大氣污染控制工程 第四 郝吉明 馬廣大 王書肖 編 復(fù)習(xí)重點(diǎn)資料

1、第一章 概論3第一節(jié) 大氣與大氣污染3第二節(jié) 大氣污染物及其來源3第三節(jié)大氣污染的影響4第四節(jié) 大氣污染物綜合防治5第五節(jié) 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)5一、環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用P226二、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中：P236三、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)6四、大氣污染物排放準(zhǔn)則6五、空氣污染指數(shù)及報(bào)告7第二章 燃燒與大氣污染7第一節(jié)：燃料的性質(zhì)7一、煤7二、石油8三、天然氣8四、非常規(guī)燃料8第二節(jié)：燃料燃燒過程8第三節(jié)：煙氣體積及污染物排放量計(jì)算9第四節(jié) 燃燒過程硫氧化物的形成10第三章 污染氣象學(xué)基礎(chǔ)知識10第一節(jié) 大氣圈結(jié)構(gòu)及氣象要素10第二節(jié) 大氣的熱力過程11第三節(jié) 大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)12第四章

2、大氣擴(kuò)散濃度估算模式14第一節(jié) 湍流擴(kuò)散的基本理論14第二節(jié) 高斯擴(kuò)散模式14第三節(jié) 污染物濃度的估算14一 煙氣抬升高度計(jì)算14二 擴(kuò)散參數(shù)的確定15第四節(jié) 特殊條件下的擴(kuò)散模式15一 封閉型擴(kuò)散模式15二 煙熏型擴(kuò)散模式15第五節(jié) 城市山區(qū)的擴(kuò)散模式15第六節(jié) 區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量模式15第七節(jié) 煙囪高度的設(shè)計(jì)P117P12015一 煙囪高度的計(jì)算15二 煙囪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題16第八節(jié) 廠址的選擇16第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)16第一節(jié)：顆粒的粒徑及粒徑分布16一 顆粒粒徑16二 粒徑分布17三 平均粒徑17四 粒徑分布函數(shù)18第二節(jié)：粉塵的物理性質(zhì)18第三節(jié)：凈化裝置的性能19一 凈化裝

3、置技術(shù)性能的表示方法19二 凈化效率的表示方法19第四節(jié) 顆粒捕集的理論基礎(chǔ)20第六章 除塵裝置20第一節(jié) 機(jī)械除塵器20第二節(jié) 電除塵器22一 電除塵器的工作原理22二 電暈放電23三 粒子荷電23四 荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集23五 被捕集粉塵的清除24六 電除塵器的結(jié)構(gòu)24第三節(jié) 袋式除塵24第四節(jié) 濕式除塵器25一 概述25第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)27第一節(jié) 吸收凈化氣態(tài)污染物27第二節(jié) 吸附法凈化氣態(tài)污染物27第八章 硫氧化物的污染控制30第一節(jié)：硫循環(huán)及硫排放30第二節(jié)：燃燒前燃料脫硫30第三節(jié)：流化床燃燒脫硫30第五節(jié)：低濃度二氧化硫煙氣脫硫30第九章 固定源氮氧化物污染控制31

4、第十三章 凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32第一章 概論第一節(jié) 大氣與大氣污染1. 大氣：是指環(huán)繞地球全部空氣的總和。環(huán)境空氣：是指人類、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外空氣。2. 大氣的組成：干燥潔凈空氣、水蒸氣、各種雜質(zhì)。3. 大氣污染：國際標(biāo)準(zhǔn)組織定義（ISO）定義：大氣污染通常系指由于人類活動(dòng)或自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或危害了生態(tài)環(huán)境。4. 大氣污染源的分類：大氣污染按范圍來分：（1）局部地區(qū)污染；（2）地區(qū)性污染；（3）廣域污染；（4）全球性污染。5. 全球性大氣污染問題（主要）：溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨。溫室效應(yīng):大氣

5、中的二氧化碳?xì)怏w和其他微量氣體如甲烷、一氧化氮、臭氧、氟氯烴、水蒸氣等，可以使太陽短波輻射幾乎無衰減的的通過，但卻可以吸收地表的長波輻射，由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象。臭氧層破壞：氟氯烴、NOx等物質(zhì)向大氣排放量的逐漸增多，是導(dǎo)致臭氧層破換的主要原因。酸雨：在清潔的空氣中被CO2飽和的雨水pH為5.6，故將pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水（如霧、露、霜）稱為酸雨。第二節(jié) 大氣污染物及其來源1、 大氣污染物系指由于人類活動(dòng)或自然過程排入大氣的，并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。2、 大氣污染物分類：（按其存在狀態(tài)）氣溶膠狀污染物和氣態(tài)狀污染物。1) 在大氣污染中，氣溶膠粒子系指沉降速度可以

6、忽略的小固體粒子、液體粒子或固液混合粒子。從大氣污染控制的角度，按照氣溶膠粒子的來源和物理性質(zhì)，可將其分為如下：(1) 粉塵：系指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒，受重力作用發(fā)生沉降，但在一段時(shí)間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。(2) 煙：一般系指由冶金過程形成的固體顆粒的氣溶膠。(3) 飛灰：系指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細(xì)的灰分。(4) 黑煙：一般系指由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。(5) 霾（或灰霾）：是大氣中懸浮的大量微小塵粒使空氣渾濁，能見度小于10km的天氣。(6) 霧：氣體中液滴懸浮物的總稱。在氣象中，系指造成能見度小于1km的小水滴懸浮體。在工程中，一般指小液體粒子的懸浮體，它可能是由于液體

7、蒸汽的凝結(jié)、液體的霧化及化學(xué)反應(yīng)等過程形成的，如水霧、酸霧、堿霧、油污等?？倯腋☆w粒物（TSP）：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑<=100um的顆粒物?？晌腩w粒物（PM10）：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑<=10m的顆粒物。2) 氣態(tài)狀污染物：含硫化合物含氮化合物碳的氧化物有機(jī)化合物鹵素化合物還可分為：一次污染物和二次污染物一次污染物：直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)；二次污染物：由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物的性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。硫酸煙霧：是大氣中的SO2等硫氧化物，在有水霧、含有重金屬的懸浮顆

