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1、第一章 概论1、 大气污染: 大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。2、 大气污染源的分类：大气污染按范围来分：（ 1）局部地区污染；（ 2）地区性污染；（3 ）广域污染；（4）全球性污染3、 大气污染物： 气溶胶状污染物：指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。分类：飘尘、可吸入颗粒物、PM 10（10m） TSP（16、 空燃比（AF）定义：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。7、 理论空气量的经验计算公式例：重油燃料成分分析结果如下（质量分数）：C
2、：88.3%；H：9.5% ；S ：1.6%；其他没QNzyxSOHCwSzyx 2278.4.340aV用试确定燃烧 1kg 重油所需要的理论空气量。解：以 1kg 重油燃烧为基础，则：质量/g 重油成分物质的量 /mol 理论需氧量/molC 883 73.58 73.58H 95 95 23.75S 16 0.5 0.5所以理论需氧量为（73.58+23.75+0.5）mol/kg =97.83mol/kg（重油）理论空气量为 97.834.78 = 467.63mol/kg即 467.6322.4/1000 = 10.47 /kg3Nm8、 理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所
3、生成的烟气体积称为理论烟气体积。以 Vfg0 表示，烟气成分主要是 CO2、SO2 、N2 和水蒸气。干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。Vfg0=V 干烟气 +V 水蒸气 9、 烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气其 T、P 总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为理想气体，故可应用理想气体方程。设观测状态下（Ts、Ps 下）：烟气的体积为 Vs，密度为 s 。标态下（ TN、PN 下）： 烟气的体积为 VN，密度为 N 。标态下体积为：标态下密度为：10、 过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论
4、烟气体积与过剩空气量之和。空气过剩系数为 = m-过剩空气中 O2的过剩物质的量设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以 O2形式存在，燃烧产物用下标 P 表示，假设空气只有 O2、N2,分别为 20.9%、79.1%，则实际需氧量=0.264N 2P理论需氧量 = 实际需氧量过剩氧量=0.264N 2P-O2P 所以（燃烧完全时）若燃烧不完全会产生 CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去 CO 氧化为 CO2所需的 O2 此时各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。例：CO2=10%、O2=4%、CO=1%，那么 N2=85%，则：18.)5.04(826.01SNSNVTPm1理 论 空 气 量
5、实 际 空 气 量PNCNmC2278.31P264.0PPCON5.2.12)(0gaffV11、 污染物排放量的计算：例：已知某电厂烟气温度为 473K，压力等于 96.93kPa，湿烟气量 =10 Vq400 /min，含水汽 6.25%(体积分数)。奥萨特仪分析结果是： CO2=10.7%，O2=8.2%，不3m含 CO。污染物排放的质量流量是 22.7kg/min。求：1.污染物排放的质量流量（以 t/d 表示） ；2.污染物在烟气中的浓度；3.燃烧时的空气过剩系数；4.校正至空气过剩系数 =1.4 时污染物在烟气中的浓度。解：1.质量流量换算： dtkgtdhkg/7.3210.2
6、4min60i7.22.干烟气量： min/95i/)5.1(43,qdV在干烟气中的浓度： 336/2.8/970.2gg换算成标态： ：33/0.417/243.6512.38 mmTpNN3.空气过剩系数（同上）4.根据近似推算校正： 4.1实实折 12、 燃烧时降低 SO3 及其酸雾生成量的方法：（1）降低炉膛中的空气过剩系数；（2）不要用 Fe、V 等金属作受热面；（3）及时清理受热面的燃料灰；（4）炉膛内温度越高越好。第三章 污染气象学基础知识1、 影响大气污染的主要气象要素气象要素（因子）：表示大气状态的物理量和物理现象。主要有：气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能见度、降水、
7、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。（1 ） 气温：指距地面 1.5m 高处百叶箱中的空气温度。 （2）气压（3 ） 气湿：表示空气中水汽含量的多少。例：已知大气压力 p=101 325Pa，气温 t=28，相对湿度 =70%，确定空气的含湿量、水汽体积分数。解：查表得 t=28时饱和水汽压 =3 746.5Pa，Vp则空气含湿量 （干空气）kgpdV /0165.374.012566.062.0 工程含湿量 （干空气）30 /2.6.84.84. NV mk水汽体积分数 %59.0214.8.103257.84.0 dpW（4 ） 风向和风速：风从东方来称东风；风往北吹称南风。若
