大气污染全套课件

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1、大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第一章第一章第第1讲讲1.1 1.1 大气基本常识大气基本常识大气是人类和其他生命体赖以生存的物质基础，是自然环境的重大气是人类和其他生命体赖以生存的物质基础，是自然环境的重要组成部分。人类一刻也离不开大气，没有大气就没有地球上的生要组成部分。人类一刻也离不开大气，没有大气就没有地球上的生命，就没有生机勃勃的世界。命，就没有生机勃勃的世界。 “大气大气”和和“空气空气”从本质上来讲是一组同义词，所指的内容都从本质上来讲是一组同义词，所指的内容都是一样的。在环境保护中是一样的。在环境保护中: : (1) (1)对特定场所或区域，供人和动植物生存的气体称

2、为对特定场所或区域，供人和动植物生存的气体称为“空气空气”。 (2)(2)以大区域或全球性的气流为研究对象时，采用以大区域或全球性的气流为研究对象时，采用“大气大气”一词。一词。1.1.1 1.1.1 大气的组成大气的组成自然状态下的大气是由干洁的空气、水蒸气和各种悬浮固体杂自然状态下的大气是由干洁的空气、水蒸气和各种悬浮固体杂质组成。质组成。可分为：可分为： 恒定组分：恒定组分：O O2 2、N N2 2、氩、惰性气体。它们的比例在地球表面上氩、惰性气体。它们的比例在地球表面上 任何地方几乎是可以看作不变的。任何地方几乎是可以看作不变的。 可变组分：可变组分：COCO2 2、水蒸汽、水蒸汽、

3、O O3 3。它们在大气中的含量是随地区、它们在大气中的含量是随地区、 季节、气象、人类的活动的影响而发生变化。季节、气象、人类的活动的影响而发生变化。 第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林 不定组分不定组分: : 火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。 第二环境问题引起的：第二环境问题引起的：SOSOX X、NONOX X、CFCCFCS S、CHCHX X1.1.21.1.2大气圈的构成大气圈的构成一、结构一、结构对流层对流层平流层平流层中间层中间层暖暖层层外外层层二、特点二、特点1.1.对流层对流层

4、 （1 1）天气现象复杂多变。）天气现象复杂多变。 （2 2）气温随高度增加而递减，每上升）气温随高度增加而递减，每上升100100米降低米降低0.650.65。 （3 3）空气对流运动显著。）空气对流运动显著。 （4 4）温度、湿度水平方向分布不均匀。）温度、湿度水平方向分布不均匀。2.2.平流层平流层 （1 1）空气比较干燥，几乎没有水汽。）空气比较干燥，几乎没有水汽。 （2 2）下层气温基本不随高度变化，是一等温层，上层气温随高度）下层气温基本不随高度变化，是一等温层，上层气温随高度 升高而迅速上升。升高而迅速上升。 （3 3）空气几乎没有对流运动，大气透明性好，很难出现云雨雪等）空气几

5、乎没有对流运动，大气透明性好，很难出现云雨雪等 天气现象。天气现象。3.3.中间层中间层 气温随高度增加而迅速降低，对流运动强烈，垂直混合明显。气温随高度增加而迅速降低，对流运动强烈，垂直混合明显。4.4.暖层暖层 这一层空气稀薄，气体分子处于高度电离状态，故又称它为电离这一层空气稀薄，气体分子处于高度电离状态，故又称它为电离层。气体温度随高度增加而迅速上升。层。气体温度随高度增加而迅速上升。5.5.外层外层 是大气圈的最外层，空气极为稀薄，密度几乎与太空密度相同，是大气圈的最外层，空气极为稀薄，密度几乎与太空密度相同，空气粒子运动速度极高，可以摆脱地球引力逸散到太空中去，是大气空气粒子运动速

6、度极高，可以摆脱地球引力逸散到太空中去，是大气圈逐步过渡到星际空间的大气层。圈逐步过渡到星际空间的大气层。 1.2大气污染大气污染1.2.1 1.2.1 大气污染的概念与来源大气污染的概念与来源一、大气污染的定义一、大气污染的定义 所谓大气污染，通常是指由于人类活动和自然过程引起某些物所谓大气污染，通常是指由于人类活动和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，并因此危质进入大气中，呈现出足够的浓度达到了足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利，或危害了环境的现象。害了人体的舒适、健康和福利，或危害了环境的现象。 人类活动：人为因素，生产活动和生活活动，如做饭、取

7、暖、燃人类活动：人为因素，生产活动和生活活动，如做饭、取暖、燃 料燃烧、工业生产、交通运输、核试验等料燃烧、工业生产、交通运输、核试验等 自然过程：自然因素，自然过程：自然因素，包括火山爆发、山林火灾、海啸、土壤和包括火山爆发、山林火灾、海啸、土壤和岩石风化以及大气圈的空气运动等自然现象。岩石风化以及大气圈的空气运动等自然现象。二、大气污染的类型二、大气污染的类型局域性污染局域性污染局域性污染局域性污染地区性污染地区性污染地区性污染地区性污染广域性污染广域性污染广域性污染广域性污染全球性污染全球性污染全球性污染全球性污染煤烟型污染煤烟型污染石油型污染石油型污染混合型污染混合型污染按范围按范围按

8、范围按范围按按按按放放放放射射射射性性性性放射性污染放射性污染物理化学污染物理化学污染大气大气大气大气污染污染污染污染按特征按特征按特征按特征三、大气污染的来源三、大气污染的来源大大气污染源：气污染源： 向大气排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和向大气排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和生产过程。可以分为：生产过程。可以分为： 人为污染源人为污染源由人类的生活活动和生产活动形成的污染源。由人类的生活活动和生产活动形成的污染源。 天然污染源天然污染源由自然原因向环境释放的污染物。由自然原因向环境释放的污染物。 由于人类活动是导致大气污染的主要原因，所以在大气污染控制由

9、于人类活动是导致大气污染的主要原因，所以在大气污染控制工程中，主要研究对象是人为污染源。工程中，主要研究对象是人为污染源。 人为污染源主要来自以下四个方面：人为污染源主要来自以下四个方面：1.1.燃料燃烧燃料燃烧煤、石油、天然气等燃料的燃烧是向大气输送污染物的重要煤、石油、天然气等燃料的燃烧是向大气输送污染物的重要发生源。发生源。火力发电厂、钢铁厂、化工厂等工矿企业和各种工业窑炉的火力发电厂、钢铁厂、化工厂等工矿企业和各种工业窑炉的燃料燃烧，以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气环燃料燃烧，以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气环境排放大量污染物。境排放大量污染物。2.工业生产过程

10、工业生产过程石油化工厂、有色金属冶制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等石油化工厂、有色金属冶制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料制作成品的过程中，都会有大量各种类型的工业企业，在原材料制作成品的过程中，都会有大量的污染物质排入大气中。它们有的是原料，有的是产物，有的则的污染物质排入大气中。它们有的是原料，有的是产物，有的则是废气，其污染物种类多、数量大，是城市或工业区大气的主要是废气，其污染物种类多、数量大，是城市或工业区大气的主要污染源。污染源。3.3.交通运输交通运输汽车、飞机、火车和轮船等现代化交通工具排放的尾气污染汽车、飞机、火车和轮船等现代化交通工具排放的尾气污染物，

11、主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、含铅化合物、苯物，主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、含铅化合物、苯并（并（）芘等，是造成大气污染的一个重要来源。它们在阳光的照芘等，是造成大气污染的一个重要来源。它们在阳光的照射下，有的还可以发生光化学反应，生成光化学烟雾，严重影响射下，有的还可以发生光化学反应，生成光化学烟雾，严重影响人类健康。人类健康。从油箱和汽化器中挥发的汽油从油箱和汽化器中挥发的汽油从油箱和汽化器中挥发的汽油从油箱和汽化器中挥发的汽油碳氢化合物碳氢化合物20%从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体碳氢化合物碳氢化合物20%汽汽汽汽 车车车车 排

12、排排排 气气气气一氧化碳一氧化碳碳氢化合物碳氢化合物氮氧化物氮氧化物4.4.农业活动农业活动农业作为人类经济活动的第一产业，对环境必然产生一定的农业作为人类经济活动的第一产业，对环境必然产生一定的影响。农药及化肥的使用，对提高农业产量起着重大的作用，但影响。农药及化肥的使用，对提高农业产量起着重大的作用，但也给环境带来了诸多不利影响，致使施用农药和化肥的农业活动也给环境带来了诸多不利影响，致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源。成为大气的重要污染源。另外农业活动（水稻种植、养殖）温室气体的排放，浸水稻田另外农业活动（水稻种植、养殖）温室气体的排放，浸水稻田释放大量的甲烷气，潜在影响气

13、候变化。释放大量的甲烷气，潜在影响气候变化。喷洒农药喷洒农药此外此外, ,人为污染源还有以下分类方法人为污染源还有以下分类方法: :点源点源点源点源线源线源线源线源面源面源面源面源按位置按位置按位置按位置按按按按高高高高度度度度地面源地面源高架源高架源污染源污染源污染源污染源按时间按时间按时间按时间连续源连续源连续源连续源间断源间断源间断源间断源瞬时源瞬时源瞬时源瞬时源按按形形式式固定源固定源流动源流动源1.2.2大气污染物大气污染物一、大气污染物的概念与分类一、大气污染物的概念与分类大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人类健康

14、或环境产生有害影响的物质。类健康或环境产生有害影响的物质。大气污染物的种类繁多，目前常采取以下两种分类方法。大气污染物的种类繁多，目前常采取以下两种分类方法。（一）根据污染物的存在状态，可将其分为：（一）根据污染物的存在状态，可将其分为：1.颗粒污染物颗粒污染物2.气态污染物气态污染物颗粒污染物颗粒污染物颗粒污染物颗粒污染物黑黑黑黑烟烟烟烟雾雾雾雾TSPTSP飘飘飘飘尘尘尘尘降降降降尘尘尘尘粉粉粉粉尘尘尘尘烟烟烟烟飞飞飞飞灰灰灰灰 悬浮在大气中粒径悬浮在大气中粒径 小于小于100100 m m的各种颗的各种颗 粒物的总称。粒物的总称。粒径小于粒径小于10m的颗粒的颗粒状物质，能够在大气状物质，

15、能够在大气中长期飘浮。中长期飘浮。气态污染物气态污染物气态污染物气态污染物碳氧化合物碳氧化合物碳氧化合物碳氧化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物卤素化合物卤素化合物卤素化合物卤素化合物含硫化合物含硫化合物含硫化合物含硫化合物含氮化合物含氮化合物含氮化合物含氮化合物（二）根据污染物的形成过程，可将其分为：（二）根据污染物的形成过程，可将其分为： 1.1.一次污染物一次污染物 又称为原发污染物，是从污染源直接排放的原始污染物质，又称为原发污染物，是从污染源直接排放的原始污染物质，进入大气之后其物理性质和化学性质尚未发生改变。如二氧化硫、进入大气之后其物理性质和化学性质尚未发生改变。如二氧

16、化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物等。碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物等。 2.2.二次污染物二次污染物 又称为继发性污染物，是指一次污染物之间或一次污染物与又称为继发性污染物，是指一次污染物之间或一次污染物与大气中已有组分之间经过化学或光化学反应而生成的新污染物质。大气中已有组分之间经过化学或光化学反应而生成的新污染物质。如光化学烟雾和硫酸烟雾，都是典型的二次污染物。如光化学烟雾和硫酸烟雾，都是典型的二次污染物。二、主要大气污染物及其危害二、主要大气污染物及其危害1.1.颗粒物颗粒物 PMPM1515 PMPM1010 PM PM5 5 PM PM2.52.5 2.2.硫氧化物硫氧化物3.3

17、.氮氧化物氮氧化物4.4.碳氧化物碳氧化物5.5.碳氢化合物碳氢化合物6.6.光化学烟雾光化学烟雾7.7.硫酸烟雾硫酸烟雾 大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第一章第一章第第2讲讲1.3大气污染综合防治大气污染综合防治1.3.11.3.1国内外大气污染概况国内外大气污染概况一、国外大气污染概况一、国外大气污染概况 1.1.早期大气污染早期大气污染 属于煤烟型污染，主要是烟尘和二氧化硫污染。公害事件：马斯属于煤烟型污染，主要是烟尘和二氧化硫污染。公害事件：马斯河谷事件、伦敦烟雾事件、多诺拉烟雾事件。河谷事件、伦敦烟雾事件、多诺拉烟雾事件。 在这一时期，人们开发了大量的消烟除尘技术和脱硫

