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1、本课程的主要内容： 大气污染基础知识：大气污染，污染源，污染物等； 洁净燃烧技术：燃料、燃烧、燃烧设备的基础知识， 污染物形成机制，脱硫和低NOx燃烧技术； 烟气排放：烟气扩散因素，污染物浓度的计算，烟云 抬升高度，烟囱高度计算； 颗粒状污染物控制技术：除尘； 气态污染物控制技术：脱硫脱氮、含氟废气、有机废 气； 工业通风技术：集气罩、通风机、净化系统保护等。 大气污染控制技术11 绪论 使用的教材及参考书： 教材： 李广超、傅梅绮主编大气污染控制技术，化学 工业出版社，2010年 参考书： 郭静、阮宜纶主编大气污染控制技术； 郝吉明、马广大 主编大气污染控制工程； 钟秦主编燃煤烟气脱硫脱硝技
2、术及工程实例； 何争光主编大气污染控制工程及应用实例； 黄学敏主编 大气污染控制工程实践教程； 孙克勤主编 火电厂烟气脱硫系统设计、建造及运行。 大气污染控制技术21 绪论 1.1大气与大气污染 1.1.1大气和空气 大气环绕地球全部空气的总和（ISO ） 环境空气暴露在人群、植物、动物和 建筑物之外的室外空气。 注：大气范围更大，环境空气范围小。 环境工程中所说的大气是指环境空气。 大气污染控制技术31 绪论 1.1.2大气圈及其垂直结构 大气圈：受地心吸引随地球旋转的大气（自然地理学 定义）。 大气圈层界定为12001400km。1400km以外空气非 常稀薄，是宇宙空间。 根据大气温度垂
3、直分布特点，垂直运动，世界气象组 织将大气分为五层： -对流层 -平流层 -中间层 -暖层 -散逸层 大气污染控制技术41 绪论 1）对流层 最接近地面,平均厚度约12千米,占大气总质量的90。 对流层特点： 高度温度 原因：不能直接吸收太阳辐射，吸收地面热辐射。 空气对流。垂直对流温度下高，上低；水平对流 陆海、不同地区温差。 温度、湿度等要素水平分布不均匀。 气流运动，水蒸气、尘埃、微生物等有毒物质化学过程 十分活跃；气团冷热变化，雨、雪、雹等气象现象。 通常大气污染层，影响人类，特别12km近地层。 大气污染控制技术51 绪论 2）平流层 对流层上面。距地面5060km。空间大，密度 低
4、，占大气总质量的5。 平流层的特点: 污染物在平流层中扩散速度慢，停留时间长 ，可达数十年； 大气温度随高度的增加而升高。 原因：含有臭氧，强烈吸收紫外线，形成显著 暖层，即臭氧层。 注：臭氧层防护太阳辐射和宇宙辐射。 大气污染控制技术61 绪论 3）中间层 平流层上，距地面8085 km。 没有臭氧吸收太阳紫外线，气温随高度增加迅速下降。 4）暖层 中间层顶，到800 km高度。 特点：气体密度低，宇宙射线作用下气体呈电离状态， 又“电离层”，温度随高度增加而上升。 电离层使无线电波返回地面，实现远距离通讯。 5）逸散层 大气外层，800 km以上高空。气体更加稀薄，距地面 愈远，气温愈高，
5、气体分子电离度愈大。 气体粒子（原子态的氧、氢、氦等）运动速度达12 km/S。气体粒子能克服地球引力而逸向星际空间。 大气污染控制技术71 绪论 1.1.3 大气组成 自然状态下大气组成：混合气体、水汽和悬浮微粒。 干洁空气：除去水汽和微粒的空气。 主要成分：N2、O2和Ar，99.96；次要成分不到 0.04，CO2、Ne、He、Kr等。 水汽含量随时间、地点、气象条件变化大，含量不多 ，影响天气变化。 自然大气的悬浮微粒岩石和土壤风化、火山爆发 、海水飞沫等，多数在大气底层。 空气中某种物质的含量远大于自然化学组成含量或空 气中出现自然化学组成中没有的成分，就构成污染。 水不被看作是空气