8、粒物或氮氧化物存在時(shí)，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。光化學(xué)煙霧：是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍(lán)色煙霧（有時(shí)帶些紫色或黃褐色）。其主要成分有臭氧、過氧乙酰硝酸酯（PAN）、酮類及醛類等。3.大氣污染源自然污染源：點(diǎn)源、面源；（按污染源空間分布分）人為污染源：生活污染源、工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源。（按照人們的社會(huì)活動(dòng)功能不同）根據(jù)主要大氣污染物的分類統(tǒng)計(jì)分析，大氣污染源可概括為三大方面：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸。前兩類統(tǒng)稱固定源，后者為流動(dòng)源。第三節(jié)大氣污染的影響1、大氣污染的影響大氣污染物侵入人體途徑：(1)

9、表面接觸；(2) 食入含有大氣污染物的食物和水；(3) 吸入被污染的空氣。（最重要）3、 主要污染物的影響(1) 對人體健康的影響：顆粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化學(xué)氧化劑、有機(jī)化合物(2) 對植物的傷害(3) 對器物和材料的影響(4) 對大氣能見度和氣候的影響第四節(jié) 大氣污染物綜合防治1.大氣污染物綜合防治的含義大氣污染物綜合防治的基本點(diǎn)是防與治的綜合。實(shí)質(zhì)上是為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的控制指標(biāo)，對多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化的選擇和評價(jià)，從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施。2.大氣污染物綜合防治措施（1）全面規(guī)劃、合理布局影響

10、環(huán)境空氣質(zhì)量的因素很多，因此，為了控制城市和工業(yè)區(qū)的大氣污染，必須在進(jìn)行區(qū)域性經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃的同時(shí)，做好全面環(huán)境規(guī)劃，采取區(qū)域性綜合防治措施。（2）嚴(yán)格環(huán)境管理環(huán)境管理的概念一般有兩種范疇：一種是狹義的環(huán)境管理，即對環(huán)境污染源和污染物的管理，通過對污染物的排放、傳輸承受三個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控達(dá)到改善環(huán)境的目的；另一種是廣義的環(huán)境管理，即從環(huán)境經(jīng)濟(jì)、環(huán)境資源、環(huán)境生態(tài)的平衡管理，通過經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全面規(guī)劃和自然資源的合理利用，達(dá)到保護(hù)生態(tài)和改善環(huán)境的目的。（3）控制大氣污染的技術(shù)措施 實(shí)施清潔生產(chǎn)； 實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略； 建立綜合性工業(yè)基地，開展綜合利用，使各企業(yè)之間相互利用原材料和廢棄物，減少污

11、染物的排放總量；對SO2實(shí)施重量控制。（4）控制污染的經(jīng)濟(jì)政策 保證必要的環(huán)境保護(hù)投資，并隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增加； 實(shí)行“污染者和使用者支付原則”（5）控制污染的產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)類 限制類 淘汰類（6）綠化造林綠化造林是區(qū)域生態(tài)環(huán)境中不可缺少的重要組成部分，綠化造林不僅能美化化境，調(diào)節(jié)空氣溫濕度或城市小氣候，保持水土，防治風(fēng)沙，而且在凈化空氣（吸收二氧化碳、有害氣體、顆粒物、殺菌）和降低噪聲方面皆會(huì)起到顯著作用。（7）安裝廢氣凈化裝置安裝廢氣凈化裝置，是控制環(huán)境空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是實(shí)行環(huán)境規(guī)劃與管理等項(xiàng)綜合防治措施的前提。第五節(jié) 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)是執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法和大氣污染

12、防治法、實(shí)施環(huán)境空氣質(zhì)量管理及防治大氣污染的依據(jù)和手段。一、 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用P22分類按用途：(1) 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（環(huán)境）(2) 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)污染源）(3) 大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(4) 警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）：車間按使用范圍：(1) 國家標(biāo)準(zhǔn)(2) 地方標(biāo)準(zhǔn)(3) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二、 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中：P23環(huán)境空氣環(huán)境質(zhì)量分類一級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害性影響的空氣質(zhì)量要求。二級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動(dòng)植物在長期和短時(shí)間接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。三級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)人群不發(fā)生急性、慢性中

13、毒和城市一般動(dòng)、植物（敏感者除外）正常生產(chǎn)的空氣質(zhì)量要求。該標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境空氣質(zhì)量功能分區(qū)分為三類：一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)。二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。一類執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，以此類推。三、 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工作場所空氣中有害物質(zhì)最高容許濃度，是指工人在該濃度下長期進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)，不致引起急性和慢性職業(yè)性危害的數(shù)值，在具有代表性的采樣測定中均不應(yīng)超過。四、 大氣污染物排放準(zhǔn)則大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：任何一個(gè)排氣筒必須同時(shí)遵守最高允許排放濃度（任何1小時(shí)濃度平均值）和最高允許排放速率（任何1小時(shí)

14、排放污染物的質(zhì)量）兩項(xiàng)超標(biāo)，超過其中任何一項(xiàng)均為超標(biāo)排放。P24大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中，按照綜合排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則，仍繼續(xù)執(zhí)行行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)先使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。P25五、 空氣污染指數(shù)及報(bào)告1.目前計(jì)入空氣污染指數(shù)（API）的項(xiàng)目定為：可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。P25 2.污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果只保留整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值全部進(jìn)位。P27（例：污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果為100.1，則API值為101【進(jìn)位】）3.各種污染物的污染分指數(shù)都計(jì)算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API，則該種污染物即為該區(qū)域

15、或城市空氣中的首要污染物。API<50時(shí)，則不報(bào)告首要污染物。P27第二章 燃燒與大氣污染第一節(jié)：燃料的性質(zhì)燃料按物理狀態(tài)分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料。P29一、 煤1. 煤的分類：褐煤、煙煤、無煙煤2. 煤的工業(yè)分析包括測定煤中水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳，以及估測硫含量和熱值。P30灰分：是煤中不可燃礦物物質(zhì)的總稱。P303. 元素分析：是用化學(xué)方法測定去掉外部水分的煤中主要組分碳、氫、氮、硫和氧等的含量。P31(1) 煤中碳和氫的測定(2) 煤中氧的測定：直接發(fā)和間接法(3) 煤中氮的測定4. 煤中含有硫的形態(tài)（四種）：黃鐵礦硫（FeS2）、硫酸鹽硫（MeSO4）、有機(jī)硫（CxH