18、技术，试图在这一时期，人们开发了大量的消烟除尘技术和脱硫技术，试图治理工业排放引起的大气污染问题，但很被动，仅局限于控制污染物治理工业排放引起的大气污染问题，但很被动，仅局限于控制污染物排放浓度的的末端治理。排放浓度的的末端治理。2. 202. 20世纪世纪50-60 50-60 年代年代 主要是机动车污染或石油型污染。发达国家各类机动车数量主要是机动车污染或石油型污染。发达国家各类机动车数量迅速增加，石油类燃料消耗剧增，一氧化碳、氮氧化物、碳氢化迅速增加，石油类燃料消耗剧增，一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物排放量急剧上升，大气中飘尘、重金属、二氧化硫、一氧化合物排放量急剧上升，大气中飘尘、重金

19、属、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物普遍存在。碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物普遍存在。 这一时期，人们对光化学烟雾的产生机理和防治措施进行了这一时期，人们对光化学烟雾的产生机理和防治措施进行了大量的研究，开发了大量机动车尾气治理技术和低氮燃烧技术。大量的研究，开发了大量机动车尾气治理技术和低氮燃烧技术。然而直至今天，氮氧化物和碳氢化合物的排放引起的石油型污染然而直至今天，氮氧化物和碳氢化合物的排放引起的石油型污染仍未得到有效遏制。仍未得到有效遏制。 3.3.酸雨酸雨 酸雨最早出现在挪威和瑞典等北欧国家，随后由北欧扩展到酸雨最早出现在挪威和瑞典等北欧国家，随后由北欧扩展到中欧和

20、东欧，直至覆盖整个欧洲。目前中欧和东欧，直至覆盖整个欧洲。目前, , 全球已形成三大酸雨区：全球已形成三大酸雨区：西欧、北美和东南亚。西欧、北美和东南亚。 19791979年年1111月在日内瓦联合国欧洲经济委员会的环境部长会议月在日内瓦联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了上，通过了控制长距离越境空气污染公约控制长距离越境空气污染公约。规定到。规定到19931993年底，年底，缔约国必须把二氧化硫排放量削减为缔约国必须把二氧化硫排放量削减为19801980年排放量的年排放量的7070。欧洲。欧洲和北美等和北美等3232个国家都在公约上签了字。多数国家都已经采取了积个国家都在公约上签了字

21、。多数国家都已经采取了积极的对策，制订了减少致酸物排放量的法规和措施等。极的对策，制订了减少致酸物排放量的法规和措施等。 在欧洲，一系列硫协议的执行使二氧化硫排放量大量削减，在欧洲，一系列硫协议的执行使二氧化硫排放量大量削减，酸雨进一步加重的势头得以控制。酸雨进一步加重的势头得以控制。二、我国大气污染现状二、我国大气污染现状（1 1）我国的能源结构以煤炭为主，大气污染物主要是）我国的能源结构以煤炭为主，大气污染物主要是S0S02 2和烟尘，大气和烟尘，大气 污染的特征属于煤烟型。污染的特征属于煤烟型。（2 2）北方城市大气污染程度高于南方，冬季高于夏季，早晚高于中午。）北方城市大气污染程度高于

22、南方，冬季高于夏季，早晚高于中午。 南方城市是南方城市是S0S02 2造成的酸雨和高硫煤地区的造成的酸雨和高硫煤地区的S0S02 2污染，北方城市的突污染，北方城市的突 出问题是冬季采暖期的烟尘和出问题是冬季采暖期的烟尘和S0S02 2污染，非采暖期由于风沙和扬尘污染，非采暖期由于风沙和扬尘 的作用，大气中颗粒物浓度也较高。的作用，大气中颗粒物浓度也较高。（3 3）产煤区污染高于非产煤区严重，尤其是高硫煤区为重。）产煤区污染高于非产煤区严重，尤其是高硫煤区为重。1.3.2 1.3.2 大气污染综合防治大气污染综合防治一、大气污染综合防治的含义一、大气污染综合防治的含义 所谓大气污染综合防治指为

23、了达到区域环境空气质量控制目所谓大气污染综合防治指为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最佳的适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最佳的控制技术方案和工程措施。控制技术方案和工程措施。 其内涵就是从全局出发，综合考虑自然和社会等多方面的因其内涵就是从全局出发，综合考虑自然和社会等多方面的因素，围绕经济社会发展目标，运用多科学、多途径、多种手段进素，围绕经济社会发展目标，运用多科学、多途径、多种手段进行防治，达到经济效益和环境效益

24、的统一。行防治，达到经济效益和环境效益的统一。 大气污染综合防治的基本点是防与治的综合。这种综合是立大气污染综合防治的基本点是防与治的综合。这种综合是立足于环境问题的区域性、系统性和整体性之上。足于环境问题的区域性、系统性和整体性之上。二、大气污染综合防治应遵循的原则二、大气污染综合防治应遵循的原则（1 1）防与治相结合，以防为主。）防与治相结合，以防为主。（2 2）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主。）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主。（3 3）分散治理与综合治理相结合。）分散治理与综合治理相结合。（4 4）按功能区实行总量控制与浓度控制相结合。）按功能区实行总量控制与浓度控制

25、相结合。（5 5）人为净化与自然净化相结合。）人为净化与自然净化相结合。三、大气污染综合防治的措施三、大气污染综合防治的措施1.1.全面规划，合理布局全面规划，合理布局 （1 1）搞好城市规划，完善基础设施建设。）搞好城市规划，完善基础设施建设。 （2 2）调整工业布局和结构。）调整工业布局和结构。2.2.合理利用能源合理利用能源 （1 1）改善能源结构，推广应用清洁能源。）改善能源结构，推广应用清洁能源。 （2 2）开发节能技术，提高能源的利用效率。）开发节能技术，提高能源的利用效率。 （3 3）采用先进的清洁煤技术，集中供热，发展城市煤气。）采用先进的清洁煤技术，集中供热，发展城市煤气。

26、（4 4）改进燃烧技术和燃烧设备，降低污染物排放量。）改进燃烧技术和燃烧设备，降低污染物排放量。3.3.提倡清洁生产，控制废气排放提倡清洁生产，控制废气排放 （1 1）清洁生产）清洁生产 源头控制源头控制 （2 2）控制废气排放）控制废气排放工程技术措施工程技术措施 安装除尘净化装置。安装除尘净化装置。 高烟囱排放。高烟囱排放。 4.4.做好大气环境规划，按功能区实行总量控制做好大气环境规划，按功能区实行总量控制 总量控制总量控制5.5.绿化造林，增加自净能力。绿化造林，增加自净能力。1.4 1.4 大气环境质量标准大气环境质量标准 大气环境质量控制标准是为控制和改善大气质量，保护人体健康和生

27、态大气环境质量控制标准是为控制和改善大气质量，保护人体健康和生态环境，限制大气环境中的污染物含量而制定，是执行环境保护法和大气污环境，限制大气环境中的污染物含量而制定，是执行环境保护法和大气污染防治法、实施环境空气质量管理及防治大气污染的依据和手段。染防治法、实施环境空气质量管理及防治大气污染的依据和手段。 大气环境质量标准大气环境质量标准大气污染物排放标准大气污染物排放标准大气污染控制技术标准大气污染控制技术标准大气污染警报标准大气污染警报标准按按用用途途按按范范围围国家标准国家标准地方标准地方标准行业标准行业标准1.4.1大气环境质量标准大气环境质量标准 是以保障人体健康和生态系统不受破坏

28、为目标，对各种污染物在大气是以保障人体健康和生态系统不受破坏为目标，对各种污染物在大气环境中的允许浓度所作的限制规定。它是进行大气质量管理和评价、制定环境中的允许浓度所作的限制规定。它是进行大气质量管理和评价、制定大气污染防治规划和污染物排放标准的依据。大气污染防治规划和污染物排放标准的依据。 我国我国19821982年制定并于年制定并于19961996年修订的年修订的环境空气质量标准环境空气质量标准（GB3095GB309519961996），），规定了二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化氮、一规定了二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物等

29、氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物等9 9种污染物的浓度限值。种污染物的浓度限值。 该标准将环境空气质量分为三级：该标准将环境空气质量分为三级： 一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。生任何危害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，在长期和短期接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。期接触情况下，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、植物三级标准：为保护人群不发生急

30、、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。（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。 环境空气质量标准环境空气质量标准（GB3095GB309519961996）将环境空气质量功将环境空气质量功能区分为三类：能区分为三类： 一类区：为国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和一类区：为国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和 疗养地等。疗养地等。 二类区：为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、二类区：为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、 文化区、名胜古迹和广大农村等。文化区、名胜古迹和广大农村等。 三类区：为特定工业区。三类区：为特定工业区。 其中一

31、类区由国家确定，二、三类区以及适用区域的地带范其中一类区由国家确定，二、三类区以及适用区域的地带范围由当地人民政府划定。围由当地人民政府划定。一类区一般执行一级标准一类区一般执行一级标准，依次类推。，依次类推。1.4.2工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准 我国于我国于19791979年重新修订公布了年重新修订公布了工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准TJ36-TJ36-7979，规定了规定了“居住区大气中有害物质的最高容许浓度标准居住区大气中有害物质的最高容许浓度标准”。一些。一些污染物在国家没有制定它们的大气环境质量标准时，可以使用这一污染物在国家没有制定它们的大气环境质量标准时，

32、可以使用这一标准。标准。 在生产岗位上，为了保护长期进行生产劳动的工人不引起职业在生产岗位上，为了保护长期进行生产劳动的工人不引起职业病的危害，病的危害，工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准TJ36-79 TJ36-79 还规定了还规定了“车间空车间空气中有害物质的最高容许浓度标准气中有害物质的最高容许浓度标准”。1.4.3 1.4.3 大气污染物排放标准大气污染物排放标准 大气污染物排放标准是以实环境大气质量标准为目标，对污大气污染物排放标准是以实环境大气质量标准为目标，对污染源排入大气的污染物所规定的允许排放量或排放浓度，以便直染源排入大气的污染物所规定的允许排放量或排放浓度，以便直接

33、治理污染源，防止污染。接治理污染源，防止污染。 它是控制污染物的排放量和进行净化设计的依据，是控制大它是控制污染物的排放量和进行净化设计的依据，是控制大气污染的关键，同时也是环境管理部门的执法依据。气污染的关键，同时也是环境管理部门的执法依据。 目前我国最新制定的和正在执行的大气污染物排放标准主要有：目前我国最新制定的和正在执行的大气污染物排放标准主要有：（1 1）大气污染物综合排放标准大气污染物综合排放标准GB 16297GB 1629719961996；（2 2）锅炉大气污染物排放标准锅炉大气污染物排放标准GWPB 3GWPB 319991999；（3 3）工业炉窑大气污染物排放标准工业炉

34、窑大气污染物排放标准GB9078GB907819961996；（4 4）火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准 GB13223 GB1322319961996；（5 5）炼焦炉大气污染物排放标准炼焦炉大气污染物排放标准（GB16171GB1617119961996）；）；（6 6）水泥厂大气污染物排放标准水泥厂大气污染物排放标准（GB4915GB491519961996）；）；（7 7）恶臭污染物排放标准恶臭污染物排放标准（GB14554GB1455419931993）；）；（8 8）汽车大气污染物排放标准汽车大气污染物排放标准（GB14761.1GB14761.114761.714

35、761.79393）；）；（9 9）摩托车排气污染物排放标准摩托车排气污染物排放标准（GB14621GB146219393）。）。 1.4.4 1.4.4 空气污染指数空气污染指数 所谓空气污染指数所谓空气污染指数(API)(API)是一项可以定量和客观地评价空气环境质是一项可以定量和客观地评价空气环境质量的指标，是将若干项主要大气污染物的监测数据参照一定的分级标量的指标，是将若干项主要大气污染物的监测数据参照一定的分级标准，经过综合换算后得到的无量纲的相对数。准，经过综合换算后得到的无量纲的相对数。 根据我国空气污染的特点和污染防治重点，目前计入空气污染指根据我国空气污染的特点和污染防治重点

36、，目前计入空气污染指数的项目有：二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物，今后随着环保工数的项目有：二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物，今后随着环保工作的深入和监测技术水平的提高，还将调整增加其它污染项目，以便作的深入和监测技术水平的提高，还将调整增加其它污染项目，以便更为客观的地反映空气质量状况。更为客观的地反映空气质量状况。 我国空气污染指数的范围从我国空气污染指数的范围从0 0到到500500，分，分5 5个等级：个等级：(1)API(1)API5050 为一级，空气质量为优，相当于国家空气质量一级标准；为一级，空气质量为优，相当于国家空气质量一级标准；(2)50(2)50 APIAPI10010

