種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷在(zai)借助電(dian)(dian)(dian)(dian)場從氣(qi)(qi)流(liu)中(zhong)分離粒(li)(li)子時(shi)無(wu)法(fa)加以(yi)利(li)用。由于這一(yi)原因(yin)(yin)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力分離粉塵(chen)(chen)的(de)(de)(de)機理要(yao)求(qiu)使粉塵(chen)(chen)粒(li)(li)子荷電(dian)(dian)(dian)(dian)。還可(ke)以(yi)通過把含塵(chen)(chen)氣(qi)(qi)流(liu)納人(ren)同性荷電(dian)(dian)(dian)(dian)離子流(liu)的(de)(de)(de)方法(fa)達到使粒(li)(li)子荷電(dian)(dian)(dian)(dian)。

    利用靜電力(li)(li)機理實現粉(fen)塵分離時(shi)，只有使(shi)粒(li)子在電場內長(chang)時(shi)間逗(dou)(dou)留(liu)才能達到高(gao)效率。這就決定了電力(li)(li)凈化裝(zhuang)置，由于保證含塵氣流在電除塵器內長(chang)時(shi)間逗(dou)(dou)留(liu)的需要，電除塵器尺(chi)寸一般(ban)十分龐大(da)，因而相應地提高(gao)了設備造價。

    5.粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)分離(li)的(de)擴散：絕大(da)多數(shu)懸浮粒子(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)觸(chu)及固體(ti)表(biao)面后就留在(zai)(zai)表(biao)面上，以此種方式從該(gai)表(biao)面附近(jin)的(de)粒子(zi)(zi)(zi)總數(shu)中分離(li)出來。所以，靠近(jin)沉積(ji)表(biao)面產生(sheng)粒子(zi)(zi)(zi)濃度梯度。因為粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)微(wei)粒在(zai)(zai)某種程度上參加(jia)(jia)其周(zhou)圍分子(zi)(zi)(zi)的(de)布(bu)朗(lang)運(yun)動(dong)，故(gu)而粒子(zi)(zi)(zi)不(bu)斷地向沉積(ji)表(biao)面運(yun)動(dong)，使濃度差趨向平衡(heng)。粒子(zi)(zi)(zi)濃度梯度愈(yu)大(da)，這一運(yun)動(dong)就愈(yu)加(jia)(jia)劇(ju)烈。懸浮在(zai)(zai)氣體(ti)中的(de)粒子(zi)(zi)(zi)尺寸愈(yu)小，則參加(jia)(jia)分子(zi)(zi)(zi)布(bu)朗(lang)運(yun)動(dong)的(de)程度就愈(yu)強，粒子(zi)(zi)(zi)向沉積(ji)表(biao)面的(de)運(yun)動(dong)也(ye)相應(ying)地顯得更加(jia)(jia)劇(ju)烈。

    6.熱(re)力沉(chen)淀作(zuo)用：管(guan)道壁和(he)氣流中懸浮(fu)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)溫度差影響這些粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)運(yun)動(dong)。如果(guo)在(zai)(zai)熱(re)管(guan)壁附(fu)近(jin)(jin)有一(yi)不大(da)的(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，則由于該粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)受(shou)到迅速(su)而不均勻加熱(re)的(de)結(jie)果(guo)，其最靠(kao)近(jin)(jin)管(guan)壁的(de)一(yi)側(ce)就(jiu)顯得(de)比較(jiao)(jiao)熱(re)，而另一(yi)側(ce)則比較(jiao)(jiao)冷(leng)。靠(kao)近(jin)(jin)較(jiao)(jiao)熱(re)側(ce)的(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)與粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞后，以(yi)大(da)于靠(kao)近(jin)(jin)冷(leng)側(ce)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)速(su)度飛離(li)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，朝(chao)著背(bei)離(li)受(shou)熱(re)管(guan)壁的(de)方向(xiang)運(yun)動(dong)。從(cong)而引(yin)起粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)沉(chen)降效應，即(ji)所謂熱(re)力沉(chen)淀。

    當除塵(chen)器內的(de)積塵(chen)表面(mian)用人工方法冷卻(que)時，熱力沉淀(dian)的(de)效應特別明顯(xian)。

    7.凝聚(ju)(ju)作用：凝聚(ju)(ju)是氣體介(jie)質中的(de)懸浮粒子(zi)(zi)在互相接觸(chu)過程中發(fa)生(sheng)(sheng)豁結(jie)的(de)現象。之所(suo)以會發(fa)生(sheng)(sheng)這(zhe)種(zhong)現象，也(ye)許是粒子(zi)(zi)在布朗運動中發(fa)生(sheng)(sheng)碰撞的(de)結(jie)果，也(ye)可能(neng)(neng)是由于這(zhe)些粒子(zi)(zi)的(de)運動速(su)度(du)存在差(cha)異所(suo)致(zhi)。粒子(zi)(zi)周圍(wei)介(jie)質的(de)速(su)度(du)發(fa)生(sheng)(sheng)局部變化，以及粒子(zi)(zi)受到(dao)外力的(de)作用，均可能(neng)(neng)導致(zhi)粒子(zi)(zi)運動速(su)度(du)產生(sheng)(sheng)差(cha)異。

    當介質速度局部(bu)變化時，所發(fa)生(sheng)的(de)凝(ning)聚作用在湍流脈動(dong)中(zhong)顯得特別明顯，因(yin)為粒(li)子被(bei)介質吹散(san)后(hou)，由(you)于本(ben)身的(de)慣性(xing)，跟不上氣(qi)體單元體積運(yun)動(dong)軌跡(ji)的(de)迅速變化，結果(guo)粒(li)子互(hu)相(xiang)碰撞(zhuang)。

    如果是多分散性粉塵(chen)，細微粒子(zi)與(yu)粗(cu)大粒子(zi)凝(ning)聚，而且細微粒子(zi)愈(yu)多，其(qi)尺寸(cun)與(yu)粗(cu)大粒子(zi)的尺寸(cun)差別愈(yu)大，凝(ning)聚作(zuo)用進行愈(yu)快。粒子(zi)的凝(ning)聚作(zuo)用為一切除塵(chen)設備(bei)提供(gong)良好(hao)的捕(bu)塵(chen)條件，但在工業條件下很難控制凝(ning)聚作(zuo)用。

    從廢氣中將顆粒物分離出來并加以捕(bu)集、回(hui)收(shou)的(de)過(guo)程稱為除塵，實現上(shang)述過(guo)程的(de)設備裝置(zhi)稱為除塵器。