6、污染物。 大气污染控制技术81 绪论 1.1.4 大气污染及分类 1.大气污染定义 ISO大气污染：由于人类活动和自然过程引起某种物质 进入大气，呈现足够的浓度达到足够的时间，并因此而 危害了人体的舒适、健康和福利或危害了坏境的现象。 人类的活动生活和生产。 自然过程火山活动、山林火灾、海啸、土壤和岩石 风化及空气活动等。自净作用。 危害人体的舒适、健康影响正常生理机能，引起急 性病、慢性病以至死亡等； 福利与人类协调并共存的生物、自然资源以及财产 、器物等，如：粮食减产等。 大气污染控制技术91 绪论 2.大气污染的分类 按大气污染的范围分类： 局部地区大气污染 某工厂烟囱排气的直接影响；
7、区域性大气污染 工矿区、附近地区、整个城市受到污染； 广域性大气污染 城市、大工业地带污染； 全球性大气污染 S、N、C氧化物，氯氟烃化合物和飘尘增加，造成 跨国界的酸雨、温室效应、臭氧层破坏等。 大气污染控制技术101 绪论 根据污染原因和污染物组成分类： 煤烟型污染：燃煤工业排放的烟气、家庭炉灶等 燃煤设备排放的烟气。 我国大部分的城市污染属于此类型污染。 石油型污染：燃烧石油排放有害物质。 混合型污染：煤炭和石油在燃烧或加工过程中产 生的混合物污染大气。 特殊型污染：工业企业排放的特殊 气体，如：氯 气、硫化氢、氟化氢、金属蒸汽等引起大气污染 。 大气污染控制技术111 绪论 二温室效应
8、 CO2与、N2O、O3、氟氯碳、水蒸气等微量气 体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，却可以 吸收地面的长波辐射，引起全球气温升高的现象。 CO2是最主要的温室气体。 1产生原因 CO2急剧？矿物燃料大量燃烧，100亿t/年；大 面积森林消失。 甲烷 ？家畜饲养、生物质能利用、垃圾填埋等 。 氟里昂（CFCS）大量使用和排放，仅次于CO2。 2影响 海平面上升；气候带的移动；农业生产；人类健康； 生物多样性。 大气污染控制技术121 绪论 三臭氧层破坏 1臭氧层及臭氧空洞 平流层中有一个O3浓度达10ppm的小圈层。 臭氧层作用：极强的吸收紫外线达99%。 科学监测表明：1969年以来，北
9、半球冬季臭氧层臭 氧含量平均减少3%5%； 南极上空每年在9至10月臭氧层中的臭氧含量平均 减少50%，周期性出现臭氧层空洞。 原因：超音速飞机在平流层内排放大量NOx； 大量生产和使用CFCS为代表的氯氟化合物。 大气污染控制技术131 绪论 臭氧层破坏 v臭氧分子吸收紫外线分解为一个氧气分子和 一个氧原子： v氧气分子可以吸收紫外线分解为两个氧原子 ： v氧气分子和氧原子可以合并生成臭氧分子， 吸收更多的紫外线： 大气污染控制技术141 绪论 v上述反应过程吸收了99的来自于太阳的紫外 线。 v氟氯烃（CFCs）很大程度上导致了平流层臭氧 的减少。 v都造成臭氧减少。 大气污染控制技术15
10、1 绪论 3危害 提高皮肤癌和白内障发病率； 抑制人体免疫系统； 加速全球变暖农作物减产、破坏海洋生态系统等 。 4保护措施 控制消耗臭氧层的化学物质。 例如：停止生产和使用国际协议规定的氯氟烃等受 控物质。 1993年2月，中国政府批准了中国消耗臭氧层物 质逐步淘汰方案，确定在2010年完全淘汰消耗 臭氧层物质。 大气污染控制技术161 绪论 四酸雨 1酸雨 SOx或NOx在大气中经过复杂的化学反应，形成 硫酸或硝酸气态胶，或为云、雨雪、雾捕捉吸收 ，降到地面成为酸雨。 酸雨：被大气中存在的酸性气体污染，pH值小于 5.60的降水。 全球有三大块酸雨区：西欧，北美和东南亚。 我国酸雨区：长江