37、0 为二级，空气质量为良，相当于国家空气质量二级标准；为二级，空气质量为良，相当于国家空气质量二级标准；(3)100(3)100APIAPI200200 为三级，空气轻度污染，相当于国家空气质量三级标准；为三级，空气轻度污染，相当于国家空气质量三级标准；(4)200(4)200APIAPI300300 为四级，空气质量中度污染；为四级，空气质量中度污染；(5)API300(5)API300 为五级，空气质量为重度污染；为五级，空气质量为重度污染；1.5全球性大气环境问题全球性大气环境问题1.5.1 1.5.1 臭氧层破坏臭氧层破坏 地球大气平流层中的臭氧层地球大气平流层中的臭氧层, ,能吸收太

38、阳的紫外辐射能吸收太阳的紫外辐射, ,是生命的保是生命的保护层。紫外线能杀死、杀伤生物细胞，或造就细胞、遗传物质畸变，护层。紫外线能杀死、杀伤生物细胞，或造就细胞、遗传物质畸变，导致生命的死亡和产生各种病变。导致生命的死亡和产生各种病变。 臭氧层的破坏完全是工业化以后人为影响所致，是氯氟烃这类自臭氧层的破坏完全是工业化以后人为影响所致，是氯氟烃这类自然界中没有的化合物消耗臭氧的结果。自然界中没有的化合物消耗臭氧的结果。自2020世纪世纪7070年代以来，臭氧层年代以来，臭氧层全球臭氧总量明显减少，南极附近尤为严重，出现了全球臭氧总量明显减少，南极附近尤为严重，出现了“臭氧空洞臭氧空洞”并并历年

39、扩大。历年扩大。 本世纪初期，南极上空的臭氧空洞面积达到本世纪初期，南极上空的臭氧空洞面积达到27002700多万平多万平方公里。方公里。破坏因素：破坏因素： 人类活动使用的消耗臭氧类物质（人类活动使用的消耗臭氧类物质（ODSODS）是其最主要的原因。是其最主要的原因。特别是用于制冷剂、发泡剂、推进剂、消毒剂和喷雾剂的氯氟烃特别是用于制冷剂、发泡剂、推进剂、消毒剂和喷雾剂的氯氟烃类物质（类物质（CFCCFC）对臭氧层具有很大的破坏作用。对臭氧层具有很大的破坏作用。 在一定的气象条件下，氯氟烃类物质会在强烈紫外线的辐射在一定的气象条件下，氯氟烃类物质会在强烈紫外线的辐射下发生分解，释放出的氯原子

40、同臭氧产生连锁反应，不断破坏臭下发生分解，释放出的氯原子同臭氧产生连锁反应，不断破坏臭氧分子。氧分子。 反应过程如下：反应过程如下：臭氧层被破坏将导致紫外线长驱直入穿过大气层。强烈的紫外线照射会抑制臭氧层被破坏将导致紫外线长驱直入穿过大气层。强烈的紫外线照射会抑制人的免疫力，使白内障、角膜炎和皮肤癌患者增加。此外还影响农作物的生人的免疫力，使白内障、角膜炎和皮肤癌患者增加。此外还影响农作物的生长，破坏地球上的整个生态系统。长，破坏地球上的整个生态系统。1.5.2 1.5.2 温室效应温室效应一、概念及原理一、概念及原理所谓温室效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射所谓温室效应，就是太阳短波辐射可

41、以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二入地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。二、温室气体二、温室气体 主要的温室气体有：主要的温室气体有： COCO2 2、CHCH4 4、O O3 3、CFCCFCs s、N N2 2O O、C C2 2H H3 3ClCl3 3、CClCCl4 4、COCO、CFCF3 3BrBr等。近等。近年来由年来由CHCH4 4及及CFCsCFCs、COCO2 2以外的温室气体数量大而造成的影响逐渐以外的温室气体数量大而造成的影响逐渐增加。增加。 八

42、十年代的研究表明，人为排放的各种温室气体对温室效应八十年代的研究表明，人为排放的各种温室气体对温室效应所起作用的比例不同，其中二氧化碳占所起作用的比例不同，其中二氧化碳占5555，氯氟烷烃占，氯氟烷烃占2424，甲烷占甲烷占1515，二氧化氮占，二氧化氮占6 6，因此二氧化碳的大量增加是造成，因此二氧化碳的大量增加是造成温室效应加剧的主要原因。温室效应加剧的主要原因。 三、温室效应的后果三、温室效应的后果 1. 1.地球上的病虫害增加；地球上的病虫害增加； 2.2.海平面上升；海平面上升； 3.3.气候反常，海洋风暴增多；气候反常，海洋风暴增多； 4.4.土地干旱，沙漠化面积增大。土地干旱，沙

43、漠化面积增大。 科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到展，到20502050年，全球温度将上升年，全球温度将上升2-42-4摄氏度，南北极地冰山将大幅摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，度融化，导致海平面大大上升，些岛屿国家与沿海城市将可能些岛屿国家与沿海城市将可能淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市，如纽约、东京与悉淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市，如纽约、东京与悉尼等。尼等。 四、怎么减少温室效应四、怎么减少温室效应1.减少大气中过多的二氧化碳，如节约用电（因为发电烧减少大气中过多的二氧化碳，

44、如节约用电（因为发电烧煤），少开汽车；煤），少开汽车；2.另另方面我们要保护好森林与海洋，比如不乱砍滥伐森方面我们要保护好森林与海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。3.植树造林，减少使用植树造林，减少使用次性方便木筷，节约纸张，不践次性方便木筷，节约纸张，不践踏草坪等来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮踏草坪等来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。助减缓温室效应。4.其它其它1.5.3 1.5.3 酸雨酸雨一、概念一、概念 酸雨，通常是指酸雨，通常是指pHpH值小于值小于5.65.6的降水，是一种大气污

45、染现象。的降水，是一种大气污染现象。2020世纪世纪9090年代以来，由于二氧化硫和氮氧化物的大量排放，酸雨问题年代以来，由于二氧化硫和氮氧化物的大量排放，酸雨问题越来越突出，已经成为本世纪最大的环境问题之一。越来越突出，已经成为本世纪最大的环境问题之一。 酸雨最初发生在酸雨最初发生在1919世纪世纪8080年代，最早受其危害的国家是挪威。年代，最早受其危害的国家是挪威。直至直至2020世纪的世纪的6060年代，酸雨只是在局部地区出现，如北欧地区受到年代，酸雨只是在局部地区出现，如北欧地区受到欧洲中部工业区排出的酸性气体的影响，出现了酸雨。欧洲中部工业区排出的酸性气体的影响，出现了酸雨。606

46、0年代末至年代末至8080年代初，酸雨的危害全面显示，其范围由北欧扩大至中欧，同时年代初，酸雨的危害全面显示，其范围由北欧扩大至中欧，同时北美也出现了大面积的酸雨区。目前，中国酸雨正呈蔓延之势，是北美也出现了大面积的酸雨区。目前，中国酸雨正呈蔓延之势，是继欧洲、北美之后的第三大重酸雨区。继欧洲、北美之后的第三大重酸雨区。二、酸雨的形成过程二、酸雨的形成过程（1 1）SOSO2 2的氧化过程的氧化过程 SOSO2 2通过催化氧化和光化学氧化两种途径转化为通过催化氧化和光化学氧化两种途径转化为SOSO3 3，再与水蒸气再与水蒸气结合形成硫酸：结合形成硫酸：催化剂催化剂（Fe、Mn盐气溶胶雾滴）盐气

47、溶胶雾滴）光照光照大气中含有大气中含有NOX和和CxHy2 2SO2+H2O+O22H2SO42 2SO2+O22H2O+2SO3水合过程水合过程2H2SO4（2）NOX的氧化过程的氧化过程 形成大气污染的形成大气污染的NONOX X主要是主要是NONO和和NONO2 2，NONOX X的氧化过程主要是催的氧化过程主要是催化氧化。在空气湿度大并存在金属杂质和化氧化。在空气湿度大并存在金属杂质和NHNH3 3的条件下，生成硝酸的条件下，生成硝酸和硝酸盐，最终形成气溶胶：和硝酸盐，最终形成气溶胶：HNO3O O3 3、N N2 2O O3 3、N N2 2O O5 5、OHOH+ +O3、自由基、

48、自由基OH+等等NONO2（3 3）酸雨的形成）酸雨的形成 大气中的大气中的SOSO2 2和和NONOX X等酸性气体在经过了上述复杂的反应过程等酸性气体在经过了上述复杂的反应过程后，形成了不易挥发的硫酸和硝酸等污染物，被吸收到云内，在后，形成了不易挥发的硫酸和硝酸等污染物，被吸收到云内，在降雨初期被雨水捕集，进而形成酸性降水。降雨初期被雨水捕集，进而形成酸性降水。三、酸雨的危害三、酸雨的危害1 1损害生物和自然生态系统损害生物和自然生态系统 酸雨可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的酸雨可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的PHPH值降到值降到5 5以下以下时，鱼的繁殖和发育会受到严重影响。

49、土壤和底泥中的金属可被溶时，鱼的繁殖和发育会受到严重影响。土壤和底泥中的金属可被溶解到水中，毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。解到水中，毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。 酸雨还抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中钙、酸雨还抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中钙、镁、钾等营养因素，使土壤贫瘠化。酸雨损害植物的新生叶芽，从镁、钾等营养因素，使土壤贫瘠化。酸雨损害植物的新生叶芽，从而影响其生长发育，导致森林生态系统的退化。而影响其生长发育，导致森林生态系统的退化。2 2腐蚀建筑材料及金属结构腐蚀建筑材料及金属结构 酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。特别是许多以大理

50、石酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品，耐酸性差，容易受酸雨腐和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品，耐酸性差，容易受酸雨腐蚀和变色。蚀和变色。四、控制酸性污染物排放和酸雨污染的主要途径四、控制酸性污染物排放和酸雨污染的主要途径1 1对原煤进行洗选加工，减少煤炭中的硫含量；对原煤进行洗选加工，减少煤炭中的硫含量；2 2优先开发和使用各种低硫燃料，如低硫煤和天然气；优先开发和使用各种低硫燃料，如低硫煤和天然气；3 3改进燃烧技术，减少燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的产生量；改进燃烧技术，减少燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的产生量；4 4采用烟气脱硫装置

51、，脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物；采用烟气脱硫装置，脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物；5 5改进汽车发动机技术，安装尾气净化装置，减少氮氧化物的排放。改进汽车发动机技术，安装尾气净化装置，减少氮氧化物的排放。大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第二章第二章燃烧与大气污染扩散燃烧与大气污染扩散第第1讲讲燃烧技术基础燃烧技术基础一、燃烧概述一、燃烧概述燃料种类按燃料来源可分为天然燃料加工燃料按使用多少可分为常规燃料非常规燃料按物态可分为固体燃料液态燃料气体燃料一、燃烧概述一、燃烧概述煤的种类煤的种类泥煤褐煤烟煤无烟煤煤的化学组成：通常用C、H、O、N、S等元素及A和W的百分数来表示。1、固体

52、燃料2、液体燃料、液体燃料液体燃料液体燃料分类分类天然的液体燃料天然的液体燃料（石油）（石油）人为加工的液体燃料人为加工的液体燃料汽油汽油煤油煤油柴油柴油重油重油组成组成：主要组成是烷烃、烯烃、芳香烃和环烷烃主要组成是烷烃、烯烃、芳香烃和环烷烃一、燃烧概述一、燃烧概述3、气体燃料、气体燃料由可燃性气体组成的燃料称为气体燃料。气体燃料属于清洁燃料，是防止大气污染的理想燃料，主要包括天然气、液化石油气(LPG)、裂化石油气和焦炉煤气。一、燃烧概述一、燃烧概述二、燃料燃烧过程二、燃料燃烧过程1.燃烧的定义燃烧的定义燃烧是指可燃物质与空气或氧气发生化学反并伴有光和热量产生的过程。燃烧完全燃烧（热能转化

53、率高，污染物少）不完全燃烧（热能转化率低，污染物多）2.燃料完全燃烧的条件燃料完全燃烧的条件完全燃烧的条件完全燃烧的条件适量的空气足够的温度（温度）必要的燃烧时间（时间）燃料与空气的充分混合（湍流）“三T”二、燃料燃烧过程二、燃料燃烧过程三、燃烧过程中主要污染物形成机制三、燃烧过程中主要污染物形成机制燃料燃烧过程产生的大气污染物主燃料燃烧过程产生的大气污染物主要是烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧要是烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、金属氧化物、碳氢化合物及多环化碳、金属氧化物、碳氢化合物及多环有机物（有机物（POM）等。污染物的形成与燃等。污染物的形成与燃料的种类及燃烧条件有密切关系。料的种类

