氣體介質(zhì)中分離懸浮粒子的物理學(xué)機理，決定了不同粉塵采用不同的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行除塵。其中，部分粉塵分離的主要機理用于除塵的主要技術(shù)方向;而另一部分則表示次要機理。次要機理只能提高主要機理作用效果。

    1·粉塵的重力分離：以粉塵從緩慢運動的氣流中自然沉降為基礎(chǔ)的，從氣流中分離粒子是一種最簡單，也是效果最差的機理。因為在重力除塵器中，氣體介質(zhì)處于湍流狀態(tài)，即使粒子在除塵器中逗留時間很長，也不能有效地分離含塵氣體介質(zhì)中的細(xì)微粒度粉塵。

    對較粗粒度粉塵的捕集效果要好得多，但這些粒子也不完全服從靜止介質(zhì)中粒子沉降速度為基礎(chǔ)的簡單設(shè)計計算。

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

    2·粉塵離心分離：由于氣體介質(zhì)快速旋轉(zhuǎn)，氣體中懸浮粒子達(dá)到極大的徑向遷移速度，從而使粒子有效地得到分離。離心除塵方法是在旋風(fēng)除塵器內(nèi)實現(xiàn)的，但除塵器構(gòu)造必須使粒子在除塵器內(nèi)的逗留時間短。相應(yīng)地，這種除塵器的直徑一般要小，否則很多粒子在旋風(fēng)除塵器中短暫的逗留時間內(nèi)不能到達(dá)器壁。在直徑約1——2m的旋風(fēng)除塵器內(nèi)，可以十分有效地捕集10um以上大小的粉塵粒子。對某些需要分離微細(xì)粒子的場合通常用更小直徑的旋風(fēng)除塵器。

    增加氣流在旋風(fēng)除塵器殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，可以達(dá)到延長粒子逗留時間的目的。但這樣往往會增大被凈化氣體的壓力損失，而在除塵器內(nèi)達(dá)到極高的壓力。當(dāng)旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣體圓周速度增大到超過18——20m/s時，其效率一般不會有明顯改善。其原因是，氣體湍流強度增大以及往往不予考慮的因受科里奧利力的作用而產(chǎn)生對粒子的阻滯作用。此外，由于壓力損失增大以及可能造成旋風(fēng)除塵器裝置磨損加劇，無限增大氣流速度是不相宜的。在氣體流量足夠大的情況下可能保證旋風(fēng)除塵器裝置實現(xiàn)高效率的一種途徑—并聯(lián)配置很多小型旋風(fēng)除塵器，如多管旋風(fēng)除塵器。

    3.粉塵慣性分離：粉塵慣性分離機理在于當(dāng)氣流繞過某種形式的障礙物時，可以使粉塵粒子從氣流中分離出來。障礙物的橫斷面尺寸愈大，氣流繞過障礙物時流動線路嚴(yán)重偏離直線方向就開始的愈早，相應(yīng)地，懸浮在氣流中的粉塵粒子開始偏離直線方向也就愈早。反之，如果障礙物尺寸小，則粒子運動方向在靠近障礙物處開始偏移(由于其承載氣流的流線發(fā)生曲折而引起)。

    在氣體流速相等的條件下，就可發(fā)現(xiàn)第二種情況的慣性力較大。所以，障礙物的橫斷面尺寸

愈小，順障礙物方向運動的粒子達(dá)到其表面的概率就愈大，而不與繞行氣流一道繞過障礙物。由此可見，利用氣流橫斷面方向上的小尺寸沉降體，就能有效地實現(xiàn)粉塵的慣性分離。

    利用慣性機理分離粉塵，勢必給氣流帶來巨大的壓力損失。然而，它能達(dá)到很高的捕集效率，從而使這一缺點得以補償。

    4.粉塵靜電力分離：靜電力分離粉塵的原理在于利用電場與荷電粒子之間的相互作用。雖然在一些生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵帶有電荷，其電量和符號可能從一個粒子變向另一個粒子，因此，這種電荷在借助電場從氣流中分離粒子時無法加以利用。由于這一原因，電力分離粉塵的機理要求使粉塵粒子荷電。還可以通過把含塵氣流納人同性荷電離子流的方法達(dá)到使粒子荷電。

    利用靜電力機理實現(xiàn)粉塵分離時，只有使粒子在電場內(nèi)長時間逗留才能達(dá)到高效率。這就決定了電力凈化裝置，由于保證含塵氣流在電除塵器內(nèi)長時間逗留的需要，電除塵器尺寸一般十分龐大，因而相應(yīng)地提高了設(shè)備造價。

    5.粉塵分離的擴散：絕大多數(shù)懸浮粒子在觸及固體表面后就留在表面上，以此種方式從該表面附近的粒子總數(shù)中分離出來。所以，靠近沉積表面產(chǎn)生粒子濃度梯度。因為粉塵微粒在某種程度上參加其周圍分子的布朗運動，故而粒子不斷地向沉積表面運動，使?jié)舛炔钰呄蚱胶?。粒子濃度梯度愈大，這一運動就愈加劇烈。懸浮在氣體中的粒子尺寸愈小，則參加分子布朗運動的程度就愈強，粒子向沉積表面的運動也相應(yīng)地顯得更加劇烈。

    6.熱力沉淀作用：管道壁和氣流中懸浮粒子的溫度差影響這些粒子的運動。如果在熱管壁附近有一不大的粒子，則由于該粒子受到迅速而不均勻加熱的結(jié)果，其最靠近管壁的一側(cè)就顯得比較熱，而另一側(cè)則比較冷?？拷^熱側(cè)的分子在與粒子碰撞后，以大于靠近冷側(cè)分子的速度飛離粒子，朝著背離受熱管壁的方向運動。從而引起粒子沉降效應(yīng)，即所謂熱力沉淀。

    當(dāng)除塵器內(nèi)的積塵表面用人工方法冷卻時，熱力沉淀的效應(yīng)特別明顯。

    7.凝聚作用：凝聚是氣體介質(zhì)中的懸浮粒子在互相接觸過程中發(fā)生豁結(jié)的現(xiàn)象。之所以會發(fā)生這種現(xiàn)象，也許是粒子在布朗運動中發(fā)生碰撞的結(jié)果，也可能是由于這些粒子的運動速度存在差異所致。粒子周圍介質(zhì)的速度發(fā)生局部變化，以及粒子受到外力的作用，均可能導(dǎo)致粒子運動速度產(chǎn)生差異。

    當(dāng)介質(zhì)速度局部變化時，所發(fā)生的凝聚作用在湍流脈動中顯得特別明顯，因為粒子被介質(zhì)吹散后，由于本身的慣性，跟不上氣體單元體積運動軌跡的迅速變化，結(jié)果粒子互相碰撞。

    如果是多分散性粉塵，細(xì)微粒子與粗大粒子凝聚，而且細(xì)微粒子愈多，其尺寸與粗大粒子的尺寸差別愈大，凝聚作用進(jìn)行愈快。粒子的凝聚作用為一切除塵設(shè)備提供良好的捕塵條件，但在工業(yè)條件下很難控制凝聚作用。

    從廢氣中將顆粒物分離出來并加以捕集、回收的過程稱為除塵，實現(xiàn)上述過程的設(shè)備裝置稱為除塵器。