16、ySz）和單質(zhì)硫。P32人們一般把硫分為硫化鐵硫、有機(jī)硫、硫酸鹽硫，前兩種能燃燒放出熱量稱為揮發(fā)硫，硫酸鹽硫不參加燃燒，是灰分的一部分。5. 煤的成分表示方法中常用的基準(zhǔn)有：收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無灰基。P33二、 石油三、 天然氣四、 非常規(guī)燃料分類：(1) 城市固體廢物；(2) 商業(yè)和工業(yè)固體廢物；(3) 農(nóng)業(yè)廢物及農(nóng)村廢物；(4) 水生植物和水生廢物；(5) 污泥處理廠廢物；(6) 可燃性工業(yè)和采礦廢物；(7) 天然存在的含碳和含碳?xì)涞馁Y源；(8) 合成燃料。第二節(jié)：燃料燃燒過程1. 影響燃燒過程的主要因素：（1）燃燒過程及燃燒產(chǎn)物；（2）燃料完全燃燒的條件；2. 燃燒：指可燃

17、混合物的快速氧化過程，并伴隨能量的釋放，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。3. 燃料完全燃燒的條件：空氣條件、溫度條件、時(shí)間條件和燃料與空氣的混合條件。P38-39（1）空氣條件：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。（2）溫度條件：只有達(dá)到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。著火溫度：在氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達(dá)到的最低溫度。各種燃料的著火溫度見表2-4 。（3） 時(shí)間條件：燃料在燃燒室中的停留時(shí)間是影響燃燒完全程度的另一基本因素。燃料在高溫區(qū)的停留時(shí)間應(yīng)超過燃料燃燒所需時(shí)間。（4） 燃料與空氣的混合條件：燃料與空氣中氧的充分混合是有效燃燒的基本條件。在大氣污染物排放量最低

18、條件下,實(shí)現(xiàn)有效燃燒的四個(gè)因素：空氣與燃料之比、溫度、時(shí)間、湍流度(三T) 。燃燒過程的“三T”條件為：溫度、時(shí)間和湍流度。P394. 計(jì)算：燃料燃燒的理論空氣量P39理論空氣量（Vg0）：單位量燃料按燃燒反應(yīng)方程式完全燃燒所需的空氣量稱為理論空氣量。建立燃燒化學(xué)方程式時(shí)，假定：（1）空氣僅由N2和O2組成，其體積比為79.1/20.9=3.78；（2）燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒；（3）燃料中的硫被氧化成SO2；（4）計(jì)算理論空氣量時(shí)忽略NOX的生成量；（5）燃料的化學(xué)時(shí)為CxHySzOw，其中下標(biāo)x、y、z、w分別代表C、H、S、O的原子數(shù)。5. 空氣過剩系數(shù)：實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Va0

19、之比定義為空氣過剩系數(shù)a，即 ，通常>1。P416. 空燃比（AF）：單位質(zhì)量燃料燃燒所需的空氣質(zhì)量，它可由燃燒方程直接求得。P42（空燃比為無量綱）7. 燃燒產(chǎn)生的污染物二氧化碳、一氧化碳、硫氧化物Sox、氮的氧化物、煙、飛灰、金屬及其氧化物、金屬鹽類、醛、酮和稠環(huán)碳?xì)浠锏取?. 發(fā)熱量：單位燃料完全燃燒時(shí)發(fā)生的熱量變化，即在反應(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)產(chǎn)物終了狀態(tài)相同的情況下（通常為298K和1atm）的熱量變化，稱為燃料的發(fā)熱量，單位是kJ/kg（固體、液體燃料）或kJ/m3（氣體燃料）。燃料的發(fā)熱量有：高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量P44高位發(fā)熱量：包括燃料燃燒生成物中水蒸氣的汽化潛熱。低位發(fā)

20、熱量：是指燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣任以氣態(tài)存在時(shí)，完全燃燒過程所釋放的熱量。一般燃燒設(shè)備的排煙溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超高水蒸氣的凝結(jié)溫度，因此大都按低位發(fā)熱量計(jì)算燃燒的發(fā)熱量。9. 燃料設(shè)備的熱損失：(1) 排煙熱損失(2) 不完全燃燒熱損失(3) 爐體散熱損失第三節(jié)：煙氣體積及污染物排放量計(jì)算1. 理論煙氣體積：在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積，以Vfg0表示。煙氣成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸氣。P46理論煙氣體積：等于干煙氣體積和水蒸氣體積之和。P46干煙氣：除水蒸氣以外的成分稱為干煙氣；濕煙氣：包括水蒸氣在內(nèi)的煙氣。Vfg0=V干煙氣+V水蒸氣 V理論水蒸氣=V燃料中氫燃

21、燒后的水蒸氣+V燃料中水+V理論空氣量帶入的實(shí)際煙氣體積 Vfg = Vfg0 + (a-1)Va02. 煙氣體積和密度的校正燃燒產(chǎn)生的煙氣其T、P總高于標(biāo)態(tài)（273K、1atm）故需換算成標(biāo)態(tài)。大多數(shù)煙氣可視為理想氣體，故可應(yīng)用理想氣體方程。設(shè)觀測狀態(tài)下（Ts、Ps下）：煙氣的體積為Vs，密度為s。標(biāo)態(tài)下（TN、PN下）： 煙氣的體積為VN，密度為N。標(biāo)態(tài)下體積為：標(biāo)態(tài)下密度為：3. 過?？諝廨^正因?yàn)閷?shí)際燃燒過程是有過?？諝獾?，所以燃燒過程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與過?？諝饬恐?。標(biāo)況下煙氣量計(jì)算式： 4. 污染物排放量的計(jì)算（例題、習(xí)題）P47第四節(jié) 燃燒過程硫氧化物的形成燃料中硫