54、及燃烧条件有密切关系。1.烟尘的形成机制烟尘的形成机制形成机制：形成机制：如果燃烧时空气分配不均匀，则在空气不足的地方产生大量未燃烧的炭粒，在高温下热解生成多环化合物（黑烟）。影响因素：影响因素：燃煤烟气中的飞灰浓度和粒径与煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛热负荷、锅炉结构及运行负荷等多种因素有关。三、燃烧过程中主要污染物形成机制三、燃烧过程中主要污染物形成机制2.硫氧化物的形成机制硫氧化物的形成机制元素硫的燃烧元素硫的燃烧:硫化物的燃烧：有机硫的燃烧：的转化：三、燃烧过程中主要污染物形成机制三、燃烧过程中主要污染物形成机制3.氮氧化物的形成机制氮氧化物的形成机制燃烧过程形成的NOx分为二类

55、：燃料型NOx：燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx： 大气中的氮在高温下被氧化生成降低燃烧温度，减少烟气在高温区停留时间，有利于降低烟气中NOx浓度，减少NOx对大气的污染。三、燃烧过程中主要污染物形成机制三、燃烧过程中主要污染物形成机制四、燃烧过程污染物排放量的计算四、燃烧过程污染物排放量的计算1.燃烧所需理论空气量的计算燃烧所需理论空气量的计算（1）理论空气量定义：单位质量的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，以表示。它取决于燃料的组成，可由燃烧反应方程式计算。建立燃烧反应方程式的假定：建立燃烧反应方程式的假定：空气仅由氮和氧组成，其体积分数为空气仅由氮和氧组成，

56、其体积分数为79 213.76；燃料中的固定态氧参与燃烧反应；燃料中的固定态氧参与燃烧反应；燃料中的硫主要被氧化为二氧化硫；燃料中的硫主要被氧化为二氧化硫；计算理论空气量时，忽略计算理论空气量时，忽略NOx的生成量；的生成量；燃料的化学组成式为燃料的化学组成式为CxHySzOw，其中其中x、y、z、w分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。分别代表碳、氢、硫和氧的原子数。理论空气量为：(2)(2)空气过剩系数空气过剩系数燃料在燃烧装置中燃烧时，只供给理燃料在燃烧装置中燃烧时，只供给理论空气量是很难使燃料燃烧完全，为了使论空气量是很难使燃料燃烧完全，为了使燃料能够完全燃烧，实际上供给空气量应燃料能够完全

57、燃烧，实际上供给空气量应多于理论空气量，实际供给的空气量（多于理论空气量，实际供给的空气量（Va）与理论空气量（与理论空气量（）的比值称为空气过）的比值称为空气过剩系数。即：剩系数。即：(3)(3)空燃比空燃比：空燃比是指单位质量燃料完全燃烧所需要的空气质量，可由燃烧方程式直接求得。例如甲烷在理论空气下完全燃烧：则空燃比(4)(4)理论空气量的经验计算公式理论空气量的经验计算公式若知道燃料的热值，可用以下经验公式估算理论空气量：(固体燃料)(液体燃料)(气体燃料,当Q12561kJ/Nm3)(气体燃料,当Q12561kJ/Nm3)（天然气）2.烟气量烟气量(1)理论烟气量与实际烟气量理论烟气量

58、与实际烟气量燃料燃烧后产生的二氧化碳等烟气体积，燃料燃烧后产生的二氧化碳等烟气体积，称为烟气量。称为烟气量。理论烟气量：在供给理论空气量（）条件下，燃料完全燃烧产生的烟气体积，以表示。实际烟气量：实际烟气量等于理论烟气量与过剩空气量之和，即四、燃烧过程污染物排放量的计算四、燃烧过程污染物排放量的计算(2)(2)烟气的体积和密度校正烟气的体积和密度校正燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状燃烧过程的温度和压力一般是在高于标准状态（态（273K，1atm）下进行的，在进行烟气体积下进行的，在进行烟气体积和密度计算时，为了便于比较应换算成标准状和密度计算时，为了便于比较应换算成标准状态。大多数烟气可

59、以视为理想气体，因此可以态。大多数烟气可以视为理想气体，因此可以用理想气体的有关方程式进行换算。用理想气体的有关方程式进行换算。(3)(3)过剩空气校正过剩空气校正实际燃烧过程是在空气过剩情况下进行的，实际燃烧过程是在空气过剩情况下进行的，因此实际烟气量大于理论烟气量，用奥氏气因此实际烟气量大于理论烟气量，用奥氏气体分析仪测定烟气中体分析仪测定烟气中CO2、O2和和CO等含量，等含量，可以确定燃烧设备运行中的烟气成分和空气可以确定燃烧设备运行中的烟气成分和空气过剩系数。过剩系数。考虑过剩空气校正后实际烟气量的计算为：3.污染物排放量的计算污染物排放量的计算计算燃烧过程产生的污染物排放量，通常计

60、算燃烧过程产生的污染物排放量，通常有两种方法：实测法和预测法。有两种方法：实测法和预测法。例（例（2-2）某电厂烟气温度为）某电厂烟气温度为473K，压力等于压力等于96930Pa，湿烟气量湿烟气量=10400m3/min，水汽的水汽的体积分数为体积分数为6.25%，CO210.7%，O28.2%，不不含含CO。排放的污染物质量流量是排放的污染物质量流量是22.7kg/min。求：求：(1)污染物排放的质量速率（单位：污染物排放的质量速率（单位：t/d）；）；(2)污染物在干烟气中的浓度；污染物在干烟气中的浓度；(3)烟气的空气过烟气的空气过剩；剩；(4)空气过剩系数空气过剩系数1.8时，污染

61、物在烟气时，污染物在烟气中的浓度。中的浓度。四、燃烧过程污染物排放量的计算四、燃烧过程污染物排放量的计算解：（解：（1）每天排放的质量速率为）每天排放的质量速率为：（2）测定操作条件下的干烟气量：，单位为mg/m3测定条件下干烟气中污染物的质量浓度：，单位为m3/min标准状态下的质量浓度：（3）空气过剩系数）空气过剩系数（4）空气过剩系数时的污染物浓度近似校正如下：大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第二章第二章燃烧与大气污染扩散燃烧与大气污染扩散第第2讲讲影响大气污染物扩散的因素影响大气污染物扩散的因素一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影响1.风对大气

62、污染物扩散和输送的影响风对大气污染物扩散和输送的影响风向:风向影响污染物的水平迁移扩散方向，总是不断将污染物向下风方向输送，污染区总是分布在下风方向上，高污染浓度常出现在大污染源的下风向。风速:污染物在大气中的浓度与平均风速成反比，风速增大l倍，下风向污染物浓度将减小一半。风对大气污染物的影响发生在从地面起到污染物扩散所及的各高度。风速廓线模式风速廓线模式:风速随高度变化的曲线称为风速廓线对数律风速廓线模式:指数律风速廓线模式:2.湍流对大气污染物扩散的影响湍流对大气污染物扩散的影响大气湍流：大气的这种无规则的阵性和摆动，大气湍流：大气的这种无规则的阵性和摆动，叫做大气湍流。叫做大气湍流。如果

63、大气中只有风而无湍流运动，则污染如果大气中只有风而无湍流运动，则污染物在烟囱口被直接冲淡稀释，污染物的扩散速物在烟囱口被直接冲淡稀释，污染物的扩散速率很慢。实际上，低层大气的运动总是具有湍率很慢。实际上，低层大气的运动总是具有湍流的性质。大气的湍流运动造成流场各部分之流的性质。大气的湍流运动造成流场各部分之间的强烈混合，此时，流场中的污染物就会因间的强烈混合，此时，流场中的污染物就会因湍流的混合从高湍流的混合从高“位势位势”向低向低“位势位势”传输，传输，进行再分布。进行再分布。一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影响3.大气温度层结与大气污染大气温度层结与大气污染

64、气温的垂直递减率：气温的垂直递减率：真实的大气其温度随高度分布随时真实的大气其温度随高度分布随时间和空间而变化，间和空间而变化，dT/dZ，称为气称为气温的垂直递减率，也称为气温的几何梯温的垂直递减率，也称为气温的几何梯度。度。温度层结曲线温度层结曲线：气温的垂直分布，也可气温的垂直分布，也可用坐标曲线来表示，这种曲线称为温度用坐标曲线来表示，这种曲线称为温度层结曲线，简称温度层结。层结曲线，简称温度层结。一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影响大气中温度层结的类型大气中温度层结的类型：递减层结：中性层结：等温层结：逆温：4.大气稳定度对大气污染的影响大气稳定度对大

65、气污染的影响大气稳定度大气稳定度的定义：的定义：大气稳定度是大气对污染源排入其中的污大气稳定度是大气对污染源排入其中的污染物扩散能力的一种量度，它表示在铅直方向染物扩散能力的一种量度，它表示在铅直方向上大气的稳定程度，即是否易于发生对流。上大气的稳定程度，即是否易于发生对流。大气稳定度大气稳定度的判别：的判别：气团法用层结曲线和状态曲线的分布来判别一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影响五种典型的烟云形式五种典型的烟云形式：大气稳定度对烟流扩散有很大影响，不同大气稳定度对烟流扩散有很大影响，不同稳定度导致从烟囱排出的烟云形状不同。通常稳定度导致从烟囱排出的烟云形状不

66、同。通常有五种典型的烟云形式。有五种典型的烟云形式。波浪形（翻卷形）锥形扇形(平展形)爬升形(屋脊形)漫烟形(熏烟形)5.辐射和云对大气污染的影响辐射和云对大气污染的影响晴天白昼，特别是午后，太阳辐射最晴天白昼，特别是午后，太阳辐射最强，地面强烈增温，温度层结是递减强，地面强烈增温，温度层结是递减的，大气极不稳定。睛夜，地面有效的，大气极不稳定。睛夜，地面有效辐射大，地面降温快，因而形成逆温，辐射大，地面降温快，因而形成逆温，大气极为稳定。日出日落后为转换期，大气极为稳定。日出日落后为转换期，大气接近中性状态。大气接近中性状态。一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影

67、响云对辐射起屏障作用，它既阻挡白天的云对辐射起屏障作用，它既阻挡白天的太阳辐射，又阻挡夜间地面向上的辐射，太阳辐射，又阻挡夜间地面向上的辐射，从而使垂直温度梯度减小，使白天递减从而使垂直温度梯度减小，使白天递减和夜间逆温均受到削弱。减弱的程度决和夜间逆温均受到削弱。减弱的程度决定于云量的多少。阴天，温度层结的昼定于云量的多少。阴天，温度层结的昼夜变化几乎消失，大气接近中性状态。夜变化几乎消失，大气接近中性状态。6.天气形势与大气污染天气形势与大气污染所谓天气形势，主要是指大范围的所谓天气形势，主要是指大范围的气压分布状况。而各种天气现象和气象气压分布状况。而各种天气现象和气象条件都有其对应的天

68、气形势，所以与大条件都有其对应的天气形势，所以与大气污染有关的气象因子也与天气形势相气污染有关的气象因子也与天气形势相关。关。一、气象条件对大气污染物扩散的影响一、气象条件对大气污染物扩散的影响二、下垫面对大气污染物扩散的影响二、下垫面对大气污染物扩散的影响1.城市下垫面对大气污染物扩散的影响城市下垫面对大气污染物扩散的影响城市下垫面的特点：城市下垫面的特点：(1)城市人口密集、工业集中，能耗水平高；城市人口密集、工业集中，能耗水平高；(2)城市的覆盖物（如建筑、水泥路面等）热容城市的覆盖物（如建筑、水泥路面等）热容大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢；大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢；(

69、3)城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，使地城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，使地面有效辐射冷却效应减弱。面有效辐射冷却效应减弱。1.城市下垫面对大气污染物扩散的影响城市下垫面对大气污染物扩散的影响热岛环流热岛环流:由于城市温度比乡村高，气压由于城市温度比乡村高，气压比乡村低，所以可以形成一股从周围农比乡村低，所以可以形成一股从周围农村吹向城市的特殊气流，称为村吹向城市的特殊气流，称为“热岛环热岛环流流”，即，即“城市风城市风”.二、下垫面对大气污染物扩散的影响二、下垫面对大气污染物扩散的影响2.地形对大气污染物扩散的影响地形对大气污染物扩散的影响地形地物对污染物扩散的影响主要是通过气流地形地物

