《通风除尘与物料输送》系统阐述了工业通风除尘与物料输送领域的基础理论、关键技术和工程实践，旨在为粮食工程、食品工程、环境工程和烟草工程等专业的学生或相关从业人员提供全面的技术参考。《通风除尘与物料输送》以“基础理论-装置结构-应用技术”为主线，深入浅出并结合典型示例，涵盖粉尘特性及控制基础知识、除尘器性能及类型、通风除尘设计计算与操作管理、气力输送和物料输送的原理及设备等内容。《通风除尘与物料输送》具有理论和实践结合、行业针对性强等特点，对推动智能化和低碳化趋势下的工业生产技术革新具有重要意义。

目录
第1章 粉尘控制基础 1
1.1 粉尘概述 1
1.1.1 粉尘的来源 1
1.1.2 粉尘的分类 2
1.2 粉尘的危害 3
1.2.1 粉尘对人体健康的危害 3
1.2.2 粉尘对生产的影响 4
1.2.3 粉尘爆炸 4
1.3 粉尘的特性 5
1.3.1 粉尘的物理特性 5
1.3.2 粉尘的空气力学特性 12
1.4 粮食工业粉尘的产生及特点 16
1.4.1 粮食工业生产的特点 16
1.4.2 粮食工业粉尘的爆炸特性 16
1.4.3 粮食工业粉尘的产生 18
1.5 粉尘的捕捉 20
1.5.1 被动式粉尘捕捉方式 20
1.5.2 主动式粉尘捕捉方式 24
1.5.3 湿法抑尘技术 29
1.6 粮食工业粉尘控制概述 30
1.6.1 粮食工业粉尘控制的方法 30
1.6.2 粉尘控制的标准 31
第2章 除尘器 38
2.1 除尘器的类型和特点 38
2.1.1 除尘器的类型 38
2.1.2 除尘器的特点 39
2.2 除尘器的性能 40
2.2.1 除尘器的除尘效率 40
2.2.2 除尘器阻力 42
2.2.3 处理风量 43
2.2.4 漏风率 43
2.2.5 粉尘防爆措施 43
2.2.6 除尘器内部是否积灰 44
2.2.7 管理与维修 44
2.2.8 设备造价和运行费用 44
2.3 重力沉降室和惯性除尘器 44
2.3.1 重力沉降室 44
2.3.2 惯性除尘器 47
2.4 离心式除尘器 49
2.4.1 离心式除尘器的结构和工作原理 50
2.4.2 影响离心式除尘器除尘效率的因素 51
2.4.3 离心式除尘器的选用 52
2.5 布袋除尘器 56
2.5.1 布袋除尘器的除尘机理 56
2.5.2 布袋除尘器滤布的清灰 58
2.5.3 影响布袋除尘器除尘效率的因素 62
2.5.4 布袋除尘器的类型 63
2.5.5 布袋除尘器的应用 64
2.6 闭风器 70
2.6.1 闭风器的类型和结构 70
2.6.2 叶轮型闭风器的性能 72
第3章 通风除尘系统的设计计算与操作管理 77
3.1 粮食工业通风除尘系统 77
3.2 通风除尘系统设计 79
3.2.1 通风除尘系统设计的依据 79
3.2.2 通风除尘系统的设计步骤 79
3.3 通风除尘系统的阻力计算与阻力平衡 83
3.3.1 通风除尘系统阻力计算的目的 83
3.3.2 通风除尘系统的阻力平衡 85
3.3.3 通风除尘系统的阻力计算 87
3.4 通风除尘系统的阻力计算举例 91
3.5 通风除尘系统的运行管理 98
3.5.1 通风除尘系统的检查 98
3.5.2 试车和调整 99
3.5.3 通风除尘系统在生产中的维护管理 100
3.5.4 通风除尘系统常见的问题与分析 100
第4章 气力输送 102
4.1 气力输送的概述 102
4.1.1 气力输送的应用与发展 102
4.1.2 气力输送特点 103
4.1.3 气力输送装置的类型 103
4.2 气力输送主要装置 105
4.2.1 供料器 106
4.2.2 输料管线 115
4.2.3 分离器 117
4.2.4 除尘器 120
4.2.5 风机 121
4.3 气力输送的基本原理 122
4.3.1 物料颗粒的空气动力学特性 122
