含尘气体的理化特性及其在高温烟气中的腐蚀作用

1.粉尘浓度

含尘气体粉尘浓度通常分为工况浓度和标况浓度，前者为袋式除尘器应用场合含尘气体的实际操作浓度，单位为mg/m³；后者为载体体积折算到标准工况（0℃，101.32kPa的干气体状态）时的含尘浓度，单位为mg/m³（标准）。可用下式换算：

式中 C——工况浓度（mg/m³）；

C₀——标况质量浓度（mg/m³（标准））；

p——烟气压力（kPa）；

t——烟气温度（℃）。

工况浓度主要用于系统设计、设备选型；标况浓度主要用于环境标准、环境监测。我们通常讲的各类国家排放标准值都是按标况浓度制定的，一般它的数值比工况浓度要大。现场可近似用开氏温度反比法估算。

2.温度

含尘气体温度通常表现为气体温度和粉尘温度。对于一般工业通风除尘，由于两者差别不大，仅记气体温度即可；对于工业炉窑除尘，两者不可混淆，一般烟尘温度要大于气体温度。

3.黑度

烟气黑度是一种凭视觉采用对比法判断烟尘排放质量浓度的指标，分为0～5级，称为格林曼烟尘质量浓度级。颜色越深，级别越大，表示烟尘排放质量浓度越高。

4.湿度

气体的湿度是表示气体中含有蒸汽的多少，即含湿程度，可有多种表示方法。

（1）绝对湿度 绝对湿度是指单位质量或单位体积湿气体中所含蒸汽的质量，用每千克（kg）气体中含有的水分量（kg）表示，单位为kg/kg；或者用在一定温度、压力下每立方米（m³）气体中的水分量（kg）表示，单位为kg/m³。在工程中，经常针对在标准状态下的干气体，故单位为kg/m³（干，标准），当针对标准状态下的湿气体时，单位为kg/m³（湿，标准）。湿空气中蒸汽的含量达到该温度下所能容纳的最大值时的气体状态，称为饱和状态。

（2）相对湿度 气体中所含的水分量不是无限的，有一个饱和值，饱和含水量主要与气体的温度有关。在一定条件下，气体的含水量趋近于其饱和含水量的程度，称为相对湿度。换句话说，相对湿度就是在相同温度下，1m³湿气体中水分含量d与在饱和状态下1m³湿气体中的水分含量d_H的比值：

相对湿度还可以用湿气体的蒸汽分压力p与在饱和状态下水蒸气的分压力p_H的比值表示：

（3）体积分数 在（GB/T12138—1989）《袋式除尘器性能测试方法》中，采用蒸汽体积分数X_w（%，体积分数）表示气体的湿度，并实现干、湿气体的体积换算：

式中 Q'_N——干气体流量(m3/h)（干）；(www.xing528.com)

Q_N——湿气体流量(m3/h)（湿）；

X_W——蒸汽体积分数(%)。

5．露点温度含有一定水分的气体，随着温度的降低，相对湿度增加，当降至某一温度值时，气体中的相对湿度达到100%（饱和状态），这时水分将开始冷凝出来，使水分开始冷凝的温度称为露点温度。

露点温度对通风除尘有着重要意义，当气体中出现冷凝水后，粉尘将会黏结到管壁或除尘器的滤料上，造成系统的失效，破坏除尘器的工作等。在通常情况下（湿式除尘器中例外）都应防止气体出现冷凝（气体温度不低于露点温度），以保证系统的正常工作。

对于湿空气，露点温度与空气温度和湿度有关，可用于、湿球温度计测定干球温度和湿球温度，查I-d图求得露点温度。

对于炉窑高温烟气，如含有SO₂、HCl、HF等酸性气体和蒸汽，露点温度会大幅度提高（可超过100℃），腐蚀作用明显加剧。因为是酸性气体结露，所以又称为酸露点。影响酸露点温度的因素十分复杂，至今难以根据理论计算得出，只能通过实测数据整理得半经验计算公式来确定。

烟气中的SO₂本身对酸露点没有多大直接影响，而由SO₂继续氧化产生的SO₃才是主要影响因素。SO₂变为SO₃的转化率与燃料类型、烟气温度、含氧量等因素有关，如图1-1所示。

燃油烟气的酸露点高于燃煤烟气。一般在正常燃烧工况条件下，燃煤锅炉烟气的SO₃转化率约为1%～2%，燃油锅炉烟气的SO₃转化率约为2%～4%，有条件时宜通过实测确定。

图1-1 温度和过剩空气系数 对SO₃转化的影响

对于含有SO₃和H₂O的烟气酸露点温度可按如下经验公式近似计算：

式中　t_p——酸露点温度（℃）；

——烟气中H₂O的体积分数（%）；

——烟气中SO₃的体积分数（%）。

6.黏度

含尘气体的黏度是指气体在流动过程中，气体分子抵抗剪切变形的特性，由气体分子间的吸收力以及分子不规则热运动引起，用动力粘度μ表示。温度越高，气体的黏度越大，可用下式换算：

式中 μ₀——温度为T₀（K）时的动力粘度（Pa·s）；

μ——温度为T（℃）时的动力粘度（Pa·s）。