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1、大气污染控制工程复习第一章 概论第一节 大气与大气污染1）大气污染的定义：由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境的现象。2）全球性大气污染：温室效应、臭氧层破坏、酸雨第二节 大气污染物及其来源1）分类：总分为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。 气溶胶状态污染物：按照来源与物理性质分为：粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。 按照粒径分级分为：总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100m的颗粒物。可吸入颗粒物（PM10）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10m的颗粒物
2、。细颗粒物（PM2.5）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径2.5m的颗粒物。 气体状态污染物：按化学组成可分为含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物，有机化合物、卤素化合物。 还可以分为一次污染物、二次污染物。 一次污染物：指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。 二次污染物：指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。2）大气污染物的来源和发生量： 1、大气污染源：分为两大类：自然污染源、人为污染源。按形状分为点源、线源、面源、体源，也可分为固定源和流动源。第五节 环境空气质量控制指标1）环境空气质量控制标准的种类和作用
3、（能大致理解其作用） 包括环境空气质量标准（限制环境中污染物的存在量）、大气污染物排放标准（限制污染源的排放量）、大气污染控制技术标准（选择技术、设备等）、警报标准（规定警报限界值等）2）大气污染物排放标准 原则是有什么标准就用什么标准 有行业标准优先行业标准、没有而有地方标准的优先地方标准，都没有的采用国家标准，再没有的的可以经批准采用其他可参照的标准或国外标准。3）空气污染指数（API）与空气质量指数（AQI） 空气污染指数的计算采用分段线性方程法，报告时报告指数最大的一项。第二章 燃烧与大气污染第一节 燃料性质燃料完全燃烧的条件：（3T1E）（T）温度、（T）时间、（T）混合程度、（E）
4、过剩空气关于燃烧的计算： 一般步骤：列出元素分析结果、计算每种元素的摩尔量、耗痒摩尔量、产物摩尔量。按照下列公式计算理论耗氧量、理论空气量、理论烟气量、理论干烟气量、某污染物浓度（体积百分数）、实际空气量、实际烟气量、空气过剩系数。元素百分比含量(%)质量（g/kg燃料）对应单质的摩尔量(mol)耗氧摩尔量(mol)对应产物摩尔量(mol)CC10C(10C)/12(10C)/12(10C)/12(二氧化碳)HH10H(10H)/2(10H)/4(10H)/2（水）OO10O(10O)/32不耗氧-（无）NN10N(10N)/28不耗氧(10N)/28（氮气）SS10S(10S)/32(10S
5、)/32(10S)/32（二氧化硫）理论耗氧量=【(10C)/12+(10H)/4+(10S)/32-(10O)/32】摩尔每千克理论空气量=【理论耗氧量（1+3.78）0.0224】立方米每千克理论烟气量=【理论耗氧量3.78+(10C)/12+(10H)/2+(10N)/28+(10S)/32】0.0224立方米每千克理论干烟气量=【理论耗氧量3.78+(10C)/12+ (10N)/28+(10S)/32】0.0224立方米每千克某污染物的浓度（体积百分数）=【对应产物摩尔量0.0224/理论烟气量】100%实际空气量=【理论空气量（1+空气过剩系数）】实际烟气量=【理论空气量空气过剩系
6、数+ 实际烟气量】空气过剩系数=【实际空气量/理论空气量】-1 =【实际烟气量-理论烟气量】/理论空气量第三章 大气污染气象学1）位温：一干空气块绝热升降到标准气压（1000hPa）处所具有的温度2）干绝热直减率：干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值3）逆温：在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而升高的现象（辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温、锋面逆温）4）大气稳定度：大气稳定度是指在垂直方向上大气的稳定程度、即是否易于发生对流。5）烟流形状与大气稳定度的关系： 分为：波浪型、锥型、扇型（不利）、爬升型、漫烟型（不利）。第
7、四章 大气扩散浓度估算模式高斯模型的四点假设： 污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布（正态分布） 在全部空间中风速是均匀的、稳定的。 源强是连续均匀的。 在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。无界空间连续点源扩散模式 1、公式各项的物理意义： y z污染物在y、z方向分布的标准差，m 任一点处污染物的浓度，g/m 平均风速，m/s Q源强，g/s 2、公式：1）烟气抬升高度的计算（计算见后面） 烟囱的有效高度H = 烟囱几何高度Hs + 烟气抬升高度H 产生烟气抬升的原因：1、 烟囱出口烟气具有一定的初始动量（决定于烟气出口流速与烟囱出口内径）2、 烟温高于周围气温而产生一定的浮力（决定与烟
