大氣污染控制工程1 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、第一章1、大氣：環(huán)繞地球的全部空氣總和。2、傳統(tǒng)的大氣污染控制方式：吸收、吸附、催化、燃燒、冷凝。3、大氣層：分為對(duì)流層、平流層、電離層。臭氧層位于對(duì)流層和平流層之間。4、環(huán)境空氣：指人類、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外空氣。5、大氣污染：由于人類活動(dòng)或自然過(guò)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)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了生態(tài)環(huán)境。6、大氣污染系統(tǒng)：人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、科技社會(huì)空氣質(zhì)量的改變-不便利、國(guó)際爭(zhēng)端、健康危害、自由減少、花費(fèi)增加、新技術(shù)7、大氣污染研究?jī)?nèi)容：大氣污染來(lái)源、污染控制技術(shù)、大氣污染物的大氣層行為、大氣污染物的影響、立法和管理措

2、施&污染源：（1）人為源：運(yùn)輸，發(fā)電，工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)和家庭的燃料燃燒，垃圾燃燒（2）自然源：地理（間歇噴泉，火山，海洋）氣象（閃電）動(dòng)物（反芻動(dòng)物，白蟻）植物9、大氣污染分類：（1）氣溶膠污染物：氣體介質(zhì)和懸浮在其中的分散粒子所組成的系統(tǒng)稱為氣溶膠。（2）氣態(tài)污染物：以分子狀態(tài)存在的污染物A、一次污染物：直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)B、二次污染物：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(guò)一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。10、全球性大氣污染問(wèn)題：溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨。（1）溫室效應(yīng)：大氣中二氧化碳或其他微量氣體如甲烷、一氧化二氮、氟氯碳等，

3、可以是太陽(yáng)短波輻射幾乎無(wú)衰減的通過(guò)，但卻可以吸收地表的長(zhǎng)波輻射，由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象。溫室效應(yīng)的影響：氣候變暖，海平面升高，生態(tài)影響，農(nóng)業(yè)變化。（2）酸雨：在清潔的空氣中被二氧化碳飽和的水PH為5.6，故將PH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水稱為酸雨。11、光化學(xué)煙霧（photochemicalsmog:在陽(yáng)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，稱為光化學(xué)煙霧（優(yōu)勢(shì)帶有紫色或黃褐色）。12、煙霧的健康影響：能見度下降，心肺問(wèn)題，抵抗力下降，促進(jìn)癌癥擴(kuò)散，刺激眼睛，刺激呼吸道，支氣管炎。13、酸沉降（acidprecipitation:

4、化石燃料燃燒和汽車尾氣排放的SOx和NOx，在大氣中形成硫酸或硝酸，又以雨雪霧等形式返回地面，形成酸沉降。分為：干沉降和濕沉降14、大氣污染控制方法：（1）清潔過(guò)程和清潔產(chǎn)品（2）持續(xù)發(fā)展的能源政策（提高清潔能源的比例，提高能源效率并節(jié)省能源，發(fā)展清潔燃煤技術(shù)，發(fā)展新能源和再生能源）（3）建立聯(lián)合工業(yè)基地15、大氣污染的危害：（1）影響人類健康（2）損害財(cái)產(chǎn)（3）影響大氣能見度第二章1、污染控制方法：促進(jìn)擴(kuò)散、通過(guò)技術(shù)改進(jìn)減少排放量、末端治理技術(shù)。促進(jìn)擴(kuò)散：(1) 抬咼煙囪(2) 間歇式控制方案：極端或特殊條件下應(yīng)用。關(guān)閉工廠、更換燃料、減少產(chǎn)量。(3) 重新布置工廠通過(guò)技術(shù)流程改進(jìn)減少排放量

5、：(1) 流程改進(jìn)：選擇最經(jīng)濟(jì)的控制方案，改變?nèi)剂?，改變行為?2) 源頭治理。2、資源回收利用3、污染物的最終去向：回收利用、燃燒、填埋。4、空氣污染控制系統(tǒng)和裝置的設(shè)計(jì)：典型的空氣污染控制系統(tǒng)包括：氣體收集裝置、控制裝置、氣體輸送裝置(風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī))、管道、煙囪。5、大氣污染控制設(shè)備中的氣體流速：經(jīng)濟(jì)流速(economicvelocity)：使動(dòng)力花費(fèi)和設(shè)備維修管理費(fèi)用最低的流速。經(jīng)濟(jì)流速一般在1218m/s。6、效率和穿透率7、均相和非均相污染物：即單一污染物和混合污染物，顆粒物屬于非均相污染物。9、燃燒：多數(shù)污染物來(lái)自于燃燒過(guò)程。CxHy+(x+y/4)O2xCO2+(y/2)H2O(

