大气污染控制工程

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1、1第一章 概 论11 大气污染和大气污染物一 大气的组成及大气污染1大气（1）大气的定义：下垫面（即地球表面）0m 20003000km 包含的气体（2）大气的质量：5.310 15T（3）空气：小区域的大气2大气的组成恒定组分：氮 N2（78.09%） 、氧 O2（20.95%） 、氩 Ar、氖 Ne、氦 He、氪 Kr、氙 Xe 等组成比例 90km 以下基本保持不变（由于空气的垂真运动、水平运动以及分子扩散）可变组分：CO 2、O 3、H 2O（ 0.026%）随时间、地点、气象条件等不同而变化（例如，CO 2 来源于燃料的燃烧、有机体的腐解以及动植物的呼吸等，从总量上来讲，夏天冬天，陆

2、地海洋，城市乡村，在大工业城市 CO2 含量高达 0.050.07%）不定组分：由自然因素和人为因素形成的气态物质和悬浮颗粒例如，NO 2 自然因素：雷雨时产生；人为因素：燃料的燃烧SO2 自然因素：火山和温泉的排出物；人为因素：燃料的燃烧关系： 恒定组分 + 可变组分 = 纯净大气纯净大气 H2O = 干洁大气3大气污染（1）定义；大气污染系指由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中，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舒适，健康和福利或危害了环境。（2）形成过程：所谓人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动，如做饭、取暖、交通等。自然过程，包括火山活动、山林火灾、

3、海啸、土壤和岩石的风化及大气圈中空气运动等。一般说来，由于自然环境所具有的物理化学和生物机能(即自然环境的自净作用) ，会使自然过程造成的人气污染，经过定时间后自动消除(即使生态平衡自动恢复) 所以可以说，大气污染主要是人类活动造成的。二 大气污染源及污染物的种类1大气污染源（1）燃料的燃烧：冬季取暖煤烟型污染（2）工业生产过程：如冶金过程形成的烟（3）交通运输：汽车废气、扬起的尘土（4）自然灾害：火山喷发、流星燃烧产生宇宙灰尘。2大气污染物（1）定义：大气污染物系指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那些物质。（2）种类：按其存在状态可概括为二大类：气溶胶状态污染物，气

4、体状态污染物气溶胶状态污染物在大气污染中，气溶胶系指固体粒子，液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。从大气污染控制的角度，按照气溶胶的来源和物理性质，可将其分为如下几种：a 粉尘(dust) ：粉尘系指悬浮于气体介质中的小固体粒子，能因重力作用发生沉降，但在某一段时间内能保持悬浮状态它通常是由于固体物质的破碎、研磨、分缎、输送等机械过程，2或土壤，岩石的风化等自然过程形成的。粒子的形状往往是不规则的。粒子的尺寸范围，在气体除尘技术中，一般为 1200m 左右属于粉尘类的大气污染物的种类很多，如粘土粉小，石英粉尘、煤粉、水泥粉尘、各种金属粉尘等在大气污染控制中，还根据大气中的粉尘(或烟尘) 颗粒的

5、大小，将其分为飘尘、降尘和总悬浮微粒飘尘：飘尘指大气中粒径小于 lOm 的固体颗粒它能较长期地在大气中飘浮，有时也称浮游粉尘降尘：降尘指大气中粒径大于 lOm 的固体颗粒。在重力作用下它可在较短时间内沉降到地面。总悬浮微粒(TSP)：总悬浮微粒系指大气中粒径小于 100m 的所有固体颗粒b 烟(fume)：烟一般系指由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶。 它是由熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物，在生 成过程中总是伴有诸如氧化之类的化学反应。烟的粒子尺寸很小，一般为 0.01 一 lm 左右。产生烟是一种较为普遍的现象，如有色金属冶炼过程中产生的氧化铅烟、氧化锌烟，在核燃料后处理厂中的氧化钙烟等