8、气与周围大气之间的温差）第四节 特殊气象条件下的扩散模式熏烟型扩散模式 熏烟（漫烟）过程：在夜间发生辐射逆温时，清晨太阳升起后，逆温从地面开始破坏而逐渐向上发展。当逆温破坏到烟柳边缘以上时，便发生了强烈的向下混合作用，是地面污染物浓度增大。烟气抬升高度的计算步骤：1）根据QH公式求出烟气释放热2）根据条件选定H（抬升高度）的计算式并计算H3）计算有效源高H=H+Hs（几何高度）4）确定大气稳定度2）计算最大着地浓度：根据H计算x、xmax、y，最后计算max第五章 颗粒污染物控制技术基础第六章 除尘装置一、简介1）颗粒污染物按粒径分类：TSP（总悬浮颗粒）、PM2.5、PM10。2）对煤进行洗
9、选，剔除其中的矿物等杂质是对燃煤颗粒物的源头控制。3）除尘器的分类：机械除尘器（包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器）、电除尘器、过滤式除尘器（包括袋式除尘器、滤料式除尘器）、湿式除尘器。4）多级除尘器串联后的总除尘效率（T）： T = 1 - （1 1）（1 2）（1 3）（1 n）二、机械除尘器 1）机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力、离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置。 2）重力沉降室：指通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的沉降装置。含尘气流进入重力沉降室，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。设计模式有层流式和湍流式。 提高沉降室
10、除尘效率的主要途径：1）降低沉降室内的气流速度、2）增加沉降室长度、3）降低沉降室高度。 重力沉降室优点：结构简单、投资少、压力损失少、维修管理容易。 重力沉降室缺点：体积大、效率低、去除范围仅限于较大较重的粒子。 3）惯性除尘器：在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。 4）旋风除尘器：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。 特点：结构简单、应用广泛、种类繁多 工作原理：含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋
11、转，最后经排出管排出，而尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 影响旋风除尘器效率的因素：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量。三、电除尘器： 电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。具有干式和湿式两类。 区别在于分离力（主要指静电力）直接作用在粒子上，而非整个气流 优点：压力损失小，耗能小，处理烟气量大，对细粉尘具有良好的捕集效率，可在高温或强腐蚀环境下作业。 电除尘器工作的四个阶段：悬浮粒子荷电、带电粒子在电场内的迁移与捕集，将捕集物
12、从集尘表面上清除（即荷电、迁移、捕集、清灰四个过程） 干式电除尘器清灰主要依靠振动、湿式电除尘器则是利用基板表面的水膜流动。四、湿式除尘器： 湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使粒径增大的装置。 优点：结构简单、造价低、占地面积小、操作及维修方便、净化效率高 可以处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。 分类：重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。五、过滤式除尘器 过滤式除尘器，又称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置。 1）袋式除尘器： 袋
13、式除尘器的特点：效率高、性能稳定可靠、操作简单。 影响袋式除尘器的除尘效率的因素：清灰程度（清灰程度要适量，过勤破坏颗粒初层使去除率下降，不勤使颗粒物累计阻力增大处理量减小且效率也降低。）、气布比（即过滤速度，定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，高滤速时投资小压力损失增大。） 滤料分类：材质（天然纤维、无机纤维、合成纤维）、结构（滤布、毛毡） 袋式除尘器的清灰方式：机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰 2）颗粒层除尘器（滤料式除尘器） 颗粒层除尘器是利用颗粒状物料作填料层的一种内部过滤式除尘装置。 优点：耐高温、耐腐蚀、耐磨损、除尘效率高、维修费用低六、除尘器的选择与发展 除尘设备的发展（5各方面）：1、 除尘设备趋向高效率2、 发展处理大烟气量的除尘设备3、 注重研究提高现有高效除尘器的性能4、 发展新型除尘设备5、 重视除尘机理与理论方面的研究第七章 气态污染物控制技术基础一、气体扩散 扩散分类：分子扩散、湍流扩散二、气体吸收 1、吸收机理 双模理论三、气体吸附： 1、物理吸附的特征： 1）吸附质与吸附剂间不发生化学反应 2）吸附过程极快，认为瞬间达到平衡 3）吸附是放热的 4）吸附力不强，降压或升温时发生溢出但不改变