6、1) 燃燒熱：如果將一定量的燃料和恰好將其完全氧化的氧化劑完全反應(yīng)，然后將燃料生成的產(chǎn)物降低至反應(yīng)前的溫度，將有一部分的能量以熱能的形式散發(fā)出去，這些能量稱為燃燒熱。(2) 完全燃燒的因素：3T原則：溫度、時(shí)間、混合度。(3) 燃燒的分類：直接燃燒，熱燃燒，催化燃燒。10、管道輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：(1) 總壓力損失=摩擦壓力損失+局部壓力損失。(2) 計(jì)算管道壓力損失的目的：確定管道直徑、確定壓力損失、選擇鼓風(fēng)機(jī)和電子引擎吸收1、吸收：指某物質(zhì)通過(guò)相界面從氣相轉(zhuǎn)移至液相溶劑中。2、吸收原理(原則)：(1) 被吸收的污染物必須能溶解于液體。(2) 氣液之間的連接(轉(zhuǎn)移)的污染物取決于其溶解度。(3)

7、 吸收后的吸收劑必須被處理：解吸(desorption/stripping)3、吸收的目的：回收可利用的物質(zhì)、去除有害物質(zhì)4、化學(xué)吸收的優(yōu)點(diǎn)：(1) 液膜吸收系數(shù)增大。(2) 增加吸收組分的溶解度并減少其平衡分壓。(3) 填料的有效表面積增加。5、化學(xué)吸收的步驟：(1) 溶質(zhì)A從氣相擴(kuò)散到界面（2）溶質(zhì)A擴(kuò)散到液相（3）反應(yīng)物B擴(kuò)散到液相（4）溶質(zhì)A于B在反應(yīng)區(qū)進(jìn)行反應(yīng)（5）產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)擴(kuò)散到液相6、化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率計(jì)算（重點(diǎn)）吸附1、吸附的定義：是用多孔固體吸附劑將氣體或液體混合物中的一種或數(shù)種組分濃集與固體表面，而與其他組份分離的過(guò)程。吸收與吸附的區(qū)別：（1）吸收是氣相組分從氣相轉(zhuǎn)移至液

8、相中，而吸附是從氣相轉(zhuǎn)移至固體表面。（2）吸收用于去除或回收氣體中濃度較大的有害或有用成分，而吸附用于去除一般方法難分離的低濃度有害物質(zhì)。2、吸附質(zhì)：被吸附到固體表面的物質(zhì)。吸附劑：能夠附著吸附劑的物質(zhì)。3、下使用吸附工藝的條件：（1）濃度很?。?）污染物不能被氧化（3）在密閉空間內(nèi)凈化空氣（4）污染物有毒4、物理吸附：由于分子間范德華力引起，可以是單層吸附，也可以是多層吸附。特征：（1）吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）吸附過(guò)程極快，參與吸附的各相間常常瞬間達(dá)到平衡。（3）吸附為放熱反應(yīng)。（4）吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附力不強(qiáng)。5、化學(xué)吸附：由于吸附質(zhì)與吸附劑之間的化學(xué)間作用力引起，單層吸附，

9、需要活化能。特征：（1）有很強(qiáng)的吸附選擇性。（2）吸附速率慢，達(dá)到吸附平衡需要很長(zhǎng)時(shí)間。（3）升高溫度可以提高吸附速率。6、吸附的影響因素：（1）運(yùn)行條件，如溫度、壓力、氣速。（2）吸附劑。（3）吸附質(zhì)。（4）吸附劑的反應(yīng)活性。（5）吸附柱。7、再生方法：（1）升高溫度（2）改變壓力（3）置換：選擇合適的脫附劑，將吸附質(zhì)置換與吹脫出來(lái)。（4）凈化氣體（5）萃取8、吸附設(shè)備：固定床吸附器、移動(dòng)床吸附器、流化床吸附器。9、固定床吸附器的計(jì)算。（希洛夫公式，必考）10、吸附劑活性：?jiǎn)挝晃絼┧芪降奈劫|(zhì)的量，是吸附劑吸附能力的標(biāo)志，常以吸附劑上已吸附吸附質(zhì)的量與所用吸附劑的量之比的百分?jǐn)?shù)表示。1