11、以南青藏高原以东地区以及四 川盆地。 大气污染控制技术171 绪论 2成因 SO2与NOx是造成雨水酸化最主要污染物。 自然物质：火山喷发，水域自然释放H2S， 动植物分解产生有机酸，土壤微生物释放 H2S。 人为物质：燃料燃烧SO2、NOX及悬浮固 体物大气环境，光化学反应硫酸、硝酸 等。 大气污染控制技术181 绪论 3危害 土壤、岩石中有毒金属元素溶解河川或湖泊鱼 类大量死亡； 水生植物和酸化水灌溉农作物，累积有毒金属，经 食物链进入人体，影响人类健康； 土壤中矿物质大量流失植物无法获得充足的养分 枯萎、死亡； 湖泊酸化，改变生态系，湖中生物死亡，变成死湖 ； 酸雨腐蚀建筑物、公共设施、
12、古迹和金属物质。 由于酸性物质的大气输送特性，酸雨是全球性问题 。 大气污染控制技术191 绪论 4酸雨控制措施 根本途径减少酸性物质排放。 限制高硫煤(2.4%4.0%) 的开采与使用，使 用固硫型煤，使用锅炉固硫、脱硫除尘新技术 ，使用干净能源（风、太阳能、地热等）； 重点治理火电厂SO2污染，发展水力和核电站 ； 烟道气脱硫脱氮； 发展内燃机代用燃料，机动车安装尾气催化净 化器，培植耐酸雨农作物和树种等。 大气污染控制技术201 绪论 许多污染物的排放在世界上都位居前列。 二氧化硫2001年排放1947.8万吨居世界第 一位； 消耗臭氧层物质排放量居世界第一位； 二氧化碳排放量约31.9
13、亿吨，仅次于美国 （54.7亿吨，占全世界排放总量的24%） ，居世界第二位，占全世界排放总量的 14%。 专家研究我国COD排放量也居世界前列 。大气污染控制技术 211 绪论 1.2 大气污染源和大气污染物 1.2.1 大气污染源及分类 大气污染源：通常指向大气中排放出各种污染 物的生活或生产过程、设备、场所等，也称人 为污染源。 地球上分自然过程排放源和人类活动排放源。 在大气污染防治中，主要研究和控制的 对象是人为污染源。 人类活动排放源： 燃料燃烧；工业生产过程；交通运输，又 称为流动源；农业施用化肥、农药。 大气污染控制技术221 绪论 1. 存在形式划分：固定污染源、移动污染源。
14、 2.污染物排放方式划分：高架源:垂直高度15m排气筒排 放，排放量比较大；面源:多个垂直高度15m排气筒集合 构成区域性污染源；线源:移动污染源，汽车在街道上行驶 造成的线状污染。 3.污染物排放时间划分：连续源:污染物连续排放源，如: 造纸厂排放制桨蒸煮废气的排气筒；间歇源:间歇排放污染 物，如取暖锅炉烟囱；瞬时源:排放时间短暂，如工厂的事 故排放。 4.污染物产生类型划分：工业污染源；生活污染源；交 通污染源。 污染源的划分方法 大气污染控制技术231 绪论 1.2.2 大气污染物 大气污染物（ISO）：由于人类活动或自然过程排 入大气的并对人或环境产生有害影响的物质。 根据存在状态分：
15、气溶胶态污染物和气态污染物。 1.气溶胶状态污染物 气溶胶（环境科学定义）：沉降速度可以忽略的固 体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中 的悬浮体。 一次气溶胶：指从排放源排出的微粒，如从烟囱排 出的烟粒、风刮起的灰尘以及海水溅起的浪花等； 二次气溶胶：指从排放源排放的气体，经过某些化 学过程所形成的微粒，如锅炉排放出的H2S和SO2 气体，经过大气氧化过程，最终转化为硫酸盐微粒 。 大气污染控制技术241 绪论 从大气污染控制角度，主要分为： 1）粉尘 悬浮于气体介质中的细小固体粒子。 形成：固体物质在破碎、分级、研磨等机械过 程或土壤、岩石风化等自然过程中。 粉尘粒径一般在l200m之间。 降尘:10m的粒子，靠重力能在较短时间内 沉降到地面； 飘尘:10m的粒子长期在大气中飘浮。 2）飞灰 指由燃料燃烧产生的烟气带走的灰分中分散的 较细的粒子。灰分系含碳物质燃烧后残留的固 体残渣，如粉煤灰。 大气污染控制技术251 绪论 3）烟 由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶。 生产过程中有各类化学反应，其熔融物质挥发 后生成的气态物质冷凝时生成各种烟尘。