6、。c 飞灰(flyash)：飞灰系指随燃料燃烧产生的烟气飞出 的分散得较细的灰分。d 黑烟(smoke)：黑烟一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶在某些情况下，粉尘、烟、飞灰、黑烟等小固体粒子气溶胶 的界限，很难明显区分开，在各种文献特别是工程中，使用得较混乱，根据我国的习惯，一般可将冶金过程或化学过程形成了固体粒子气溶胶称为烟尘；将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不需仔细区分时，也称为烟尘在其他情况，或泛指小固体粒子的气溶胶时，则通称粉尘。e 雾(fog)：是气体中液滴悬浮体的总称在气象中指造成能见度小于 lkm 的小水滴悬浮体。在工程中，雾一般泛指小液体粒子悬浮体，它可能是由于液体蒸汽的凝结

7、，液体的雾化及化学反应等过程形成的，如水雾、酸雾、碱雾、油雾等气体状态污染物气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物。气态污染物的种类很多，大部分为无机气体常见的有五大类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳氧化物、碳氢化合物及卤素化合物等，如表1-2 所示对于气态污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是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质。在大气污染中目前受到普遍重视的一次污染物主要有硫氧化物(SO x )

8、、氮氧化物(NO x)，碳氧化物(CO ，CO 2)以及碳氢化物(HC)等受到普遍重视的二次污染物主要是硫酸烟雾(Sulfurous smog)和光化学烟雾(Photochemicalsmog)。12 大气污染的综合防治措施一 大气污染综合防治的定义所谓大气污染的综合防治，实质上就是对多种大气污染控制技术方案的技术可行性、经济合理性、实施可能性和区域适应性等作最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施，达到整个区域的大气环境质量控制目标。二 大气污染综合防治的措施1.规划措施：全面规划、合理布局它的主要任务，一是解决区域的经济和社会发展和环境保护之间的矛盾；二是对已造成的3环境污染

9、和环境问题，提出改善和控制污染的最优化方案。因此，做好城市和大工业区的环境规划设计工作，采取区域性综合防治措施，是控制环境污染(包括大气污染) 的一个重要途径。现在我国及各工业国家都规定，在兴建大中型工业企业时，要先作环境影响评价，提出环境质量评价报告书，论证该地区是否建厂，应采取的环境保护措施，以及建厂后对未来环境可能造成的影响。2.管理措施：严格环境管理完整的环境管理体制是由环境立法、环境监测机构和环境保护管理机构三部分组成的。环境法是进行环境管理的依据，它以法律、法令、条例、规定、标准等形式构成一个完整的体系。环境监测是环境管理的重要手段，没有及时、准确和在主要环境领域内完善的监测网，要

10、进行有效的环境管理和监督是不可能的。环境保护管理机构是实施环境管理的领导者和组织者。我国的环境管理体制正在逐步建立和完善。1979 年公布了中华人民共和国环境保护法(试行) ，而后又相继制定了海洋环境保护法(1982 年) 、水污染防治法(1984 年)、森林保护法(1984 年 )、草原法 (1985 年)、大气污染防治法(1987 年)等法律，以及各种环境保护方面的条例、规定和标准。与此同时，从中央到地方以至各工业企业，也逐步建立了相应的环境保护管理机构及环境监测中心、站、点，为环境法的实施和严格环境管理提供了保证。3.技术措施(1)改革生产工艺，优先采用无污染的工艺，是防治环境污染的根本

11、途径。(2)严格生产工艺操作，选配合适的原材料，有利于减轻污染或对所产生的污染物进行处理。(3)合理利用能源，改革能源构成，改进燃烧设备和燃烧条件，是节约能源和控制大气污染的重要途径。(4)建立综合性工业基地，开展综合利用，使废气、废水、废渣资源化，减少污染物的总排放量。4.经济政策(1)保证必要的环境保护设施的投资。(2)对治理环境污染从经济上给予鼓励，如低息长期贷款，对综合利用产品实行利润留成和减免税政策。(3)贯彻“谁污染谁治理”的原则，并把排污收费的制度和行政、法律制裁措施具体化。一般分三种形式：排污收费，赔偿损失和罚款，追究行政责任以致刑事责任。5.高烟囱扩散稀释采用高烟囱扩散稀释的

