（3）扩散
当含尘气流中尘粒的直径足够小时，由于周围气体分子的热运动，尘粒的运动轨迹始终与气流流线不一致，因此不再遵循惯性碰撞或拦截机理而被捕集体捕集，而是在气流绕流液滴运动时，由于布朗扩散作用而沉积在液滴上，这就是湿式除尘中的扩散效应。 尘粒越小，布朗扩散作用对其运动轨迹影响越强烈，通常以dp=1μm作为临界值，小于此临界值的尘粒在分析其沉降时考虑这种机理。
尘粒由于扩散作用所引起的沉降效率，取决于液滴绕流雷诺数ReD和尘粒贝克莱特（Peclet）数Pe。
液滴绕流雷诺数定义为： RefdlD?v0?? g式中：?f—气流密度，kg/m3；一般情况下，?f=?g。 皮克莱特数是描述布朗扩散作用的重要物理参数，其定义为： Pe?v0dpD 式中：D—尘粒扩散系数，m2/s。
对于dp<1μm的情况，爱因斯坦（Einstein）给出的D的计算公式为[15]： D?kBTC3π? gdp式中：kB—波尔兹曼常数，即k?23B?1.38?10J/K； T—气体绝对温度，K。
对于dp<λ（分子平均自由程）的情况，兰格米尔（Langmuir）给出：
D?4kBT3πd2(8RT1)2 ppπm式中：R—气体常数，J/(kg·K)； m—气体摩尔质量，kg； p—气体压力，Pa。
Johnstone和Roberts[16-17]在1949年提出的单个液滴扩散沉降效率为：
1 ?8?5D?Pe?2.23ReD8?Pe8 2.14） 2.15） 2.16） 2.17） 2.18） （ （ （ （ （1976年，Crawford[18]导出在ReD <1，Pe<1的粘性流中，单个液滴扩散沉降效率为： ?D?4.18ReDPe （2.19） 此外，Pfeffer[19]的计算式为：
?D?3.96Pe （2.20） Struss的计算式为：
?D?1.2Pe （2.21） 在实际的湿式除尘过程中，惯性碰撞、拦截和扩散作用是同时存在的，三种机理相互影响，联合作用，这时的除尘效率就不能直接通过理论计算公式得出了。
2）液膜湿式除尘
利用液膜捕集粉尘是填料式除尘器等的主要工作原理。通过人为地在除尘器中添加各种填充材料或组件，增加除尘器内部的表面积，也就同时增加了流经填充材料或组件的气流和液体的接触面积，从而使气流和液膜发生表面接触而实现粉尘的捕集。
常用的填料有拉希格环、勒辛环、鲍尔环、泰勒环和球形体等，材质通常为陶瓷、
12?2316?23 a—拉希格环，b—勒辛环 图 2-6 首选除尘填料 Figure 2-6 Priority filler 塑料和金属。填料式除尘器有别于填料式吸收塔的是要求填料有足够大的空腔，以防止被捕集到的颗粒粉尘堵塞。因此，拉希格环和勒辛环由于其良好的形状和简单的制作过程而被作为首选的除尘用填料，如图2-6所示。
液膜对尘粒的捕集过程非常复杂，其捕集效率与尘粒粒径、粉尘浓度、尘粒的润湿性、水膜的稳定性等因素有关。一般来说尘粒粒径越大，则其离心速度越大，就越容易进入水膜而被捕集。
此外，还有依靠紧密排列的平行管束，使液体从管内由下而上流到管顶，之后顺管外壁自由流下形成液膜的管式除尘器也是利用液膜除尘机理。
3）液层湿式除尘
液层湿式除尘是指含尘气流以气泡形式通过液体层，在液体层内完成粉尘的捕集。应用此机理的除尘器类似于塔设备中的筛板塔，如图2-7所示。
图2-7 液层湿式除尘 Figure 2-7 Liquid layer dust removal 气泡中的尘粒要进入液层，必须要冲破气泡外壁，因此，液层湿式除尘对粒径大的尘粒捕集效果较好，而对细微尘粒，由于难以冲破气泡外壁，因此除尘效果较差。
2.1.2 湿式除尘器
由于除尘机理不同，湿式除尘器的种类多种多样。 1）喷洒塔[20-21]
喷洒塔可以说是湿式除尘器中形式最为简单的一种，如图2-8所示。液滴由顶部的喷嘴喷出，粒径在0.1~1mm之间，含尘气流以不致把液滴带走的速度由底部进入自下而上运动，通常气流速度为0.6~1.2m/s，捕集分离颗粒的机理主要是惯性碰撞和拦截。
旋风洗涤除尘器是为提高除尘效率，特别是小粒径粉尘的除尘效率，而对普通喷洒塔进行的改造升级，如图2-9所示。通过给气流施加的离心力，增大气流与液滴的相对速度，根据前文所得出的惯性碰撞效率公式，即可使除尘效率得到提高。
图2-8 喷洒塔 图2-9 旋风洗涤除尘器 Figure 2-8 spray column Figure 2-9 Cyclone washing dust remover 2）自激式除尘器
自激式除尘器是依靠含尘气流冲击液膜或自由液面形成大量液滴或水幕来捕集粉
尘颗粒的。这种除尘器所产生的液滴直径小，液滴与气流的相对速度较大，因此具有较高的除尘效率。
陈维民等[22]设计了如图2-10所示的掘进工作面自激式除尘器。含尘气流进入进气室Ⅰ后冲激自由液面，较大的粉尘颗粒在这一过程中由于惯性而落入水中。含尘气流和激起的水滴在弯曲通道Ⅱ中充分混合，液滴通过惯性碰撞、拦截和扩散作用捕集尘粒。净化后的气体经脱水器脱水后排出除尘器。
图2-10 掘进工作面自激式除尘器 Figure 2-10 Self-excitation dust remover used in heading face 图2-11为一种旋涡自激湿式除尘器[23]。含尘气体与激起的液滴在漩涡通道中充分混合，完成净化工作。
图2-11 漩涡自激湿式除尘器 Figure 2-11 Vortex self-excitation dust remover 3）文氏管除尘器[24-25]
文氏管除尘器是一种高能耗高效率的湿式除尘器。文氏管除尘器的结构如图2-12所示，主要由文氏管洗涤器和脱水器组成。文氏管洗涤器其实是整个除尘器的预处理部分，粉尘颗粒与液滴在其内部发生凝聚，从而增大颗粒的有效尺寸，继而在脱水器中易于实现净化气体与含尘液滴的脱离。文氏管洗涤器结构如图2-13所示。
图2-12 文氏管除尘器 Figure 2-12 Venturi tube dust remover
1-渐缩管；2-喉管；3-渐扩管 图2-13文氏管洗涤器结构 Figure 2-13 Structure of Venturi tube scrubber 4）管式水膜除尘器[26-27]