4.3.2 物料在管道中的运动 122
4.3.3 输料管压损的理论计算 126
4.4 气力输送系统压损的计算方法 130
4.4.1 低真空吸运系统的压损计算 130
4.4.2 气力压运输送系统压损计算 137
4.5 气力输送系统的设计与计算举例 139
4.5.1 设计的依据和要求 139
4.5.2 气力输送系统的主要参数 141
4.5.3 低真空气力输送系统的压损计算举例 143
4.6 气力输送装置的调整和操作 150
4.6.1 试车前的准备工作 151
4.6.2 试车和调整 152
4.6.3 气力输送系统的操作与运行管理 154
第5章 机械输送 156
5.1 胶带输送机 156
5.1.1 胶带输送机的结构与工作原理 156
5.1.2 胶带输送机的选用 159
5.2 斗式提升机 163
5.2.1 斗式提升机的结构与工作原理 163
5.2.2 斗式提升机的选用 169
5.3 刮板输送机 172
5.3.1 刮板输送机的结构与工作原理 172
5.3.2 刮板输送机的选用 174
5.4 螺旋输送机 177
5.4.1 螺旋输送机的结构与工作原理 177
5.4.2 螺旋输送机的选用 181
5.5 其他输送机械及其选用 184
5.5.1 溜管与滑槽 184
5.5.2 振动输送机 190
附录 191
附录一 空气的ρ、μ、ν与温度T和湿度φ的关系值表（标准大气压下） 191
附录二 除尘风管计算表 193
附录三 局部构件的局部阻力系数表 198
附录四 吸气三通的阻力系数表 200
附录五 离心式通风机性能参数 202
附录六 罗茨鼓风机性能表 212
附录七 部分国产空气压缩机性能表 223
附录八 离心式除尘器处理风量和阻力表 224
附录九 脉冲除尘器性能表 226
附录十 叶轮型闭风器性能表 230
附录十一 粮食加工厂常用机器设备的吸风量和压力损失参考值 230
附录十二 粮食仓库常用机器设备的吸风量和压力损失参考值 233
附录十三 气力输送计算表 234

第1章粉尘控制基础
　　1.1粉尘概述
　　1.1.1粉尘的来源
　　空气中的粉尘主要来源于自然过程和人类活动两个方面。自然过程产生的粉尘多具有暂时、局部和偶然等特性，目前人类还无法控制，并会随时间的延续自动消失。人类活动的类型是多种多样的，也是空气中粉尘的主要来源。
　　粉尘的来源主要集中在以下几种人类活动过程。
　　1）工农业生产过程
　　粉尘产生于各种各样的工农业生产过程，如矿山开采、农产品加工、耐火材料厂、水泥厂、纺织厂等各类型的工业企业。在原材料或产品的运输、粉碎、加工以及由各种原料加工制造成品的过程中，常会有大量固体颗粒物扬散或排放到空气中。
　　工农业生产过程产生的粉尘，主要表现在以下两个方面。
　　（1）物料的装卸、入仓、包装、运输及筛分、混合过程：此过程产生的粉尘往往称为夹杂性粉尘或伴随性粉尘。
　　（2）物料的粉碎、研磨过程：此过程产生的粉尘往往称为再生性粉尘，粉尘的性质、用途与加工的物料一致。
　　2）燃料燃烧过程
　　燃料燃烧过程指的是各类工业企业以及民用生活燃料的燃烧等。我国能源以煤为主，所以燃料燃烧过程产生的烟尘主要为煤烟尘。燃料燃烧过程还包括物料被加热时产生的蒸气在空气中的凝结和氧化。
　　3）交通运输
　　交通运输工具的燃料燃烧后排放的尾气中多含有颗粒污染物，陆地行驶的各种车辆也常常导致地面粉尘的飞扬等。
　　4）战争
　　战争引起的爆炸、燃烧，包括核试验等，也是空气中粉尘的来源之一。
　　空气中的粉尘目前仍以工业企业生产中粉尘的排放为主要来源。因此加强对各类工业企业生产中粉尘的控制力度、粉尘控制技术的进一步改进和管理水平的提高对改善我国大气环境质量十分重要。
　　1.1.2粉尘的分类
　　粉尘可根据多种特征进行分类，目的是从多方面了解粉尘的性质，评价粉尘的危害程度，以便选择合适的粉尘控制技术。
