大气污染复习资料

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1、1大气污染是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，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适，健康和福利或危害 了生态环境。 大气污染分为：局部地区污染，地区性污染，广域污染，全球性污染。 全球性大气污染问题目前主要包括温室效应，臭氧层破坏和酸雨三大问题。 温室效应：使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射， 由此引起全球气温升高的现象。 酸雨的形成主要是因化石燃料燃烧和汽车尾气的排放，酸雨的 pH5.6. 大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物， 气体状态污染物。 气溶胶状态污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组

2、成的系统称为气溶 胶。在大气污染中，气溶胶粒子是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。 从大气污染控制的角度，按照气溶胶粒子的来源和物理性质，可将其分为如下 几种：1.粉尘（粉尘是指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生 沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态）2.飞灰（飞灰是指随燃烧产生的烟气 排除的分散得较细的灰分）3.总悬浮颗粒（是指悬浮在空气中，空气动力学当 量直径=100um 的颗粒物）4.可吸入颗粒物 PM10：指能悬浮在空气中，空气动 力学当量直径=10um 的颗粒物。 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。 一次污染物是指直接从污染源

3、排到大气中的原始污染物；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。 大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。 按污染源的空间分布可分为：1.点源，即污染物集中于一点或相当于一点的小 范围排放源；2.面源：即在相当大的面积范围内有许多个污染物排放源。 根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源又可概括为三大方面：燃 料燃烧，工业生产和交通运输。前两类统称为固定源，交通运输工具称为流动 源。 环境空气质量控制标准的种类和作用：1.环境空气质量标准环境空气质量 标准是以保护生态环境和人群健康的基

4、本要求为目标，而对各种污染物在环境 空气中的允许浓度所作的限制规定。它是进行环境空气质量管理、大气环境质 量评价及制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据。2.大气污染物 排放标准大气污染物排放标准是以实现环境空气质量标准为目标，对从污 染源排入大气的污染物浓度（或数量）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。3.大气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申出来的辅助标准。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环境空气质量 不致恶化或

5、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。 我国的环境空气质量标准规定了 SO2、总悬浮颗粒物（TSP） ，可吸入颗粒 物（PM10） 、NO2，CO ，O3，铅(Pb)，苯并芘和氟化物(F)共九种污染物的浓度 限值。该标准根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级：一级标2准为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影 响的空气质量要求。二级标准为保护人群健康和城市，乡村的动、植物， 在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。三级标准为保 护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）正常生长的空 气质量要求。该标准将环境

6、空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、 风景名胜区和其他需要特殊保护的地区；二类区为城镇规划中确定的居住区、 商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。目前计入空气污染指数的项目定为：可吸入颗粒物（PM 10） 、SO2、NO2、CO 和 O3。 燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量（光和热）的释放，同时 使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。 燃料完全燃烧的条件：空气条件，温度条件（着火温度） ，时间条件，燃料与空 气的混合条件（燃料和空气中氧的充分混合是有效燃烧的基本条件） 单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量。(建立 燃

7、烧化学方程式时，假定 VN2：VO2=3.78，SSO2 ，NN2 ，OH2O ) P40把实际空气量 V a与理论空气量 Va0之比定义为空气过剩系数 a。 空燃比定义为单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它可以由燃烧方程式直接 求得。 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积 Vfg0。烟 气成分主要是：二氧化碳，二氧化硫，氮气和水蒸气。干烟气湿烟气。 理论水蒸气体积是由三部分构成的：燃料中氢燃烧后生成的水蒸气体积，燃料 中所含的水蒸气体积和由供给的理论空气量带入的水蒸气体积。 标准状况下 的烟气体积 VN :( VN*PN*Ts=Vs*Ps*TN ) 黄铁矿是煤中最普遍

8、的汞载体，汞也以硒化物形式存在，或者以有机汞的形式 存在。燃煤烟气中汞有三种形态：与颗粒物结合的汞 Hg p，单质汞 Hg0和二价 的气态汞 Hg2+。煤中汞的析出率与燃烧条件有关。煤炭燃烧和有色金属冶炼是 最主要的人为汞排放源，分别占 41%和 40%。 斯托克斯直径 d s：为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度速度相等的圆 球直径。 空气动力学当量直径 d a：为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度 （1g/cm3）的圆球的直径。 个数频率：为第 i 间隔中的颗粒个数 n i 与颗粒总个数 n i 之比（或百分比） 。 个数筛下累积频率：为小于第 i 间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒

9、总个数之 比（或百分比） 个数筛上累积频率 个数频率密度：为单位粒径间隔（即 1um）时的频率。 P 129131 P 138139 粉尘的安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥 体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称为安息角或堆积角等，一般为335 度55 度。 粉尘的滑动角：是指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板作倾斜运动时，粉 尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为 40 度55 度。天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷（正电荷或负电荷） ，也有中性的。 粉尘荷电后，将改变其某些物理特性，如凝聚性，附着性及其在气体中的稳定 性等，同时对人体的危害

10、也将增强。粉尘带的电荷随温度增高，表面积增大及 含水率减少而增加，还与其化学组成有关，粉尘的荷电在除尘中有重要作用。 粉尘的导电机制有两种，取决于粉尘，气体的温度和组成成分。在高温（一般 在 200 以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行， 这种本体导电占优势的粉尘电阻率称为体积电阻率。在低温（一般在 100 以下） 范围内，粉尘的导电主要靠粉尘表面吸附的水分其他化学物质中的离子进行， 这种表面导电占优势的粉尘电阻率称为表面电阻率。 粉尘的自燃是指粉尘在常温下存放过程中自然发热，此热量经长时间的积累， 达到该粉尘的燃点而引起燃烧的现象。 引起粉尘自然发热的原因有：1.氧化