70、对污染物扩散的影响主要是通过气流运动和气温的影响以改变烟气的运动和扩散。运动和气温的影响以改变烟气的运动和扩散。山丘对大气污染物扩散影响的示意图二、下垫面对大气污染物扩散的影响二、下垫面对大气污染物扩散的影响在山区，地形复杂，山前山后波面受热很不均在山区，地形复杂，山前山后波面受热很不均匀，加上日照时间的变化，水平气温分布不均匀，加上日照时间的变化，水平气温分布不均匀，这是造成局地热力环流形成坡风和山谷风匀，这是造成局地热力环流形成坡风和山谷风的主要原因。的主要原因。山风与谷风的形成三、水陆交界区对大气污染物扩散的影响三、水陆交界区对大气污染物扩散的影响水陆交界处，由于水面和陆面的热导率和热水

71、陆交界处，由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面温度变化比陆面小，白天陆面增容不同，水面温度变化比陆面小，白天陆面增温快，陆上气温比海上高，暖而轻的空气上升，温快，陆上气温比海上高，暖而轻的空气上升，于是上层空气由大陆吹向海洋，下层空气则由于是上层空气由大陆吹向海洋，下层空气则由海洋流向陆地，形成海风，并构成完整的热力海洋流向陆地，形成海风，并构成完整的热力环流。夜间产生与白天相反的气流，形成陆风。环流。夜间产生与白天相反的气流，形成陆风。一般来说，海风比陆风强度大。一般来说，海风比陆风强度大。海陆风对大气污染物扩散的影响示意图大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第二章第二章燃烧与大气

72、污染扩散燃烧与大气污染扩散第第3讲讲烟气在大气中扩散的计算烟气在大气中扩散的计算一、大气扩散模式一、大气扩散模式1.高斯分布的假定条件高斯分布的假定条件污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布。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量是守恒的。2.高斯模式的建立高斯模式的建立无界条件下的高斯模式无界条件下的高斯模式有界条件下的高斯模式有界条件下的高斯模式一、大气扩散模式一、大气扩散模式二、几个常用的大气扩散模式二、几个常用的大气扩散模式1.适用于高架连续点源适用于高架连续点源地面任意一点浓度C(x，y，0，H)模式地面轴线浓度(或称烟云中心线浓度)C(x，0，

73、0，H)模式1.适用于高架连续点源适用于高架连续点源地面最大浓度（即烟云中心线最大浓度）地面最大浓度（即烟云中心线最大浓度）二、几个常用的大气扩散模式二、几个常用的大气扩散模式2.地面连续点源扩散的高斯模式地面连续点源扩散的高斯模式地面连续点源模式可由高架连续点源模式地面连续点源模式可由高架连续点源模式,令其有效源高令其有效源高H0，而得到而得到:地面轴线浓度地面轴线浓度:二、几个常用的大气扩散模式二、几个常用的大气扩散模式3.倾斜烟云模式倾斜烟云模式对于粒径大于对于粒径大于10m的颗粒污染物，的颗粒污染物，由于其自身具有明显重力沉降作用，将由于其自身具有明显重力沉降作用，将使浓度分布有所改变

74、，这时可用下式求使浓度分布有所改变，这时可用下式求地面浓度地面浓度:二、几个常用的大气扩散模式二、几个常用的大气扩散模式高斯扩散模式使用条件高斯扩散模式使用条件下垫面开阔、平坦，性质一致；下垫面开阔、平坦，性质一致；扩散物质在扩散过程中不发生衰减，与空气无相对扩散物质在扩散过程中不发生衰减，与空气无相对运动，地面对污染物起全反射作用；运动，地面对污染物起全反射作用；平均流场平直稳定，平均风向和风速无显著的时间平均流场平直稳定，平均风向和风速无显著的时间变化，平均风速一般应大于变化，平均风速一般应大于12m/s；扩散过程是在同一种温度层结的气层中进行的；扩散过程是在同一种温度层结的气层中进行的；

75、主要适用小尺度扩散过程，以不超过主要适用小尺度扩散过程，以不超过1020km宜。宜。三、烟云抬升高度的计算三、烟云抬升高度的计算1.有效源高有效源高烟囱的有效高度烟囱的有效高度H应为烟囱几何高度应为烟囱几何高度Hs与与烟云抬升高度烟云抬升高度H之和。之和。只要能确定烟气抬升高度只要能确定烟气抬升高度H，则有效源则有效源高就可计算出来。因此，确定烟气抬升高度是高就可计算出来。因此，确定烟气抬升高度是计算有效源高的关键。计算有效源高的关键。2.烟云抬升高度的计算公式烟云抬升高度的计算公式产生烟云抬升有两方面的原因产生烟云抬升有两方面的原因:此外，平均风速、风速垂直切变及大气稳定度等，对此外，平均风

76、速、风速垂直切变及大气稳定度等，对烟云抬升都有影响。由于影响烟云拾升的因素多而复烟云抬升都有影响。由于影响烟云拾升的因素多而复杂，所以还没有一个通用的计算公式。杂，所以还没有一个通用的计算公式。一是烟囱出口的烟云具有一定的初始动量二是由于烟温高于周围气温而产生一定的浮力三、烟云抬升高度的计算三、烟云抬升高度的计算（1）霍兰德（）霍兰德（Holland）公式公式:适用于中性大气条件，用于非中性大气条件时，霍兰德建议作一定修正。（2）我国）我国(GB/T1320191)“制定地方大气污染制定地方大气污染排放标准的技术方法排放标准的技术方法”中推荐的抬升方式中推荐的抬升方式：当烟气热排放率当烟气热排

77、放率2100kJ/s，且且35K时：时：当当1700kJ/s2100kJ/s时，烟气抬升时，烟气抬升高度按下式计算高度按下式计算式中：当当1700kJ/s或者或者20920kJ/s时：时：当20920kJ/s时四、扩散参数的确定四、扩散参数的确定1.扩散参数扩散参数、的确定步骤的确定步骤用高斯扩散模式估算大气污染物浓度，关键在用高斯扩散模式估算大气污染物浓度，关键在于确定扩散参数、和烟气抬升高度于确定扩散参数、和烟气抬升高度H。前面前面已介绍了烟气抬升高度的计算，下面介绍扩散已介绍了烟气抬升高度的计算，下面介绍扩散参数参数、的估算。用依据常规气象观测的估算。用依据常规气象观测资料估算资料估算、

78、的的P-G扩散曲线法。扩散曲线法。帕斯奎尔（帕斯奎尔（FPasquill）在大量观测和研究的在大量观测和研究的基础上，选择地面风速、云状和太阳辐射状况，基础上，选择地面风速、云状和太阳辐射状况，把大气扩散稀释能力分为把大气扩散稀释能力分为6个等级：个等级：A为极不为极不稳定，稳定，B为不稳定，为不稳定，C为弱不稳定，为弱不稳定，D为中性，为中性，E为弱稳定，为弱稳定，F为稳定为稳定，若稳定度级别为，若稳定度级别为AB，则表示按则表示按A、B级的数据内插。级的数据内插。根据表根据表2.10确定了稳定度级别后，就可利确定了稳定度级别后，就可利用图用图2.11、图、图2.12查出该稳定度级别下各查出

79、该稳定度级别下各个距离上的个距离上的和和值。值。英国伦敦气象局列出了表英国伦敦气象局列出了表2.11。该表列出。该表列出了了6个稳定度级别下，在一些距离上的个稳定度级别下，在一些距离上的和和的具体数值，用内插法可求出在的具体数值，用内插法可求出在20km距离内的距离内的和和值。值。与距离成函数关系的水平扩散参数与距离成函数关系的水平扩散参数曲线图（曲线图（PG扩散曲线图，取样时间扩散曲线图，取样时间10min）与距离成函数关系的垂直扩散参数与距离成函数关系的垂直扩散参数曲线图（曲线图（PG扩散曲线图，取样时间扩散曲线图，取样时间10min）2.扩散参数确定实例扩散参数确定实例例例2-3某石油精

80、炼厂自平均有效源高某石油精炼厂自平均有效源高60m处排放的处排放的SO2质量为质量为80g/s，有效源高处的平均风速为有效源高处的平均风速为6m/s，试估算冬试估算冬季阴天正下风向距烟囱季阴天正下风向距烟囱500m处地面上的处地面上的SO2浓度。浓度。解：在阴天大气条件下，稳定度为解：在阴天大气条件下，稳定度为D级，由图级，由图2.11和图和图2.12查得，在查得，在x=500m处，处，把数据代入式（，把数据代入式（2.31）得到：）得到：四、扩散参数的确定四、扩散参数的确定大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第二章第二章燃烧与大气污染扩散燃烧与大气污染扩散第第4讲讲烟囱高度设计及厂址

81、选择烟囱高度设计及厂址选择一、烟囱高度的计算一、烟囱高度的计算依据：确定烟囱高度的依据是要保证排放源造依据：确定烟囱高度的依据是要保证排放源造成的地面污染浓度不得超过成的地面污染浓度不得超过环境空气质量标环境空气质量标准准(GB3095一一1996)规定的浓度限值。所以，规定的浓度限值。所以，应该首先知道各种气象条件下烟源高度和地面应该首先知道各种气象条件下烟源高度和地面浓度的关系，再根据允许的地面浓度计算烟囱浓度的关系，再根据允许的地面浓度计算烟囱高度。高度。考虑因素：从环保角度看，烟囱越高越好。但考虑因素：从环保角度看，烟囱越高越好。但是烟囱的造价与高度的平方成正比，建造烟是烟囱的造价与高

82、度的平方成正比，建造烟囱涉及环保和经济两方面综合效益。囱涉及环保和经济两方面综合效益。1.根据地面污染物最大浓度计算法设计根据地面污染物最大浓度计算法设计该法以地面最大浓度不超过该法以地面最大浓度不超过环境空环境空气质量标准气质量标准)规定的浓度限值为依据，直规定的浓度限值为依据，直接由地面最大浓度公式求出烟囱高度。接由地面最大浓度公式求出烟囱高度。一、烟囱高度的计算一、烟囱高度的计算2.根据地面污染物绝对最大浓度公式设计根据地面污染物绝对最大浓度公式设计地面绝对最大浓度地面绝对最大浓度：此时的风速即危险风速：由地面绝对最大浓度值不得超过环境空气质量标准规定的浓度限值C0假设，可推导出另一烟囱

83、高度计算公式：一、烟囱高度的计算一、烟囱高度的计算3.根据一定保证率计算烟囱高度根据一定保证率计算烟囱高度从上面两种计算方法可见，按保证从上面两种计算方法可见，按保证设计的烟囱高度较矮，当风速小于平均风速时设计的烟囱高度较矮，当风速小于平均风速时，地面浓度即超标。若按，地面浓度即超标。若按Cabsm设计的烟囱则设计的烟囱则较高，不论风速大小，地面浓度皆不会超标，较高，不论风速大小，地面浓度皆不会超标，但烟囱造价高。因此提出对上述公式中的和稳但烟囱造价高。因此提出对上述公式中的和稳定度取一定保证率下的值，计算结果即为某一定度取一定保证率下的值，计算结果即为某一保证率的气象条件下的烟囱高度。这种方

84、法比保证率的气象条件下的烟囱高度。这种方法比前两种方法更合理些。前两种方法更合理些。一、烟囱高度的计算一、烟囱高度的计算例题：锅炉烟气量例题：锅炉烟气量，二氧化硫排放量，二氧化硫排放量Q20g/s，烟囱口烟气温度为烟囱口烟气温度为Ts418K，烟烟囱口内径囱口内径ds1.4m。估计烟囱口的空气温度为估计烟囱口的空气温度为298K，风速为风速为m/s。所在地区的二所在地区的二氧化硫本底浓度为氧化硫本底浓度为mg/m3，二氧化硫的二氧化硫的允许浓度允许浓度c00.06mg/m3。按地面最大浓度不按地面最大浓度不超标的要求，计算超标的要求，计算D级大气稳定度条件下（级大气稳定度条件下（）所需的烟囱高

85、度。）所需的烟囱高度。解：解：根据中国根据中国制定地方大气污染物排放标准的制定地方大气污染物排放标准的技术原则和方法技术原则和方法中规定的公式和参数计算。中规定的公式和参数计算。（1）求烟气的抬升高度）求烟气的抬升高度烟气出口流速：烟气出口流速：烟气热释放率：则烟气的抬升高度：则烟气的抬升高度：（2）计算烟囱高度4.根据点源烟尘允许排放率设计根据点源烟尘允许排放率设计根据根据制定大气污染物排放标准的技术制定大气污染物排放标准的技术方法方法(GBT1320191)中规定的点源中规定的点源烟尘允许排放率计算式：烟尘允许排放率计算式：并将其进行变换后即可求得烟囱高度：并将其进行变换后即可求得烟囱高度