8、用 F 表示风力等级，则风速u（km/h）为：u3.02 3F（5 ） 云：形成的基本条件：水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境。国外云量与我国云量间的关系，国外云量1.25=我国云量。 总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。 （6 ）能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离（m，Km） 。表示大气清洁、透明的程度。雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。 2、 气温的垂直变化干绝热直减率 d： 干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。根据计算，得到 d 约为 0.98/100m，近似 1/100m 。 pi
9、cgdzT负号“”表示气块在干绝热上升过程中温度随高度的升高而降低，若不计高度、纬度影响，取 g=9.81m/s2，C P=1004.8J/(KgK)则 d=0.98K/100m 1K/100m。表示干空气在作干绝热上升（或下降）运动时，每升高（或下降）100m，温度降低（或升高）1。3、 温度层结类型（1 ）温度随高度的增加而降低（Z t） ，且 正常分布层结，或递减层结。 d（2 ）温度梯度等于或近似于 1/100m，即 ，称中性层结。 （3 ）温度不随高度变化， 称为等温层结。0（4 ）温度随高度增加而升高（Z t ） ， 称为逆温层结。 04、 大气的稳定度：污染物在大气中的扩散与大气
10、稳定度有密切关系。 （1 ）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。（2 ）分类：如果一空气块受到外力的作用，产生了上升或者下降的运动，当外力消除后，可能发生三种情况：气块减速并有返回原来高度的趋势，此时大气是稳定的。气块加速上升或下降，此时大气是不稳定的。气块停留在外力消失时所处的位置，或者做等速运动，这时大气是中性的。（3 ）判别: 时，气块的加速度与其位移方向相同，大气不稳定；d时，相反，大气稳定； 时，大气是中性的。d5、 逆温：温度随高度的增加而增加。某一高度上的逆温层像一个盖子一样阻碍着气流的垂直运动，所以也叫阻挡层。由于污染的空气不能穿过逆温层，而只能在其
11、下面积聚或扩散，所以可能造成严重污染。逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：辐射逆温（较常见） ；下沉逆温；平流逆温；湍流逆温；5.封面逆温。6、 辐射逆温由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。在晴朗无云、风速不大的夜间，地面辐射冷却很快，贴近地面的气层冷却最快，较高的气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层，即辐射逆温。以冬季最强7、 五种典型烟流和大气稳定度（1 ）波浪型 ro ，rrd 很不稳定 （2 ）锥型：r o ，r = rd 中性或稳定（3 ）扇型：r o ，rrd 稳定（4 ）屋脊型：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：r
12、o ，rrd 不稳定;在排出下方；ro ，rrd，大气处于稳定状态。 （5 ）熏烟型：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：ro，rrd，大气处于稳定状态；8、 大气的运动和风水平气压梯度力是引起大气运动的直接动力。海陆风：白天，由于太阳辐射，陆地升温比海洋快，低空大气由海洋流向陆地，形成海风，高空大气形成反海风，同陆地上的上升气流和海洋上的下降气流形成了局地环流。在夜晚，陆地降温比海洋快，同理形成相反的环流。山谷风：白天，太阳先照射到山坡上，使山坡比谷地温度高，形成了由谷地吹向山坡的谷风，高空形成了反谷风。同山坡上的上升气流和谷地上的下降气流形成了局地环流。在夜间，山坡比谷地冷却得快，同理形成
13、相反的环流。城市热岛环流：产生城乡温度差异的主要原因是：城市人口密集、工业集中，使得能耗水平高；城市的覆盖物热容量大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢，使低层空气冷却变缓；城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，使地面有效辐射减弱。第四章 大气扩散浓度估算1、 有效源高 烟囱的有效高度 H（烟轴高度，它由烟囱几何高度 Hs 和烟流（最大）抬升高度 H 组成，即 H=Hs+H） ，要得到 H，只要求出 H 即可。H ：烟囱顶层距烟轴的距离，随 x 而变化的。（1 ）烟气抬升：烟气从烟囱排出，有风时，大致有四个阶段: a）喷出阶段；b）浮升阶段；c） 瓦解阶段；d）变平阶段：（2 ）烟云抬升的原因有两个
14、：是烟囱出口处的烟流具有一初始动量（使它们继续垂直上升） ；是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。这两种动力引起的烟气浮力运动称烟云抬升，烟云抬升有利于降低地面的污染物浓度。 （3 ） 影响烟云抬升的因素：影响烟云抬升的因素很多，这里只考虑几种重要因素： 1）烟气本身的因素 ：a）烟气出口速度（Vs ）：决定了烟起初始动力的大小； b）热排放率（Q H）烟囱口排出热量的速率。Q H 越高烟云抬升的浮力就越大，大多数烟云抬升模式认为 ，其中 =1/41，常取 为 2/3。c）烟囱几何高度（看法不一）有人认为有影响： 32s；有人认为无影响。 2）环境大气因素：a）烟囱出口高度处风速越大，抬升高度
15、愈低；b）大气稳定度：不稳时，抬升较高；中性时，抬升稍高；稳定时，抬升低。c）大气湍流的影响：大气湍流越强，抬升高度愈低。3）下垫面等因素的影响。我国国家标准中规定的公式例：某城市火电厂的烟囱高 100m，出口内径 5m。出口烟气流速 12.7m/s，温度 140，流量 250 /s。烟囱出口处平均风速 4m/s，大气温度 20，当地气压 978.4hPa，确定烟3m气抬升高度及有效源高。解：烟气热释放率 kWkTQpsVa 24875314025.9783.035.0H 查表得系数（ 城区） ，求得烟气抬升,1kWH 3/,/1,.2nn高 度： muns 9.04102487530. 13/23/1021 有效源高： m9.).(3、 高斯扩散模式的