22、的氧化機(jī)理：燃料中的硫在燃燒過程中與氧反應(yīng)，主要產(chǎn)物是SO2和SO3，但SO3的濃度相當(dāng)?shù)?，即使在貧燃料狀態(tài)下，生成的SO3也只占SO2生成量的百分之幾。在富燃料狀態(tài)下，除SO2外，還有一些其它S的氧化物，如SO及其二聚物（SO）2，還有少量一氧化二硫S2O。這些產(chǎn)物化學(xué)反應(yīng)能力強(qiáng)，所以僅在各種氧化反應(yīng)中以中間體形式出現(xiàn)。 故一般主要生成SO2,計(jì)算時(shí)可忽略SO3。 第三章 污染氣象學(xué)基礎(chǔ)知識第一節(jié) 大氣圈結(jié)構(gòu)及氣象要素1.大氣結(jié)構(gòu)(1) 對流層（HT ）大氣最接近地面的一層，平均厚度12km(赤道1618km，兩極地區(qū)為79km)。大氣總質(zhì)量的90%集中在這一層。(2) 平流層距地面5060

23、km，從對流層頂?shù)?545km左右氣溫不隨高度而變化，35km以上HT，15 35km集中大部分臭氧，形成臭氧層。(3) 中間層距地面8085km，由于沒有臭氧吸收紫外線，故（HT ）(4) 暖層（熱成層、電離層）（HT ）(5) 散逸層（HT ）2.主要?dú)庀笠貧庀笠兀ㄒ蜃樱罕硎敬髿鉅顟B(tài)的物理現(xiàn)象和物理量，稱為。氣象要素主要有：氣溫、氣壓、氣濕、風(fēng)向、風(fēng)速、云況、能見度、等。（1）氣溫：表示大氣溫度高低的物理量。通常指距地面1.5m高處百葉箱中的空氣溫度。 （2）氣壓：指大氣壓力。 （3）氣濕：表示空氣中水汽含量的多少。 （4）風(fēng)向和風(fēng)速：氣象上把水平方向的空氣運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)，垂直方向的空氣

24、運(yùn)動(dòng)稱為升降氣流。風(fēng)速：指單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離，單位m/s或km/s表示。通常氣象臺(tái)站所測定的風(fēng)向、風(fēng)速，都是指一定的時(shí)間內(nèi)（如2min或10min）的平均值。風(fēng)力分為13個(gè)等級，用F表示，風(fēng)速用u表示（5）云況：云是漂浮在空中的水汽凝結(jié)物云高：云底距地面的高度。云量：云遮蔽天空的成數(shù)。我國將天空分為十份，云遮蔽了幾份，云量就是幾，碧空無云，云量為零，陰天云量為十。國外分八份國外云量與我國云量間的關(guān)系，國外云量×1.25=我國云量?？傇屏浚褐杆性普诒翁炜盏某蓴?shù)，不論云的層次和高度。 （6）能見度：視力正常的人在當(dāng)時(shí)的天氣條件下，能夠從天空背景中看到或辨認(rèn)出目標(biāo)物（黑色

25、、大小適度）的最大水平距離，單位：m，Km。 能見度表示大氣清潔、透明的程度。 第二節(jié) 大氣的熱力過程1. 干絕熱垂直遞減率（干絕熱直減率）: 干氣塊（包括未飽和的濕空氣）絕熱上升或下降單位高度（通常取100m）時(shí)，溫度降低或升高的數(shù)值，稱為干空氣溫度絕熱垂直遞減率，簡稱干絕熱直減率。以d表示。2.位溫：一干空氣塊絕熱升降到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1013.25hPa）處所具有的溫度。3.溫度層結(jié)類型（1）溫度隨高度的增加而降低（Z t），正常分布，或遞減層結(jié)，一般情況是這種規(guī)律。 （2）溫度梯度等于或近似于1/100m，稱中性層結(jié)。 （3）溫度隨高度增加而升高（Z t ），稱為逆溫層結(jié)。 （4）溫度不隨

26、高度變化，稱為等溫層結(jié)。4.大氣穩(wěn)定度的概念大氣穩(wěn)定度：在垂直方向上大氣的穩(wěn)定程度，即是否易于發(fā)生對流。如果一空氣塊由于某種原因受到外力的作用，產(chǎn)生了上升或者下降的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)外力消除后，可能發(fā)生三種情況：氣塊逐漸減速并有返回原來高度的趨勢，此時(shí)大氣是穩(wěn)定的。氣塊仍然加速上升或下降，此時(shí)大氣是不穩(wěn)定的。氣塊停留在外力消失時(shí)所處的位置，或者做等速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)大氣是中性的。5、逆溫：具有逆溫層的大氣層是強(qiáng)穩(wěn)定的大氣層。溫度隨高度的增加而增加 逆溫的最危險(xiǎn)狀況是逆溫層正好處于煙囪排放口。根據(jù)形成逆溫的過程可分為：輻射逆溫:由地面強(qiáng)烈輻射冷卻而形成的逆溫，稱為輻射逆溫。在晴朗無云（或少云）、風(fēng)速不大的夜間，

27、地面輻射冷卻很快，貼近地面的氣層冷卻很快，較高的氣層冷卻較慢，因而形成了自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層，即輻射逆溫；下沉逆溫:由空氣下沉受到壓縮增溫而形成的逆溫稱為下沉逆溫。假定某一高度有一氣層，當(dāng)它下沉?xí)r，由于低空氣壓增大及氣層向水平發(fā)向輻散，厚度減小。這樣，氣層頂部比氣層底部增溫多，從而形成逆溫；平流逆溫:由暖空氣平流到冷地面上形成的逆溫稱為平流逆溫。由于低層空氣受地面影響大，降溫多，上層空氣降溫少所形成的；湍流逆溫:由低層空氣的湍流混合形成的逆溫稱為湍流逆溫；鋒面逆溫:在對流層中的冷空氣團(tuán)與暖空氣團(tuán)相遇時(shí)，暖空氣因其密度小就會(huì)爬升到冷空氣團(tuán)上面去，形成一個(gè)傾斜的過渡區(qū)，稱為封面。在鋒面上