86、：一、烟囱高度的计算一、烟囱高度的计算二、烟囱设计中的几个问题二、烟囱设计中的几个问题关于设计中气象参数的取值有两种方法，一种是取多关于设计中气象参数的取值有两种方法，一种是取多年的平均值，另一种是取某一保证频率的值，而后一年的平均值，另一种是取某一保证频率的值，而后一种更为经济合理。种更为经济合理。有上部逆温时，设计的高烟囱有上部逆温时，设计的高烟囱正常工作振打后清洁滤料清洁滤料的影响粒径大小：dp=0.3m的粒子效率较低。因为恰是惯性与拦截捕集作用的下限，扩散的上限。2.滤布结构和性能的影响滤布结构与性质不同，效率也不同。绒布的效率大于素布的效率；长绒的大于短绒的。三、影响滤尘效率的主要因

87、素3.过滤速度的影响袋式除尘器的过滤速度uf：指气体通过滤布的平均速度过滤速度还可用比电荷q来表示，它是指每平方米的滤布每小时所过滤的气流量，这是工程设计表示法：过滤速度也称“气布比”，其物理意义是指单位时间过滤气体量和过滤面积之比。三、影响滤尘效率的主要因素过滤速度大小，主要影响惯性碰撞和扩散作用。粒径为110m以上的较大颗粒，惯性碰撞起主导作用，增大滤尘效率，要求增加uf；若扩散作用起主导作用，说明粒子小于1m，要增大滤尘效率，要减少uf。过滤速度的选择因气体性质和所要求的除尘效率不同而不同。一般选用范围为0.61.0m/min。提高过滤风速可以减少过滤面积，提高滤料的处理能力。但风速过高

88、会把滤袋上的粉尘压实，使阻力加大,同时由于挤压作用，会使细微粉尘透过滤料，而使除尘效率下降。风速低，阻力也低，除尘效率高，但处理量下降。四、袋式除尘器的压力损失1、意义：压力损失是除尘器重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等2、计算：其中：pf=0ufpd=muf式中：0为清洁滤布的阻力系数，m-1为气体粘度，PaS为粉尘层的平均比阻力，m/kg，其值为：式中：式中：p为粉尘的真密度，为粉尘的真密度，kg/m3dp为粉尘的平均粒径，为粉尘的平均粒径，m为粉尘的平均孔隙率，无量纲为粉尘的平均孔隙率，无量纲五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(一)对滤料的要求1.滤

89、布的容尘量要大，清灰后滤布上要保留一定量的容尘，以保证较高的滤尘效率；2.滤布网孔直径适中，透气性好，过滤阻力小；3.滤布强度好，耐磨，耐湿和耐腐蚀，使用寿命长；4.吸湿性小，容易清除粘附在滤布上的尘粒；制作工序简单，成本低。五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(二)滤布的材质种类及特性1.玻璃纤维类滤料具有耐高温（280）、耐腐蚀、表面光滑、不易结露、不缩水等优点，在工业生产中广泛应用。2.聚合物类滤料具有强度高、抗折性能好、透气性好、收尘效果高等优点，适宜在低于130废气温度的袋式除尘设备中使用。3.玻璃纤维覆膜过滤材料是在玻璃纤维基布上覆合多微孔聚四氟乙烯薄膜制成的新型过滤材料，它集中了玻璃

90、纤维的高强度，耐高温、耐腐蚀等优点和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑，憎水透气，化学稳定性好等优良特性。五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(三)结构形式按滤袋形状分：圆袋式和扁袋式。按进气方式分：上进气和下进气。按过滤方式分：内滤式和外滤式。按除尘器壳体是否密闭分：密闭式和敞开式；按清灰方式分：简易清灰、机械振动清灰、逆气流反吹清灰、气环反吹清灰、脉冲喷吹清灰及联合清灰。袋式除尘器的型式袋式除尘器的型式五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(四)常用袋式除尘器及其清灰振打式清灰袋式除尘器振打式清灰袋式除尘器1.机械振动类机械振动类是利用机械装置使滤袋产是利用机械装置使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘生振动而

91、清灰的袋式除尘器。器。常用以凸轮机构传动进行常用以凸轮机构传动进行振打式清灰，振打频率不振打式清灰，振打频率不超过超过60次次/min；目前用电目前用电动摇动器传动的微振幅清动摇动器传动的微振幅清灰方法也有采用，其频率灰方法也有采用，其频率均高于均高于700次次/min。五、袋式除尘器的滤料、结构及选型2.反吹风类是利用阀门迫使或逐排切换气流，在反向气流作用下，追使滤袋缩瘪或鼓胀而清灰的袋式除尘器。反吹风袋式除尘器反吹风袋式除尘器五、袋式除尘器的滤料、结构及选型3.回转反吹袋式除尘器是指喷嘴为条口形或圆形,经回转运动，依次与各个滤袋净气出口相对，进行反吹清灰。回转反吹袋式除尘器回转反吹袋式除尘

92、器五、袋式除尘器的滤料、结构及选型4.脉动喷吹袋式除尘器以压缩空气为清灰动力，利用脉冲喷吹机构在瞬间内放出压缩空气，诱导二次空气高速射入滤袋,使滤袋急剧鼓胀，是依靠冲击振动和反向气流而清灰的袋式除尘器。5.振动、反吹联合类指机械振动和反吹两种清灰方法并用进行清灰。另外，还有其他清灰方式的联合使用。脉动喷吹袋式除尘器脉动喷吹袋式除尘器五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(五)袋式除尘器的选型1.收集有关资料包括净化气体特征、粉尘特性、净化指标、各种袋式除尘器的性能，特别是清灰方式等内容。2.袋式除尘器选型的有关计算及设计内容(1)过滤面积计算：uf取决于清灰方式：简易清灰：uf=0.200.75m/

93、min；振动清灰：uf=1.02.0m/min；逆气流反吹清灰：uf=23m/min；气环反吹清灰：uf=46m/min；脉冲反吹清灰：uf=24m/min。五、袋式除尘器的滤料、结构及选型(2)确定滤袋的尺寸：直径d和高度L(3)计算每只滤袋面积a：(4)计算滤袋数n：3.袋式除尘器的设计内容(1)过滤面积、滤袋面积及滤袋袋数(2)壳体设计：包括除尘器箱体，进排气风管型式，灰斗结构，检修孔及操作平台等(3)粉尘清灰机构的设计和清灰制度的确定(4)粉尘输送、回收及综合系统的设计。五、袋式除尘器的设计举例例1：某钢厂用袋式除尘器净化烟气，烟气量为14630m3/h，袋式除尘器由40个布袋所组成，

94、直径为200mm，长为4.5m，试计算该袋式除尘器的过滤速度及过滤负荷。解：40个滤袋总面积：过滤速度uf为：过滤负荷q为：五、袋式除尘器的设计举例例2：某县硅石矿系统总流量为5000m3/h，气体组成近似于空气，温度50，粉尘主要成分硅石粉浓度6g/m3，要求设计一袋式除尘器。解：设计方案步骤：(1)确定滤袋尺寸滤袋采用DD9#涤纶，滤袋形式：圆形。清灰方式：机械清灰，过滤风速为Vf=2m/min。过滤面积：(2)滤袋尺寸取直径d=120mm，长度L=4m五、袋式除尘器的设计举例(3)求单只滤袋面积：(4)袋子只数：取33只(5)计算压力损失Vf=2m/min=0.033m/s；取m(粉尘负

95、荷)=0.1Kg/m2；平均比阻力R=1.51010m/Kg；=1.9610-5Kg/ms；0=4.81071/m五、袋式除尘器的设计举例(6)估算清灰周期T取P1100Pa取10分钟大气污染控制及设备运行第四章颗粒污染物控制设备第6讲电除尘器电除尘器电除尘器是静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置。电除尘器的特点：具有分离粒子能耗低、气流阻力小的特点由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以电除尘器也能有效的捕集亚微米级粒子具有处理气流量大（105106m3/h），能连续操作一次性投资费用高、占地面积大、应用范围受粉尘比电阻限制、难以适应操作条件的变化和对制造、安装质量要求较高等。一、电

96、除尘器的分类和特点1.按集尘电极的结构形状分类管式：极线沿着垂直的管状集尘电极的中心线悬挂，适用于气体量较小的情况，一般采用湿式清灰方式。板式：在互相平行的板式收尘电极的中间悬挂垂直的极线。板式可采用湿式清灰方式，但绝大多数采用干式清灰方式。2.按气流流动方式分类立式电除尘器：含尘气流自下而上流过。其优点是占地面积小，捕集效率高。卧式电除尘器：含尘气流沿水平方向流过，可分电场供电，容易实现对不同粒径粉尘的分离，有利于提高总除尘效率。此外安装高度比立式电除尘器低，操作和维修比较方便。一、电除尘器的分类和特点3.按电极在除尘器内的布置分类单区电除尘器：集尘极和电晕极在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同

97、一区域内完成。双区电除尘器：电晕极系统和收尘集系统分别装在两个不同区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称收尘区，荷电粉尘粒子在收集尘区被捕集。双区电除尘器主要用于空调的空气净化方面。4.按清灰方式分类干式电除尘器：在干燥状态下采用机械振打、电磁振打和压缩空气等方法清除集尘极上粉尘。干式电除尘器有利于回收有经济价值的粉尘，但容易产生二次扬尘。湿式电除尘器用水喷淋或用溢流水在集尘级表面形成一层水膜，使沉积在集尘极的粉尘随水膜一起流到除尘器下部排出。湿式电除尘器无二次扬尘，效率高，但清灰水需要处理，对设备有腐蚀。二、电除尘器的工作原理在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴

98、极上，通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。含尘气体在电晕极周围强电场作用下发生电离，形成气体离子和电子使粒子荷电。荷电粒子在电场作用下向集尘极运动，并在集尘极上沉积，从而达到粉尘和气体分离的目的。当集尘极上粉尘达到一定厚度时，借助于振打机构使粉尘落入下部灰斗。电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理二、电除尘器的工作原理(一)气体电离和电晕放电电除尘器的气体电离和导电可用右图曲线来说明：1.曲线ab段气体导电仅借助与气体中原有的少量自由电子2.曲线bc段极间导电电流几乎没有变化，说明没有新电离出的电子和离子参与导电，增加的电压主要是提高了原有自由电子的动能。气体导电过程的伏气体导电过程

99、的伏-安曲线安曲线二、电除尘器的工作原理3.曲线cd段当电压升高到c点时，由于气体中的电子已获得足够的动能，足以使与之碰撞的气体中性分子发生电离，产生新的电子和阳离子，新的电子和离子参与导电。气体电离中的所谓电子雪崩：当电子在电场中获得足够大的动能后，又与其他中性气体分子碰撞使其电离，新产生的电子数和离子数像“雪崩”似的按等比级数增加。在这一段产生的粒子数可达1亿/cm3以上。气体的电离气体的电离二、电除尘器的工作原理电晕放电：当气体电离中出现电子雪崩时在放电极周围的电离区内，可以看见淡蓝色的光点或光环，也能听见咝咝声和劈啪的爆裂声。这一现象称为电晕放电。4.曲线de段如果两极间的电压升到e点

100、，由于电晕扩大，致使电极间产生火花或电弧，说明极间气体全部被击穿。火花放电时，极间电压急剧下降，同时在极短的时间内通过大量的电流。电除尘器运行时应经常保持在两极间的气体处于不完全被击穿的电晕放电状态，尽量避免产生短路现象。二、电除尘器的工作原理(二)粉尘粒子荷电尘粒的荷电有两种不同的过程，一种是电场荷电，另一种是扩散荷电。电场荷电是指电晕电场中的电子在电场力的作用下作定向运动，与尘粒碰撞后使尘粒荷电的方式。扩散荷电是指电子由于热运动与粉尘颗粒表面接触，使粉尘荷电的方式。尘粒的荷电方式与粒径有关，粒径大于1m的尘粒以电场荷电为主；小于0.2m的尘粒以扩散荷电为主；粒径介于0.21m的粒子，则两种