　　1.按粉尘的成分分类
　　（1）无机性粉尘。
　　粉尘的主要成分为无机物。这类粉尘包括矿物性粉尘、金属性粉尘和人工制造的无机粉尘。
　　（2）有机性粉尘。
　　粉尘的主要成分为有机物。这类粉尘包括植物性粉尘、动物性粉尘和人工合成有机粉尘。
　　（3）混合性粉尘。
　　混合性粉尘为多种不同类型粉尘的混合物。
　　2.按有无毒性分类
　　（1）有毒性粉尘。
　　有毒性粉尘如铅尘，含铬、镉、锰的粉尘等，进入人体会产生中毒症状。
　　（2）无毒性粉尘。
　　无毒性粉尘如谷物类粉尘、水泥粉尘等。这类粉尘没有毒性但通过呼吸进入人体肺部会导致尘肺病。无毒性粉尘没有毒性，但并不意味着对人体没有危害。
　　（3）放射性粉尘。
　　具有放射性的物质产生的粉尘称为放射性粉尘。
　　3.按燃烧、爆炸特性分类
　　（1）燃烧、爆炸性粉尘。
　　燃烧、爆炸性粉尘指悬浮在空气中达到一定浓度后，遇到火源能急剧燃烧并发生爆炸的粉尘。燃烧、爆炸性粉尘也称为可燃性粉尘。
　　（2）非燃烧、爆炸性粉尘。
　　非燃烧、爆炸性粉尘指在正常环境条件下，不会发生燃烧或爆炸现象的粉尘。这类粉尘本身不具备可燃性，或者其物理化学性质决定了在与空气混合后，即使遇到火源、高温或其他能量源，也不会引发燃烧或爆炸反应。
　　4.从卫生学角度分类
　　（1）呼吸性粉尘。
　　呼吸性粉尘指能随着人体的呼吸过程进入肺泡并沉积在肺泡内的粉尘。这类粉尘粒径一般小于5μm。
　　（2）非呼吸性粉尘。
　　非呼吸性粉尘指不会随着人体的呼吸过程到达肺泡的粉尘。这类粉尘粒径一般大于5μm。
　　5.按粉尘的存在状态分类
　　（1）浮尘。
　　浮尘指悬浮在空气中的粉尘，也称为飘尘。
　　（2）降尘。
　　降尘指沉积在各种物体表面的粉尘，也称为积尘。
　　浮尘和降尘可以相互转化。出现浮尘现象意味着空气受到了污染；而出现降尘，意味着含尘空气中的粉尘有所减少，空气得到了一定程度的净化。降尘如果不及时清理，可转化为浮尘污染空气。
　　1.2粉尘的危害
　　粉尘飞扬到空气中，造成了对空气的污染。污染后的空气对人体健康、生产、环境都将产生重要的影响和危害，有些粉尘甚至会发生燃烧和爆炸。
　　1.2.1粉尘对人体健康的危害
　　粉尘对人体健康的危害主要为呼吸系统。一般认为粒径大于10μm的粉尘流经上呼吸道时，容易被鼻毛、分泌黏液等阻流，经咳嗽、喷嚏等反射作用而被排出。而粒径小于5μm的粉尘则会到达下呼吸道，浸透入肺泡，在肺部沉积，沉积的粉尘逐渐引起肺部组织的纤维化病变以致硬化，*终发生尘肺病，造成呼吸困难。
　　尘肺病是人体长期吸入某种粉尘而引起的以弥漫性肺间质纤维化为主的疾病。尘肺病的种类多种多样，如硅肺、石棉肺、煤工尘肺、石墨尘肺、炭黑尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺及铸工尘肺等。可见，尘肺病是职业性疾病中影响面*广、危害*严重的一类疾病。
　　粉尘对人体健康的危害程度与粉尘的性质、粒径大小、空气中粉尘含量以及粉尘在含尘空气中的滞留时间等因素关系密切。
　　虽然有些粉尘是无毒性的，但经过呼吸系统进入人体之后，对人体都是有危害的。进入人体的粉尘除了通过呼吸系统途径外，还可以通过消化道、皮肤和黏膜进入人体，从而对人体的器官或组织造成危害。
　　1.2.2粉尘对生产的影响
　　粉尘对生产的影响是多方面的。
　　1.导致操作环境的恶化
　　粉尘的形成*先会造成操作环境的能见度下降，使操作工人视力范围缩小，容易造成误操作出现各种事故。
　　2.对产品品质的影响
　　粉尘的形成造成生产环境的恶化，既影响产品的质量、外观，使产品品质下降以致出现不合格品，也影响生产设备的正常运行。
　　3.对设备的影响
　　悬浮在空气中的大粒径粉尘会在设备表面沉积，既影响设备外观，又影响设备的正常散热，加速了设备的锈蚀、老化等，影响设备的使用寿命。