28、，如果冷暖空氣溫差很大時(shí)，即可出現(xiàn)鋒面逆溫。6、五種典型煙流和大氣穩(wěn)定度（1）波浪型：ro，rrd 很不穩(wěn)定（2）錐型：ro，r rd 中性或穩(wěn)定（3）扇型：ro，rrd 穩(wěn)定（4）爬升型（屋脊型）：大氣處于向逆溫過渡。在排出口上方：ro，rrd 不穩(wěn)定;在排出下方；ro，rrd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （5）漫煙型（熏煙型）：大氣逆溫向不穩(wěn)定過渡時(shí)，排出口上方：ro，rrd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)；第三節(jié) 大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)1.引起大氣運(yùn)動(dòng)的作用力水平氣壓梯度力、重力、地心偏轉(zhuǎn)力、慣性離心力、摩擦力、2.邊界層的風(fēng)和湍流對大氣污染的影響 風(fēng)、湍流是決定污染物在大氣中稀釋擴(kuò)散的最直接最本質(zhì)的因素。風(fēng)速越大，

29、湍流越強(qiáng)，污染物擴(kuò)散速度越快，污染物濃度越低。3.風(fēng)速廓線模式：平均風(fēng)速隨高度變化曲線。(1) 對數(shù)律中性層結(jié)時(shí)近地層的風(fēng)速廓線，可用對數(shù)律模式描述：式中： -高度z處的平均風(fēng)速，m/s；-摩擦速度，m/s；K -卡門常數(shù)，常取0.4；-地面粗造度，m；(2) 指數(shù)律P83非中性層結(jié)時(shí)的風(fēng)速廓線，可用指數(shù)律模式描述：式中： -已知高度z1處的平均風(fēng)速，m/s； m-穩(wěn)定度參數(shù)。4.地方性風(fēng)場(1) 海陸風(fēng)：由于陸地和海洋熱力性質(zhì)差異引起的。在白天，由于太陽輻射，陸地升溫比海洋快，在海陸天氣之間產(chǎn)生了溫度差、氣壓差，使低空大氣由海洋流向陸地，形成海風(fēng)，高空大氣從陸地流向海洋，形成反海風(fēng)，它們同陸

30、地上的上升氣流和海洋上的下降氣流一起形成了海陸風(fēng)局地環(huán)流。在夜晚，由于有效輻射發(fā)生變化，陸地比海洋降溫快，在海陸之間產(chǎn)生了與白天相反的溫度差、氣壓差，使低空大氣從陸地流向海洋，形成陸風(fēng)。高空大氣從海洋流向陸地，形成反陸風(fēng)，它們同陸地上的下降氣流和海洋上的上升氣流一起形成了海陸風(fēng)局地環(huán)流。(2) 山谷風(fēng)：山風(fēng)和谷風(fēng)的總稱。 在白天，太陽線照射到山坡上，使山坡上大氣比谷地上大氣同高度的的大氣溫度高，形成由谷地吹響向山坡的風(fēng)，稱為谷風(fēng)。在夜間，山坡和山頂比谷地冷卻的快，使山坡和山頂?shù)睦淇諝忭樕狡孪禄焦鹊?，形成山風(fēng)。(3) 城市熱島環(huán)流：由于城市溫度經(jīng)常比鄉(xiāng)村高（特別是夜間），氣壓比鄉(xiāng)村低，所以形成

31、一種從周圍農(nóng)村吹向城市的特殊局地風(fēng)，成為城市熱島環(huán)流或城市風(fēng)。產(chǎn)生城鄉(xiāng)溫度差異的主要因素：a) 城市人口密集、工業(yè)集中，使得能耗水平高；b) 城市覆蓋物（如建筑、水泥路面等）熱容大，白天吸收太陽輻射熱，夜間放熱緩慢使低層空氣冷卻變緩；c) 城市上空籠罩著一層煙霧和二氧化碳使地面有效輻射減弱。第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算模式第一節(jié) 湍流擴(kuò)散的基本理論1.湍流：大氣無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熱力湍流：主要由垂直方向上溫度分布不均勻引起的，強(qiáng)度取決于大氣穩(wěn)定度。機(jī)械湍流：主要由垂直方向上風(fēng)速分布不均及地面粗糙度起的，強(qiáng)度取決于風(fēng)速梯度度和地面粗糙度。實(shí)際是上述兩種湍流的疊加。 風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋的最

32、直接最本質(zhì)的因素，其他一切氣象因素都是通過風(fēng)和湍流的作用來影響擴(kuò)散稀釋的。2.湍流擴(kuò)散理論：梯度輸送理論湍流統(tǒng)計(jì)理論相似理論第二節(jié) 高斯擴(kuò)散模式1. 高斯模式的有關(guān)假定:（1）污染物在y、z軸上分布符合高斯分布（正態(tài)分布）；（2）在擴(kuò)散的整個(gè)空間風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的；（3）源強(qiáng)是連續(xù)的、均勻的；（4）在擴(kuò)散過程中污染物質(zhì)的質(zhì)量是守恒的。2. 在無界情況下的擴(kuò)散（不存在地面）3. 高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式（詳見書）第三節(jié) 污染物濃度的估算一 煙氣抬升高度計(jì)算有效源高 煙囪的有效高度H（煙軸高度，它由煙囪幾何高度Hs和煙流（最大）抬升高度H組成，即H=Hs+H），要得到H，只要求出H即可。H：煙囪頂層

33、距煙軸的距離，隨x而變化的。1.霍蘭德（Holland）公式：式中：vs-煙囪出口處流速，m/s；D-煙囪出口內(nèi)徑，m；-煙囪出口處的平均風(fēng)速，m/s；Ts-煙囪出口處的煙流溫度，K;Ta-環(huán)境大氣溫度，K;Q-煙氣的熱釋放率，kW。2.布里格斯（Briggs）公式：二 擴(kuò)散參數(shù)的確定1.P-G擴(kuò)散曲線法2.我國國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法第四節(jié) 特殊條件下的擴(kuò)散模式一 封閉型擴(kuò)散模式二 煙熏型擴(kuò)散模式第五節(jié) 城市山區(qū)的擴(kuò)散模式第六節(jié) 區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量模式第七節(jié) 煙囪高度的設(shè)計(jì)P117P120一 煙囪高度的計(jì)算既要滿足大氣污染物的擴(kuò)散稀釋要求，又要考慮節(jié)省投資。1.按地面最大濃度的計(jì)算方法2.按地面絕