101、荷电机制联合作用。二、电除尘器的工作原理(三)荷电粒子的迁移和捕集1.驱进速度（1）电场作用在荷电粉尘粒子上的静电力Fe=qE式中：q为粉尘颗粒的荷电量，c；E为粉尘颗粒所处位置的电场强度，v/m。（2）粉尘粒子的集尘极迁移时受到的介质阻力假设粉尘粒子的运动遵循斯托克定律，则粉尘粒子受到介质阻力为：式中：为气体介质的动力粘度，Pas；dp为粉尘粒子的直径，m；w为荷电粉尘粒子在电场中的驱进速度。（3）当二力平衡时，粒子便达到了终未沉降速度，即驱进速度：二、电除尘器的工作原理2.捕集效率方程(1)德意希（Deutsch）方程假定：除尘器含尘气流为紊流在垂直于集尘极表面的任一截面上粒子浓度和气流分

102、布均匀粒子进入电除尘器后立即荷电忽略电风、气流分布不均匀及被捕集粒子重新进入气流等影响方程：二、电除尘器的工作原理线板式电除尘器线管式电除尘器式中：L为电场长度，m；b为电晕极与集尘极之间的距离，m；w为粉尘粒子的驱进速度，m/s。二、电除尘器的工作原理(四)被捕集粉尘的清除1、集尘极的清灰方式：干式：由机械撞击或电磁振打产生的振动力清灰。干式振打清灰。湿式：集尘板表面经常包一层水膜，粉尘沉降在水膜上，随水膜流下。三、电除尘效率的影响因素1.颗粒粒径的影响dp1m的颗粒，随着粒径的增大，除尘效率升高；dp0.2m的颗粒，随着粒径的减小，除尘效率升高；0.2mdp1m的颗粒，除尘效率几乎不受粒径

103、的影响。2.粉尘比电阻的影响粉尘比电阻定义：在厚1cm，覆盖层1cm2集尘面积的粉尘电阻。式中：为粉尘比电阻，cm；A为集尘极面积，cm2；Rm为平均比电阻，；为颗粒层厚度，cm。电除尘器运行最适合的比电阻的范围大约是10421010cm。三、电除尘效率的影响因素3.除尘器结构对除尘效率的影响比集尘面积A/Q的影响极板间距离的影响长高比的影响4.静电除尘器供电质量的影响5.气流速度及分布的影响一般气流流速取0.61.5m/s气流分布不均匀，总效率下降粉尘比电阻对除尘效率的影响粉尘比电阻对除尘效率的影响四、电除尘器的结构(一)放电电极/电晕电极常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺

104、线等电晕线的一般要求：起晕电压低，电晕电流大，机械强度高，能维持准确的极距以及易清灰等。a.a.圆形线圆形线 b.星形线星形线c.锯齿线锯齿线d.芒刺线芒刺线四、电除尘器的结构电晕线固定方式重锤悬吊式管框绷线式四、电除尘器的结构(二)集尘极对集尘电极的一般要求：有利于粉尘在极面上沉积，二次扬尘小；易于清灰，形状简单易于制作并有足够的刚度和强度。集尘极形式：板式、管式常用板式电除尘器集尘极常用板式电除尘器集尘极四、电除尘器的结构(三)电极清灰装置干式电除尘器的清灰方式有机械振打、电磁振打、刮板清灰及压缩空气振打等。湿式电除尘器采用喷雾式或溢流方式，在集尘极表面形成一层水膜，使沉积在集尘板上的粉尘

105、和水一起流到除尘器的下部而排出。四、电除尘器的结构(四)气流分布装置对气流分布装置的要求是分布均匀性好，阻力损失小。为了减少涡流，保证气流分布均匀，在进出口处应设渐扩管和渐缩管。进口渐扩管内应设23层气流分布板。最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板、分布格子、槽型钢式和栏杆型分布板等。多孔板使用最为广泛，通常采用厚度33.5mm钢板制作，孔径3050mm，开孔率为2550%。四、电除尘器的结构(五)除尘器外壳除尘器外壳必须保证严密，减少漏风。漏风将使进入除尘器的风量增加，风机负荷加大，电场内风速过高，除尘效率下降。处理高温湿烟气时，冷空气漏入会使烟气温度降至露点以下，导致除尘器内构件粘灰和腐蚀

106、。电除尘器的漏风率控制在3%以下。除尘器外壳材料，通常使用的材料有钢板、铅板、钢筋混凝土及砖等。(六)排灰系统要求排灰系统密封性能好，在灰输送过程中，尽量减少二次扬尘。有链式输灰和螺旋输灰两种五、电除尘器的选择设计与应用(一)电除尘器的选择1了解资料（1）烟尘的来源、浓度、比电阻以及要达到的；（2）烟尘的成分、状态、粒径分布；（3）含尘气流的腐蚀性；（4）类比调查，获得同行业除尘器的性能。2确定有效驱进速度wp3电除尘器的型号的选择根据德意希方程确定A，再根据A选择电除尘器的型号。4校核五、电除尘器的选择设计与应用(二)电除尘器的设计1气流分布板的设计（1）分布板的形式（阻力、开孔率）（2）分

107、布板层数的确定根据工作式截面积F、进气管截面积Fi来确定：当F/Fi6时,n=1；当F/Fi20时,n=5。（3）分布板的开孔率：式中：N0为气流在入口处的速度场系数，N0=1.22.0；为阻力系数：式中：f为开孔率。五、电除尘器的选择设计与应用2.箱体的横截面积F、极板高度h(1)截面积(2)极板高度h当；当调整：当；当（3）通道数式中：K为极板的电流宽度（查手册）；2S为相邻两极板距离，m。五、电除尘器的选择设计与应用3.集尘极面积(1)线板式电除尘器：两极间距：2b；通道数处理停留时间：五、电除尘器的选择设计与应用(2)线管式电除尘器：圆筒个数为n，半径为R；通道截面积F=nR2；流速：

108、停留时间：五、电除尘器的设计举例例：设计一电除尘器用来处理烧结厂烧结机产生的粉尘。若处理量为129600m3/h,入口含尘浓度为310-2kg/m3,要求出口含尘浓度降至1.510-5kg/m3。试计算该除尘器所需极板面积、电场断面积、通道数和电场长度。解：查表4-6，选烧结机产生的粉尘在电除尘器中的有效驱进速度为0.115m/s。处理风量为：除尘效率为：极板面积：五、电除尘器的设计举例取电场风速u=1.0m/s,则电场断面积为：设板间距为300mm，高4米，则通道数为电场长度为：大气污染控制及设备运行第四章颗粒污染物控制设备第7讲除尘器的选择一、除尘装置的选择原则1.选用的除尘器必须满足排放

109、标准规定的排放浓度2.粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响除尘器名称除尘器名称全效率全效率/不同粒径（不同粒径（m）时的分级效率时的分级效率/055101020104444带挡板的沉降室带挡板的沉降室58.67.522438090普通的旋风除尘器普通的旋风除尘器65.31233578291长锥体旋风除尘器长锥体旋风除尘器84.240799299.5100喷淋塔喷淋塔94.5729698100100电除尘器电除尘器97.09094.59799.5100文丘里除尘器文丘里除尘器（P7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除尘器袋式除尘器99.799.5100100100100一

110、、除尘装置的选择原则3.含尘气体性质对于高温、高湿的气体不宜采用袋式除尘器，易采用文丘里洗涤器；当气体中含有SO2、NOx等有害气体时，可以适当考虑用湿式除尘器，即能除尘也能脱硫。但要注意设备的防腐蚀;对于气体中含有CO等易燃易爆的气体时，应注意防爆。4.气体的含尘浓度气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒一、除尘装置的选择原则5.设备投资和运行费用考虑设备的一次投资（设备费、安装费和工程费）考虑易损配件的价格、动力消耗、日常运行和维修费用等考虑除尘器的使用寿命、回收粉尘的利用价值等因素。二、各类除尘器的适用范围1.机械式除尘器适宜要求除尘效率较

111、低的地方2.湿式除尘器广泛应用于冶金、建材和烟气脱硫方面3.过滤式除尘器最适宜处理有回收价值的细小颗粒物广泛应用于各种工业生产的除尘过程4.电除尘器主要用于处理气量大，对排放浓度要求较严格，又有一定维护管水平的大企业，如燃煤发电厂、建材、冶金等行业。三、除尘装置的安装、运行和维护管理1.机械式除尘器机械式除尘器安装与调试机械式除尘器运行与维护2.袋式除尘器的安装、运行与维护袋式除尘器的安装袋式除尘器的调试：单机调试；PLC程控仪模拟空载试验；联动调试；实载运行袋式除尘器的运行与维护3.洗涤式除尘设备洗涤式除尘设备的运行洗涤式除尘器维护三、除尘装置的安装、运行和维护管理4.电除尘器的安装、调试、

112、运行和维护电除尘器的安装电除尘器的调试电除尘器的运行操作步骤注意：在高压运行时，操作人员不得打开电除尘器人孔口。为了防止高压供电装置操作过电压，不能在高压运行时拉闸。电除尘器主体的维护电气部分的维护大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第五章第五章气态污染物的净化气态污染物的净化 第第1讲讲吸收法概述吸收法概述一、气态污染物的处理方法一、气态污染物的处理方法气态污染物的处理方法气态污染物的处理方法高空稀释排放高空稀释排放净化处理净化处理二、气态污染物净化处理方法二、气态污染物净化处理方法净化处理净化处理物理方法物理方法生物方法生物方法；培养菌种分解气体培养菌种分解气体化学方法化学方法吸收

113、法吸收法冷凝法冷凝法吸附法吸附法燃烧法燃烧法氧化法氧化法吸收法吸收法三、吸收法概述三、吸收法概述吸收法净化气态污染的方法是利用液吸收法净化气态污染的方法是利用液态吸收剂处理混合气体，混合气体中的态吸收剂处理混合气体，混合气体中的一种或几种气体组分溶解于液体中，或一种或几种气体组分溶解于液体中，或与吸收液中的组分发生选择性化学反应，与吸收液中的组分发生选择性化学反应，除去其中一种或几种气体的过程，从而除去其中一种或几种气体的过程，从而达到控制大气污染的一种方法达到控制大气污染的一种方法。三、吸收法概述三、吸收法概述吸收法包括吸收法包括物理吸收物理吸收化学吸收化学吸收在实际应用过程中，大多采用化学

114、吸在实际应用过程中，大多采用化学吸收法治理废气。吸收法具有捕集效率高，收法治理废气。吸收法具有捕集效率高，设备简单设备简单，一次性投资低等优点，同时一次性投资低等优点，同时还能减轻粉尘对大气环境的污染还能减轻粉尘对大气环境的污染,因此广因此广泛用于气态污染物的处理泛用于气态污染物的处理。四、吸收剂的选择四、吸收剂的选择1、吸收剂选择的原则、吸收剂选择的原则吸收剂对被吸收组分具有良好的选择吸收剂对被吸收组分具有良好的选择性和较强的吸收能力性和较强的吸收能力；蒸汽压较低，不蒸汽压较低，不易起泡，热化学稳定性好，粘度低，腐易起泡，热化学稳定性好，粘度低，腐蚀性小，价廉易得。蚀性小，价廉易得。2、常用

115、吸收剂常用吸收剂 （1 1）水）水（2）碱金属或碱土金属溶液）碱金属或碱土金属溶液五、富液的处理五、富液的处理吸收操作不仅要达到净化废气的目的，吸收操作不仅要达到净化废气的目的，而且应使吸收废液的处理要合理。若将而且应使吸收废液的处理要合理。若将吸收废液直接排放，不仅浪费资源，而吸收废液直接排放，不仅浪费资源，而且更重要的是其中的污染物转入水体易且更重要的是其中的污染物转入水体易造成二次污染，达不到保护环境的目的。造成二次污染，达不到保护环境的目的。所以在吸收法净化气态污染物的流程中，所以在吸收法净化气态污染物的流程中，需要同时考虑气态污染物的吸收及富液需要同时考虑气态污染物的吸收及富液的处理

116、问题。的处理问题。六、吸收过程中的结垢和堵塞六、吸收过程中的结垢和堵塞此现象已成为一些吸收设备能否正常此现象已成为一些吸收设备能否正常长期运行的一个关键问题。防止结垢的长期运行的一个关键问题。防止结垢的方法和措施常用的有：工艺操作上，控方法和措施常用的有：工艺操作上，控制溶液或料浆中水分的蒸发量；控制溶制溶液或料浆中水分的蒸发量；控制溶液的液的pH值；控制溶液中易结晶的物质不值；控制溶液中易结晶的物质不要过饱和；严格除尘；控制进入吸收系要过饱和；严格除尘；控制进入吸收系统的尘量等方法。设备结构上设计或选统的尘量等方法。设备结构上设计或选择不易结垢和堵塞的吸收器。择不易结垢和堵塞的吸收器。七、烟