　　在粮食工业的通风除尘系统中，含有粉尘的空气在管网中流动，对管道、弯头、除尘器，尤其是布袋除尘器的滤布均有磨损作用。含尘气流的粉尘磨损性与气流速度的2～3次方成正比，气流速度越高，粉尘对管件或设备内表面的磨损越严重；含尘空气进入通风机、罗茨鼓风机、空气压缩机等动力设备，会加速关键部件的磨损，使设备性能下降，造成维修费用上升以致报废等。
　　1.2.3粉尘爆炸
　　对于有机性粉尘，其*大特性就是能够或容易燃烧并发生爆炸。粉尘爆炸危害十分严重，直接后果是设备、厂房被炸毁，造成人员伤亡和经济损失。
　　1.粉尘爆炸及其条件
　　悬浮于空气中的可燃性粉尘达到一定浓度时，遇到火源发生急剧氧化燃烧反应，同时放出大量的热、气体体积急速膨胀、压力瞬间升高的现象，称为粉尘爆炸。
　　有机物质能够燃烧，但要达到急剧燃烧，甚至发生爆炸，是有条件的。
　　一般认为，粉尘发生燃烧爆炸的条件为：足够的可燃性粉尘悬浮到空气中形成一定的粉尘浓度；密闭空间；氧气；火源。
　　在粉尘发生燃烧爆炸的四个条件中，如果有一个条件不具备，则不可能发生粉尘爆炸。因此，可以从这四个方面入手防止粉尘的燃烧和爆炸。但在预防粉尘燃烧和发生爆炸时，由于设备大多为密闭结构，厂房也是密闭的，而且操作人员还要现场操作、管理设备，因此粉尘燃烧爆炸条件中的密闭空间和有氧气这两个条件普遍存在，无法改变，因而粉尘的防爆一般从降低粉尘浓度和防火两方面进行。
　　在实际工程中，由于引起粉尘燃烧爆炸的火源型式多种多样，如物料的燃烧、电火花、高温表面、摩擦与撞击产生的热和火花、化学反应热及静电放电等，火源的防范工作极为复杂，难以做到万无一失，因此，粮食工业防止粉尘燃烧爆炸，*有效、*经济、*容易做到的方法是利用通风除尘装置来降低空气的粉尘浓度和对降尘进行及时清扫等。
　　2.粉尘爆炸的机理
　　一般认为，粉尘爆炸的机理是：悬浮于空气中的可燃性粉尘达到燃烧爆炸的粉尘浓度范围时，遇到有足够热量或温度的火源，随即氧化燃烧放出大量的热，引起气体压力的突增和无法控制的膨胀效应，产生**次爆炸，这次爆炸是在相对封闭状态的容器中如机器内部或房间内进行的。如果粉尘燃烧时产生的高压气体能在密闭体的薄弱部位卸压排出，那么火焰将以高达1000m/s的超声速传播扩散，压力可增至650kPa。强大的冲击波会将积聚在各种表面的降尘扬起，再次达到燃烧爆炸的粉尘浓度范围，造成破坏力更强的二次爆炸并发生连锁反应，产生有毒性气体等。
　　1.3粉尘的特性
　　粉尘的形成过程虽然仅发生了物理变化，但由于粉尘粒径微细，又具有许多不同于母体的特性。粉尘具有形状、粒径、密度和比表面积等四个基本特性，还具有流动性、黏附性、荷电性、燃烧爆炸性、吸湿性等多种特性。
　　1.3.1粉尘的物理特性
　　1.粉尘的形状
　　由于粉尘的来源和形成条件千差万别，因而粉尘的形状各种各样。由外部的面或线条组合而呈现的外表构成粉尘的形状。
　　粉尘的形状分为规则形和不规则形。规则形颗粒表面光滑，比表面积小；不规则形颗粒表面粗糙，比表面积大。
　　各种形状颗粒中，球形*为规整，且表面积*小，所以常取球形为标准来衡量颗粒的不同形状。球形度φ是表示颗粒形状的指标之一，可按式（1-1）计算。
　　（1-1）
　　φ=1时颗粒为球形，其他形状的粉尘颗粒φ值均小于1。φ越小，表明颗粒的球形度越差。部分形状颗粒的球形度见表1-1。
　　2.粒径
　　表示粉尘大小的尺寸，称为粉尘的粒径。常用的粒径表示方法有单个尘粒的单一粒径和由不同大小粉尘组成的颗粒群的平均粒径。
　　1）单一粒径
　　（1）投影径。
　　投影径是指尘粒在显微镜下所观察到的粒径。有长径、短径、定向径、面积等分径四种粒径表示方法。图1-1所示为粉尘的投影径。
　　图1-1粉尘的投影径
　　（2）空气动力径。
　　在静止空气中，粉尘颗粒的沉降速度与密度为1000kg/m3的球形颗粒沉降速度相同时的球形颗粒直径，称为空气动力径。