12、方法，可以使大气污染物向更高、更广的范围扩散，减轻局部地区大气污染。因为，我们即使是采用最好的气体净化装置，其排气中总会含有少量有害物质，至少是其中惰性气体含量高、小含氧气，所以不能直接排到地面上。目前世界上很多国家都主要采用高烟囱扩散的方法防止 SO2 污染。但是，这种高烟囱扩散的方法，只能减轻局部地区大气污染，排放污染物绝对量并没有减少，而且烟囱越高造价越高(一般是烟囱的造价与其高度的平方成正比)，所以在实际工作中，还应根据各地区大气污染情况，确定合适的烟囱高度( 见第三章) ，同时控制污染物的总排放量。6.绿化造林绿化造林，不仅能美化环境，调节空气温度、湿度及城市小气候，保持水土，防风防

13、沙，而且在净化大气、减低噪声方面也有显著作用。7.安装废气净化装置在充分考虑环境规划、合理布局、改革燃料、原料及大气和绿地的自净能力的情况下，若污染物排放浓度(或排放量)或地面浓度仍达不到大气环境标准时，则必须安装废气净化装置。对污染源进行治理，安装废气净化装置，是控制大气环境质量的基础，也是实行环境规划等项4综合防治措施的前提。13 大气环境标准一 大气环境标准的作用执行环境保护法规、实施大气环境管理的科学依据和手段。二 大气环境标准的种类大气环境标准按其用途可分为，有大气环境质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准等。按其适用范围可分为，国家标准、地方标准和行业

14、标准。1大气环境质量标准大气环境质量标准系以保障人体健康和一定的生态环境为目标而对各种污染物在大气环境中的容许含量所作的限制规定。它是进行大气环境质量管理及制订大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，是环境管理部门的执法依据。2大气污染物排放标准大气污染物排放标准系以实现大气环境质量标准为日标，而对从污染源排入大气的污染物容许含量所作的限制规定。它是控制大气污染物的排放量和进行净化装置设计的依据，同时也是环境管理部门的执法依据。大气污染物排放标准可分为国家标准、地方标准和行业标准。3.污染控制技术标准大气污染控制技术标准是根据污染物排放标准引伸出来的，如燃料、原料使用标准，净化装置选用标准

15、，排气筒高度标准及卫生防护带标准等。它们都是为保证达到污染物排放标准而从某一方面作出的具体技术规定，目的是使生产、设计和管理人员容易掌握和执行。4警报标准大气污染警报标准是为保护大气环境不致恶化或根据大气污染发展趋势，预防发生污染事故而规定的污染物含量的极限值。超过这一极限值时就发出警报，以便采取必要的措施。警报标准的制订，主要建立在对人体健康的影响和生物承受限度的综合研究基础之上。【作业】课本 P27 习题第 1、2 、3、4 题第二章 燃烧与大气污染21 燃料及其燃烧的过程一 燃料1燃料的定义：燃料是指在燃烧过程中，能够放出热量，且在经济上可行的物质。应用于固定燃烧装置的主要燃料是煤，燃料

16、油和天然气等常规原料，以及统称为非常规燃料的多种其他原料。2燃料的分类：按获得方法分按物态分 天然燃料 人工燃料 固体燃料 木柴、煤、油页岩 木炭、焦炭、煤粉等 液体燃料 石油 汽油、煤油、柴油、重油 气体燃料 天然气 高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气 简介：煤煤是最重要的固体燃料，它是一种复杂的物质聚集体。煤的可燃成分主要是由碳，氢及少量的氧，氮和硫等一起构成的有机聚合物。煤中的有机成分和无机成分的含量，因煤的种类和产地的不同而有很大差别5石油石油是液体燃料的主要来源。原油是天然存在的易流动的液 体，比重在 0.78至 1.00 之间。它是多种化合物的混合物，主要 由链烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成。这些化合物主要含 碳和氢，还有少量的硫、氮和氧。天然气天然气是典型的气体燃料，它的组成一般为甲烷 85、乙烷 10、丙烷3；含碳更高的碳氢化合物也可能存在