117、气的冷却和气体的再加热七、烟气的冷却和气体的再加热1、烟气的预冷却、烟气的预冷却由于吸收操作要求在较低温度下进行。由于吸收操作要求在较低温度下进行。这就需要在吸收之前将烟气冷却降温。这就需要在吸收之前将烟气冷却降温。目前广泛采用的方法是用预洗塔除尘降目前广泛采用的方法是用预洗塔除尘降温。温。2、气体的再加热、气体的再加热在处理高温烟气的湿式净化中，烟气在在处理高温烟气的湿式净化中，烟气在洗涤塔中被冷却增湿，就此排入大气，洗涤塔中被冷却增湿，就此排入大气，七、烟气的冷却和气体的再加热七、烟气的冷却和气体的再加热在一定气象条件下，会发生在一定气象条件下，会发生“白烟白烟”现象。防止白烟发生的措施有

118、：现象。防止白烟发生的措施有：使吸收净化后的烟气与一部分未净化使吸收净化后的烟气与一部分未净化的高温烟气混合以降低混合气的湿度和的高温烟气混合以降低混合气的湿度和升高其温度。升高其温度。在净化器尾部加设一燃烧炉，产生高在净化器尾部加设一燃烧炉，产生高温燃烧气体，再与净化后的气体混合。温燃烧气体，再与净化后的气体混合。大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第五章第五章气态污染物的净化气态污染物的净化第第2讲讲吸收净化的基本理论吸收净化的基本理论一、吸收平衡一、吸收平衡亨利定律亨利定律:Pe=H.xPe=C/HYe=EiPi亨利定律是吸收操作的理论基础之一，它亨利定律是吸收操作的理论基础之一

119、，它说明了溶质、溶剂的性质，一定温度和说明了溶质、溶剂的性质，一定温度和压力下溶质在两相平衡中的关系。亨利压力下溶质在两相平衡中的关系。亨利定律只适用于常压或低压下的稀溶液定律只适用于常压或低压下的稀溶液二、双膜理论二、双膜理论双膜理论亦称为滞流膜理论。它不仅双膜理论亦称为滞流膜理论。它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。用于物理吸收，也适用于气液相反应。其基本论点如下：其基本论点如下：1、气液两面相接触时存在一个相界面，在、气液两面相接触时存在一个相界面，在相界面两侧各存在着一层稳定的层流薄相界面两侧各存在着一层稳定的层流薄膜，分别称为气膜和液膜，即使气液两膜，分别称为气膜和液膜，即使气液

120、两相的主体呈湍流时，这两层膜内仍是层相的主体呈湍流时，这两层膜内仍是层流。流。二、双膜理论二、双膜理论2、被吸收组分从气相转入液相的过程依次、被吸收组分从气相转入液相的过程依次分为五步：分为五步：（1）靠湍流扩散从气相主体到气膜表面；）靠湍流扩散从气相主体到气膜表面；（2）靠分子扩散通过气膜到达两相界面；）靠分子扩散通过气膜到达两相界面；（3）在界面上被吸收组分从气相溶入液相；）在界面上被吸收组分从气相溶入液相；（4）靠分子扩散从两相界面通过液膜；）靠分子扩散从两相界面通过液膜；（5）靠湍流扩散从液膜表面到液相主体。）靠湍流扩散从液膜表面到液相主体。二、双膜理论二、双膜理论3、在气液两相主体中

121、，被吸收组分在两相、在气液两相主体中，被吸收组分在两相主体中的扩散阻力可忽略不计。主体中的扩散阻力可忽略不计。4、无论气液两相主体中是否达到平衡，但、无论气液两相主体中是否达到平衡，但在相界面处，被吸收组分在两相间已达在相界面处，被吸收组分在两相间已达到平衡。即认为相界面处没有任何传质到平衡。即认为相界面处没有任何传质阻力。阻力。5、吸收过程可看作是通过气液膜的稳定扩、吸收过程可看作是通过气液膜的稳定扩散。散。二、双膜理论二、双膜理论三、传质速率三、传质速率 气液两相的传质速率取决于通过气膜气液两相的传质速率取决于通过气膜和液膜的分子扩散速率。其中：和液膜的分子扩散速率。其中：气膜传质速率：气

122、膜传质速率：液膜传质速率：液膜传质速率：=KG(P-Pi)三、传质速率三、传质速率 整个吸收过程中，在单位时间内单位整个吸收过程中，在单位时间内单位相界面上通过气膜所传递的物质量与通相界面上通过气膜所传递的物质量与通过液膜传递出去的量相等，扩散速率过液膜传递出去的量相等，扩散速率N Na a：四、传质方程四、传质方程或或根据上述关系，可将稳定传质方程式写成：根据上述关系，可将稳定传质方程式写成：或或若吸收气体服从亨利定律，则在平衡时有若吸收气体服从亨利定律，则在平衡时有:大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第五章第五章气态污染物的净化气态污染物的净化 第第3讲讲吸附法概述及吸附理论吸附

123、法概述及吸附理论吸附法概述吸附法概述 吸附吸附- -用多孔性固体材料处理混合气用多孔性固体材料处理混合气体，使其中所含一种或几种组分浓集在体，使其中所含一种或几种组分浓集在固体表面，而与其它组分分开的过程。固体表面，而与其它组分分开的过程。 吸附剂吸附剂- -具有吸附作用的固体，具有吸附作用的固体， 吸附质吸附质- -被吸附到固体表面的物质被吸附到固体表面的物质。一、吸附过程一、吸附过程吸附吸附物理吸附物理吸附:化学吸附化学吸附:范德华吸附范德华吸附活性吸附活性吸附一般来说，物理吸附与化学吸附之间一般来说，物理吸附与化学吸附之间无严格的界限，同一物质在较低温度下无严格的界限，同一物质在较低温度

124、下主要发生物理吸附，而在较高温度下往主要发生物理吸附，而在较高温度下往往发生化学吸附。往发生化学吸附。二、吸附剂二、吸附剂1、吸附剂应具备的条件、吸附剂应具备的条件要有具大的表面积；要有具大的表面积；具有良好的选择性具有良好的选择性吸附容量大。吸附容量大。具有足够的机械强度，热稳定性及化学具有足够的机械强度，热稳定性及化学稳定性。稳定性。来源广，价格低廉。来源广，价格低廉。二、吸附剂二、吸附剂2常用吸附剂常用吸附剂活性炭活性炭活性氧化铝活性氧化铝硅胶硅胶沸石分子筛沸石分子筛三、影响气体吸附的因素三、影响气体吸附的因素1、操作条件的影响、操作条件的影响2、吸附剂性质的影响、吸附剂性质的影响3、吸

125、附质性质和浓度的影响、吸附质性质和浓度的影响4、吸附器设计的影响、吸附器设计的影响四、吸附理论四、吸附理论无论吸附力的性质如何，在一定温度无论吸附力的性质如何，在一定温度下，气、固两相经过充分接触终将达到下，气、固两相经过充分接触终将达到吸附平衡。被吸附组分在固相中的浓度吸附平衡。被吸附组分在固相中的浓度和与固相接触的气相中的浓度之间具有和与固相接触的气相中的浓度之间具有一定的函数关系一定的函数关系四、吸附理论四、吸附理论弗罗德里希方程只适用于吸附等温线的中弗罗德里希方程只适用于吸附等温线的中压部分，在使用中经常取它的对数形式，压部分，在使用中经常取它的对数形式，即：即：表达式为表达式为：1、

126、弗罗德里希方程、弗罗德里希方程四、吸附理论四、吸附理论2、朗格缪尔等温方程式、朗格缪尔等温方程式朗格缪尔假定：朗格缪尔假定：吸附质分子之间不存在相互作用力吸附质分子之间不存在相互作用力所有吸附剂表面具有均匀的吸附能力所有吸附剂表面具有均匀的吸附能力在一定条件下吸附和脱附可以建立动态平衡。在一定条件下吸附和脱附可以建立动态平衡。吸附等温方程式：吸附等温方程式：四、吸附理论四、吸附理论3 3、BETBET方程方程 BETBET方程表达式：方程表达式：四、吸附理论四、吸附理论图图5-55种类型等温吸附线（种类型等温吸附线（p0为饱和压力）为饱和压力）五、吸附速率五、吸附速率1 1、吸附速率的控制步骤

127、、吸附速率的控制步骤 外扩散；外扩散； 内扩散；内扩散； 吸附；吸附； 对于化学吸附还有化学反应过程发生。对于化学吸附还有化学反应过程发生。 以上几个步骤都不同程度影响着总吸以上几个步骤都不同程度影响着总吸附速率。附速率。物理吸附的速率主要由内外扩物理吸附的速率主要由内外扩散控制。散控制。五、吸附速率五、吸附速率2 2、吸附速率公式、吸附速率公式六、吸附剂的解吸六、吸附剂的解吸工业上常用的解析方法有：工业上常用的解析方法有： 1 1、升温解析、升温解析 2 2、变压解析、变压解析 3 3、置换解析、置换解析 4 4、吹扫解析、吹扫解析大气污染控制及设备运行大气污染控制及设备运行第五章第五章气态

128、污染物的净化气态污染物的净化第第4讲讲催化转化法及其它方法催化转化法及其它方法净化气态污染物净化气态污染物一、概述1、催化剂、催化剂：凡能加速化学反应速度，而本凡能加速化学反应速度，而本身的化学性质在化学反应前后保持不变身的化学性质在化学反应前后保持不变的物质。的物质。2、催化作用特征：、催化作用特征：催化剂只能加速化学反应的速度，缩催化剂只能加速化学反应的速度，缩短到达平衡的时间，而不能使平衡移动。短到达平衡的时间，而不能使平衡移动。其自身的化学性质不变。其自身的化学性质不变。催化剂的催化作用有特殊的选择性。催化剂的催化作用有特殊的选择性。二、催化剂的组成二、催化剂的组成1、催化剂的种类、催

129、化剂的种类种类种类气态气态液态液态固态固态其中固态催化剂应用最广也是最重要其中固态催化剂应用最广也是最重要二、催化剂的组成二、催化剂的组成2、催化剂的组成催化剂的组成 ( (1 1) ) 主活性物质主活性物质 （2 2）助催化剂：）助催化剂： （3 3）载体）载体二、催化剂的组成二、催化剂的组成净化气态污染物常用的催化剂列表如下：净化气态污染物常用的催化剂列表如下：三、催化剂的性能三、催化剂的性能1、催化剂的活性、催化剂的活性2、催化剂的选择性、催化剂的选择性3 3、催化剂的稳定性、催化剂的稳定性4 4、催化剂的寿命：催化剂老化、催化剂的寿命：催化剂老化 催化剂中毒催化剂中毒四、燃烧法净化气态

130、污染物燃烧法净化气态污染物1、概述、概述燃烧净化法是利用废气中的污染物可燃烧净化法是利用废气中的污染物可燃烧氧化的特性，将其燃烧变成无害或燃烧氧化的特性，将其燃烧变成无害或易于处理和回收物质的方法。易于处理和回收物质的方法。四、燃烧法净化气态污染物燃烧法净化气态污染物2、燃烧转化原理：燃烧反应是一种放热反、燃烧转化原理：燃烧反应是一种放热反应，可用普通的热化学应，可用普通的热化学反应方程式表示：反应方程式表示：C5H10O+7O25CO2+5H2O+QCH4S+3O2CO2+2H2O+5O2+QCmHn+(m+n/4)O2n/2H2O+mCO2+Q四、燃烧法净化气态污染物燃烧法净化气态污染物3

131、、燃烧的类型、燃烧的类型（1）种类）种类催化燃烧催化燃烧直线燃烧直线燃烧热力燃烧热力燃烧四、燃烧法净化气态污染物四、燃烧法净化气态污染物4、燃烧的特点、燃烧的特点五、冷凝法净化气态污染物五、冷凝法净化气态污染物1、冷凝法概述、冷凝法概述冷凝净化法是利用物质在不同温度下冷凝净化法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质，采用降低具有不同饱和蒸气压的性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态的污染物冷凝并从废气中分离出来状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。的过程。五、冷凝法净化气态污染物五、冷凝法净化气态污染物2、冷凝法原理冷凝法原理 冷凝法是利用气态污染物在不同温度及冷凝法是利用气态污染物在不同温度及压力下具有不同饱和蒸气压，在降低温压力下具有不同饱和蒸气压，在降低温度和加大压力下，某些污染物凝结出来，度和加大压力下，某些污染物凝结出来，以达到净化或回收的目的。以达到净化或回收的目的。五、冷凝法净化气态污染物五、冷凝法净化气态污染物3、冷凝类型冷凝类型接触冷凝接触冷凝表面冷凝表面冷凝类型类型