34、對最大濃度的計(jì)算方法3.按一定保證率的計(jì)算法4.P值法二 煙囪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題1.對于設(shè)計(jì)的高煙囪（大于200m），若所在地區(qū)上部逆溫出現(xiàn)頻率較高時(shí)，則應(yīng)按有上部逆溫的擴(kuò)散模式校核地面污染物濃度。2.煙氣抬升公式的選擇也是煙囪設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。3.關(guān)于氣象參數(shù)的取值有兩種方法。4.煙囪高度設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下具體要求P119第八節(jié) 廠址的選擇1. 背景濃度2. 風(fēng)向、風(fēng)速3. 溫度層結(jié)4. 地形第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)：顆粒的粒徑及粒徑分布一 顆粒粒徑幾種常用的粒徑表示方法：P127-128(1) 用顯微鏡法觀測顆粒時(shí)，采用如下幾種粒徑： 定向直徑（菲雷特直徑）：顆粒在投影圖中同一方向上

35、的最大投影長度。 定向面積等分直徑（馬丁直徑）：顆粒在投影圖中按同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長度。 投影面積直徑（黑烏德直徑）：與顆粒投影面積相等的圓的直徑。同一顆粒的dF >dA>dM。(2) 用篩分法測定時(shí)，可得到篩分直徑(3) 有光散射法測定時(shí)，可得到等體積直徑(4) 用沉降法測定時(shí)，一般采用如下兩種定義： 斯托克斯直徑：為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球直徑。 空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑：為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度（）的圓球的直徑。（例：空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑是用哪種方法測定的？-沉降法）二 粒徑分布1.個(gè)數(shù)分布：以粒子的個(gè)數(shù)所占的比例來表示； （1

36、）個(gè)數(shù)頻率：為第i間隔的顆粒個(gè)數(shù)ni與顆?？倐€(gè)數(shù)之比（或百分比），即：（2）個(gè)數(shù)篩下累積頻率：為小于第i間隔上限粒徑的所有顆粒個(gè)數(shù)與顆粒總個(gè)數(shù)之比。 或 （3）個(gè)數(shù)頻率密度：函數(shù) 稱為個(gè)數(shù)頻率密度，即單位粒徑間隔（1um）時(shí)的頻率。三 平均粒徑（1）長度平均（或算術(shù)平均）（2）表面積平均粒徑（3）體積平均粒徑（4）表面積-體積平均粒徑（5）幾何平均粒徑四 粒徑分布函數(shù)第二節(jié)：粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)（密度、安息角、滑動(dòng)角、比表面積、含水率、潤濕性、荷電性和導(dǎo)電性、粘附性、自然性和爆炸性）1. 真密度：若所指的粉塵體積不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部體積，而是粉塵自身所占的真實(shí)體積，則以此真實(shí)體

37、積求得的密度稱為粉塵的真密度，并以表示。2. 堆積密度：呈堆積狀態(tài)存在的粉塵（即粉體），它的堆積體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積，以此堆積體積求得的密度稱為粉塵的堆積密度，并以表示。P1433. 空隙率：粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙的體積與堆積體積之比，稱之為空隙率。4. 粉塵的安息角和滑動(dòng)角安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然堆積成一個(gè)圓錐體，圓錐體母線與水平面的夾角稱為粉塵的安息角，也稱動(dòng)安息角或堆積角等，一般為35°55°。P144滑動(dòng)角：系指自然堆放在光滑平板上的粉塵，隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉塵開始發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的平板傾斜角，也稱靜安息角，一般為40°5

38、5°。P144影響粉塵安息角和滑動(dòng)角的因素主要有：粉塵粒徑、粉塵含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑度及粉塵粘性等。5. 比表面積：單位體積（或質(zhì)量）粉塵所具有的表面積。6. 含水率：粉塵中所含水分的質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量（包括干粉與水分）之比。7. 粉塵的潤濕性：粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著或附著難易程度的性質(zhì)。P146 （粉塵的潤濕性是選用濕式除塵器的主要依據(jù)。）潤濕速度：用液體對試管中粉塵的潤濕速度來表示8. 粉塵的荷電性和導(dǎo)電性（1）荷電性：粉塵粒子能捕獲電離輻射、高壓放電或高溫產(chǎn)生的離子或電子而荷電，亦能在相互碰撞或與壁面碰撞過程中荷電。（2）導(dǎo)電性：粉塵的導(dǎo)電性用比電阻來表示，

39、單位：Q.cm式中：V通過粉塵層的電壓，V；J：通過粉塵層的電流密度，A/cm2；：粉塵層的厚度，cm。9. 粉塵的粘附性粉塵顆粒附著在固體表面上，或都顆粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附。 粘附力：克服附著現(xiàn)象所需要的力（垂直作用于顆粒重心上），亦稱為附著強(qiáng)度。粉塵顆粒之間粘附力包括：分子力（范德華力）、毛細(xì)力和靜電力（庫侖力）。 根據(jù)斷裂強(qiáng)度大小分為四類：不粘性粉塵、微粘性粉塵、中等粘性粉塵和強(qiáng)粘性粉塵。 10. 粉塵的自燃性和爆炸性粉塵自燃是指粉塵在常溫存放過程中自燃發(fā)熱，此熱量經(jīng)長時(shí)間的積累，達(dá)到該粉塵的燃點(diǎn)而引起燃燒的現(xiàn)象。主要原因是自然發(fā)熱，而其放熱速度較低，使熱量不斷積累所致。引起粉塵