11、热 2.分解热 3.聚合热 4.发酵热 粉尘的爆炸性：爆炸是指可燃物的剧烈氧化作用，在瞬间产生大量的热量和燃 烧产物，在空间造成很高的温度和压力，故称为化学爆炸。可燃物包括可燃粉 尘，可燃气体和蒸汽等，引起可燃物爆炸必须具备的条件有两个：一是由可燃 物与空气或氧构成的可燃混合物达到一定的浓度范围，二是存在能量足够的火 源。 （浓度上限浓度下限） 处理气体流量：是代表装置处理气体能力大小的指标，一般以体积流量表示。 P 151163、165（漏风率，通过率，分级除尘效率，分级效率与总除尘效率之 间的关系，多级串联运行时的总净化效率，斯托克斯阻力定律，弛豫时间，重 力沉降，离心沉降，静电沉降、 、

12、 、 ） ？ 流体阻力：形状阻力，摩擦阻力。 净化效率：是表示装置净化污染物效果的重要技术指标。 净化总效率：是指在同一时间内净化装置去除的污染物数量与进入装置的污染 物的数量之比。 除尘器据主要除尘机理分：机械除尘器，电除尘器，袋式除尘器，湿式除尘器。重力沉降室模式：层流式，湍流式 P172173 提高沉降室除尘效率的主要途径是：降低沉降室内的气流速度，增加沉降室长 度或降低沉降室高度。 为使沉降室捕集直径更小的粒子，降低沉降室的高度是一种实用的方法。 P 175178 ， P 180182 影响旋风除尘器效率的因素有：二次效应，比例尺寸，烟尘的物理性质和操作 变量。 比例尺寸：高效旋风除尘

13、器的各个部件都有一定的尺寸比例，某个比例关系的 变动，能影响旋风除尘器的效率和压力损失。 在相同的切向速度下筒体直径 D 越小，粒子受到的惯性离心力越大，除尘效率 越高，但若筒体直径过小，粒子容易逃逸，使速率下降。另外，锥体适当加长， 对提高除尘效率有利。 排出管直径越小分割直径越小，即除尘效率越高。但排出管直径太小，会导致4压力降的增加，一般去排出管直径 d=(0.40.65)D 。 烟尘的物理性质影响旋风除尘器的效率，包括气体的密度和黏度，尘粒的大小 和相对密度，烟气含尘浓度等。 旋风除尘器按进气方式分：切向进入式（直入式和蜗壳式） ，轴向进入式；按气 流组织分：回流式，直流式，平旋式，旋

14、流式电除尘器的优点：1.压力损失小，一般为 200500Pa ; 2.处理烟气量大，可达 （105 106）立方米每小时；3.能耗低，大约为 0.20.4kWh/(1000m3)；4.对细粉 尘有很高的捕集效率，可高达 99% ；5.可在高温或强腐蚀性气体下操作。 电除尘器的工作原理;(P190191)其原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内 迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除三个基本过程。高压直流电晕是 使粒子荷电的最有效办法。 影响电晕特性的因素：电极的形状，电极间距离，气体组成，压力，温度，气 流中要捕集的粉尘的浓度 ，粒度，电阻率以及它们在电晕极和集尘极上的沉积 率。 粒子荷电是

15、电除尘过程的第一步。在除尘器电晕电场中存在两种截然不同的粒 子荷电机理。一种是离子在静电力作用下作定向运动，与粒子碰撞而是粒子荷 电，称为电场荷电或碰撞荷电。另一种是由离子的扩散现象而导致的粒子荷电 过程，称为扩散荷电，这种过程依赖于离子的热能，而不依赖于电场。 影响电场荷电的因素：影响电场荷电的重要因素，对于粒子特性是粒径 d p 和 相对介电常数;对于电晕电场则是电场强度。 德意希公式及其推导过程 P198199 有效驱进速度：根据在一定的除尘器结构形式和运行条件下测得的总捕集效率 值，代入德意希分级效率方程反算出相应的驱进速度值，并称为有效驱进速度， 以 we表示。 集尘极清灰方法在湿式

16、和干式电除尘器中是不同的。在湿式电除尘器中，一般 是用水冲洗集尘极板，使极板表面经常保持着一层水膜，粉尘降落在水膜上时， 随水膜流下，从而达到清灰的目的。湿式清灰的主要优点是粉尘重新进入量小， 改进了电除尘器的操作，同时也可净化部分有害气体，如 SO2，HF 等。湿式清 灰的主要问题是极板腐蚀和污泥处理。在干式电除尘器中沉积的粉尘，由机械 撞击或电极振动产生的振动力所清除。 电除尘器的结构：电晕电极（对电晕线的一般要求是：起晕电压低，电晕电流 大，机械强度高，能维持准确的极间距离以及易清灰等） ，集尘极，高压供电设 备，气流分布板。 为了在电晕极和集尘极之间输送离子电流，沉积在集尘板表面的粉尘必须具有 一定的导电性。影响粉尘层电阻率的因素有粒子温度，粒子组成、大小、形状 等。 高电阻率粉尘将影响电除尘器操作和性能。高电阻率粉尘将会干扰电场条件， 并导致除尘效率下降。 克服高电阻率影响的方法：保持电极表面尽可能清洁；采用较好的供电系统， 烟气调质，以及发展新型电除尘器。 袋式除尘器的工