40、發(fā)熱的原因有：氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱等。 可燃物在劇烈氧化作用，在瞬間產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物，在空間造成很高的溫度和壓力，引起爆炸。引起爆炸條件：可燃物與空氣或氧構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一定濃度；存在能量足夠的火源。第三節(jié)：凈化裝置的性能評價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)：包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面。P151技術(shù)指標(biāo)主要有處理氣體流量、凈化效率和壓力損失等；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和占地面積等。此外，還應(yīng)考慮裝置的安裝、操作、檢修的難易等因素。一 凈化裝置技術(shù)性能的表示方法1. 處理氣體流量；2. 凈化效率；3. 壓力損失（計(jì)算：1，煙氣；2，總效率/處理氣體流量/多級除塵的總凈化效率）P15

41、1-155二 凈化效率的表示方法1. 總效率2. 通過率3. 分級效率系指除塵裝置對某一粒徑或粒徑間隔內(nèi)粉塵的除塵效率。P153（分級效率為50%的粒徑稱為除塵器的分割粒徑）第四節(jié) 顆粒捕集的理論基礎(chǔ)一、 流體的阻力二、 阻力導(dǎo)致的減速運(yùn)動(dòng)三、 重力沉降四、 離心沉降五、 靜電沉降六、 慣性沉降1. 慣性碰撞（效率主要取決于三個(gè)因素）(1) 氣流速度在捕集體（即靶）周圍的分布(2) 顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡(3) 顆粒對捕集體的附著2. 攔截七、 擴(kuò)散沉降第六章 除塵裝置第一節(jié) 機(jī)械除塵器機(jī)械力除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋

42、風(fēng)除塵器。一、重力沉降室1.重力沉降室除塵原理利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理。含塵氣流進(jìn)入沉降室后，引流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速迅速下降，氣流為層流，塵粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。2.分類 ：層流式重力沉降室、湍流式重力沉降室層流模式重力沉降室的計(jì)算（1）沉降時(shí)間計(jì)算 塵粒的沉降速度為Vt，沉降室的長、寬、高分別為L、W、H，要使沉降速度為Vt的塵粒在沉降室全部去除，氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間t（）應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間（），即（2）最小沉降粒徑計(jì)算（3）重力沉降室除塵效率多層重力沉降室分級除塵效率優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、投資少、壓損小（一般為50-130Pa），維護(hù)管理容易

43、。缺點(diǎn)：體積大、效率低。只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子。二 慣性除塵器1.慣性除塵器除塵機(jī)理為了改善沉降室的除塵效果，可在沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的檔板，使含塵氣流沖擊在擋板上；氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。2.慣性除塵器分類：沖擊式以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子；反轉(zhuǎn)式通過改變氣流流動(dòng)方向而捕集較細(xì)粒子。3. 慣性除塵器的應(yīng)用：慣性除塵器的除塵效率，與氣流速度越大、氣流方向轉(zhuǎn)變角度越大、轉(zhuǎn)變次數(shù)越多、其凈化效率愈高，壓力損失愈大。一般適合于凈化密度大和粒徑大的金屬或礦物性粉塵除塵。對于粘性較強(qiáng)或纖維性粉塵一般不適合。 慣性除塵一般效率不高，

44、因此，一般只適合于多級除塵中的第一級除塵。捕集粒徑一般在10-20m以上的粗塵。壓力損失一般為100-1000pa。 三 旋風(fēng)除塵器1. 工作原理機(jī)理：是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，用來分離粒徑大于5-10m以上的的顆粒物。除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)：氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個(gè)運(yùn)動(dòng)：外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。含塵氣流由進(jìn)口沿切線方向進(jìn)入除塵器后，沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱為外渦旋（外渦流），外渦旋到達(dá)錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱為內(nèi)渦旋（內(nèi)渦流）。外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同，含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在慣性離心力推動(dòng)下移

45、向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂部壓力下降，一部分氣流會(huì)帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱為上渦旋。 2. 氣流的速度 為方便，常把內(nèi)外旋流氣體的運(yùn)動(dòng)分解為三個(gè)速度分量：切向速度V、徑向速度Vr、軸向速度Vz。 3. 旋風(fēng)除塵器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。 優(yōu)點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5m顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。 4. 影響效率的因素(1)

46、二次效應(yīng)(2) 比例尺寸(3) 煙塵的物理性質(zhì)(4) 操作變量5. 分類(1) 按進(jìn)氣方式分為：切向進(jìn)入式、軸向進(jìn)入式。切向進(jìn)氣方式分為：直入式和蝸殼式(2) 按氣流組織分類：回流式、直流式、平旋式和旋流式。(3) 多管旋風(fēng)除塵器（直流式旋風(fēng)子 并聯(lián)）。第二節(jié) 電除塵器一 電除塵器的工作原理1. 機(jī)理：電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進(jìn)行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒子從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。電除塵與其他除塵過程的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在塵粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上。決定了分離粒子能耗小、氣流阻力也小的特點(diǎn)。2. 電除塵的性能優(yōu)點(diǎn)

47、(1) 壓力損失小，一般為200-500Pa；(2) 處理氣量大，可達(dá)105-106m3/h；(3) 能耗低，大約0.2-0.4kWh/（1000m3）；(4) 對細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99%；(5) 可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。3. 電除塵的性能缺點(diǎn)除塵器的主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，消耗鋼材多，初投資大，要求安裝和運(yùn)行管理技術(shù)較高，故目前我國電除塵的應(yīng)用還不太普遍。 4. 電除塵的工作原理兩電極間加一電壓。一對電極的電位差必須大得使放電極周圍產(chǎn)生電暈（常常加直流），高電壓使含塵氣體通過這對電極之間時(shí)，形成氣體離子（正離子、負(fù)離子）這些負(fù)離子迅速向集塵極運(yùn)動(dòng)，并且由于同粒子相撞而把電荷轉(zhuǎn)移

48、給粉塵荷電，然后與粒子上的電荷互相作用的電場就使它們向收塵電極漂移，并沉積在集塵電極上，形成灰塵層。當(dāng)集塵電極表面粉塵沉集到一定厚度后，用機(jī)械振打等方法將沉集的粉塵層清除掉落入灰斗中。5. 電除塵過程：(1) 懸浮粒子的荷電；(2) 帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集；(3) 將捕集物從集塵表面上清除二 電暈放電在電暈中產(chǎn)生離子的主要機(jī)制是由于氣體中的自由電子從電場中獲得能量，和氣體分子激烈碰撞，是電子脫離氣體分子，結(jié)果產(chǎn)生帶陽電荷的氣體離子并增加了自由電子，這種現(xiàn)象稱為電離。 在曲率很大的表面（如一尖端或一根細(xì)線）和一根管子或一塊板之間有電位差，則能形成非均勻電場而產(chǎn)生電暈放電。電除塵中所采用的單極

49、性電暈是在放電電極和收塵電極間形成的穩(wěn)定的自發(fā)發(fā)生的氣體放電，電離過程局限在放電電極鄰近的強(qiáng)電場中的輝光區(qū)或鄰近輝光區(qū)的地方。影響電暈特性的因素電極的形狀、電極間距離、氣體組成、溫度、壓力、粉塵的濃度、粒度、電阻率以及他們在電暈極和集塵極上的集塵。三 粒子荷電電除塵過程的基本要求就是：相同條件下荷電速度快，荷電量大。 1. 粒子荷電種類(1) 離子在電場力作用下作定向運(yùn)動(dòng)，并與粒子碰撞而使粒子荷電，稱為電場荷電；(2) 氣體吸附電子而成為負(fù)氣體離子，由離子的擴(kuò)散而使粒子荷電，稱為擴(kuò)散荷電； (3) 場電荷和擴(kuò)散電荷的綜合作用。 2. 影響荷電時(shí)間的因素1、電流影響；電暈電流增加則荷電時(shí)間變短；

50、 2、不規(guī)則電場影響；由于是經(jīng)整流的不平滑變電壓（未達(dá)穩(wěn)定）故在部分周期內(nèi)荷電間斷，粉塵上的電荷過剩，增長了荷電時(shí)間，降低了除塵效率。四 荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度在電場中粉塵的運(yùn)動(dòng)主要受靜電力和空氣動(dòng)力支配。靜電力 Ep粒子所處位置的集塵電場強(qiáng)度，V/m空氣動(dòng)力主要是由于粉塵和氣體之間的相對運(yùn)動(dòng)所引起的阻力按斯托克斯公式計(jì)算： 二力相等時(shí)，即F1=F2時(shí)，塵粒就達(dá)到一個(gè)極限速度或終末速度： (注：t>10-2s)；稱為塵粒的驅(qū)進(jìn)速度。2.粒子的捕集效率3.有效驅(qū)進(jìn)速度 五 被捕集粉塵的清除六 電除塵器的結(jié)構(gòu)1.類型：分為單區(qū)和雙區(qū)2.結(jié)構(gòu)：電暈電極、集塵極、高壓供電設(shè)備、氣流分布

51、板七 粉塵電阻率粉塵比電阻和對電除塵器的影響1. 粉塵的導(dǎo)電性：煙氣中的水汽和化學(xué)物質(zhì)能使粉塵具有電除塵器操作所需要的微弱導(dǎo)電性，某些情況下，較高的穩(wěn)定也會(huì)使粉塵具有滿意的導(dǎo)電性。2. 高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響：高比電阻粉塵將會(huì)干擾電場條件，導(dǎo)致除塵率下降。當(dāng)高于一值時(shí)，集塵板粉塵層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)電火花，即會(huì)產(chǎn)生明顯反電暈，反電暈的產(chǎn)生導(dǎo)致點(diǎn)暈電流密度大大降低，嚴(yán)重干擾粒子荷電和捕集。3. 克服高比電阻的方法：保持電極表面盡可能清潔、采用較好的供電系統(tǒng)、煙氣調(diào)質(zhì)（增加濕度、改變煙氣溫度）、發(fā)展新型電除塵器。第三節(jié) 袋式除塵1. 袋式除塵器工作原理：含塵氣體從下部孔板進(jìn)入圓筒形濾袋，再通過濾料

52、的空隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗。2. 粉塵初層：顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層，稱為粉塵初層。其是稱為袋式除塵器的主要過濾層，提高除塵效率。3. 袋式除塵器的清灰方式：機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰。袋式除塵器特點(diǎn)：除塵效率高；適應(yīng)性強(qiáng)；操作彈性大； 結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)：受濾布的耐溫、耐腐等操作性能的限制；不適于粘結(jié)性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的塵粒。 第四節(jié) 濕式除塵器一 概述 1.原理使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽?/p>

53、徑增大的裝置 當(dāng)顆粒直徑和密度確定后，碰撞系數(shù)與野地之間的相對速度，成正比，而與直徑成反比。對于給定的煙氣系統(tǒng)，要提高慣性碰撞參參數(shù)，必須提高液氣相對速度和艱辛液滴直徑。慣性碰撞參數(shù)越大，則粒子慣性越大，碰撞捕集效率越高?？梢杂行У爻ブ睆綖?.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物 高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.21.5kPa，對10m以上粉塵的凈化效率可達(dá)9095%（噴霧塔洗滌器、旋風(fēng)洗滌器）高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5以上（文丘里洗滌器）2.分類根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，大致將其分為七類：(1) 重力噴霧洗滌器（噴霧塔洗滌器

54、）(2) 旋風(fēng)洗滌器(3) 自激噴霧洗滌器(4) 板式洗滌器(5) 填料洗滌器(6) 文丘里洗滌器(7) 機(jī)械誘導(dǎo)洗滌器優(yōu)點(diǎn)：不僅可以除去粉塵，還可凈化氣體 效率較高，可去除的粉塵粒徑較小 體積小，占地面積小 能處理高溫、高濕的氣流。 缺點(diǎn)：有泥渣 防凍設(shè)備（冬天） 易腐蝕設(shè)備 動(dòng)力消耗二 濕式除塵器的除塵機(jī)理1、慣性碰撞參數(shù)與除塵效率 2、接觸功率與除塵效率根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗(yàn)公式，能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關(guān)系接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機(jī)理無關(guān)。3、分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分離粒子的難易程度和洗