10、1、靜活性：在一定溫度下，與氣體中被吸附物的初始濃度達(dá)平衡是單位吸附劑上可能吸附的最大吸附量。即在一定溫度下，吸附劑達(dá)到飽和時(shí)單位吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)的量。12、動(dòng)活性：吸附過(guò)程還沒有達(dá)到平衡時(shí)單位吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)的量。與排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。13、吸附等溫線（adsorptionisotherm:一定溫度下吸附達(dá)到平衡時(shí)，吸附質(zhì)在氣、固兩相中的濃度關(guān)系，一般用吸附等溫線表示。催化1、催化：催化作用是指催化劑在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所起的加快化學(xué)反應(yīng)速率的作用。2、催化的應(yīng)用：工業(yè)氣體中去除SO2和NOx、VOCs和臭氣的催化燃燒、汽車尾氣的催化轉(zhuǎn)化3、催化特性：加快正、逆反應(yīng)速率，縮短平衡時(shí)間，使反

11、應(yīng)更快進(jìn)行并且在能在低溫下反應(yīng)，特殊選擇性4、催化劑：在催化反應(yīng)中增加反應(yīng)速率且不被消耗的一種化學(xué)物質(zhì)。5、催化劑的組成：（1）活性組分：是催化劑中能加快化學(xué)反應(yīng)速率的主要成分。他是催化劑的核心，能單獨(dú)使用。一類由金屬物質(zhì)組成如鉑銀銅，另一類為氧化物或硫化物組成（2）助催化劑：本身對(duì)化學(xué)反應(yīng)無(wú)催化性能，但與活性物質(zhì)共同存在時(shí)，能顯著提高活性組分的催化能力（3）載體：承載活性組分和助催化劑。6、載體的作用：節(jié)省催化劑、加大催化劑面積，提高分散度，提高活性、在分解還原過(guò)程中，沒有明顯體積收縮、增大強(qiáng)度，提高催化劑壽命7、催化劑的性能：活性，選擇性，穩(wěn)定性。8、活性：A=m/mR選擇性：一種催化劑在

12、一定條件下只對(duì)其中一個(gè)反應(yīng)起加速作用的特性。9、穩(wěn)定性（壽命）：熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性。影響因素有老化和中毒（暫時(shí)和永久）10、催化劑使用的三個(gè)階段：誘導(dǎo)期、穩(wěn)定期、老化11、降低活性的因素：活性組分的減少、燒結(jié)、體積減小、碳堆積、中毒12、氣固催化反應(yīng)過(guò)程：（1）反應(yīng)物從氣相主體擴(kuò)散至催化劑顆粒外表面。（2）反應(yīng)物由催化劑外表面向微孔內(nèi)擴(kuò)散。（3）反應(yīng)物在催化劑內(nèi)表面上被吸附。（4）反應(yīng)物在催化劑內(nèi)表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成產(chǎn)物。（5）產(chǎn)物脫附離開吸附劑內(nèi)表面。（6）產(chǎn)物從微孔向外表面擴(kuò)散。（7）產(chǎn)物從外表面進(jìn)入氣相主體。硫氧化物1、硫氧化物和氮氧化物產(chǎn)生的影響：（1）對(duì)呼吸道有強(qiáng)烈

13、刺激作用。（2）導(dǎo)致PM10和PM2.5的產(chǎn)生，降低大氣能見度。（3）是產(chǎn)生酸雨的根本原因。2、硫元素和氮元素的氧化還原：硫化氫一一硫一一二氧化硫一一三氧化硫一一硫酸氨氣氮一氧化氮二氧化氮硝酸其中，二氧化硫含量最多。3、二氧化硫在大氣中的流動(dòng)方式：（1）產(chǎn)生：由于人類燃燒含硫燃料和提煉硫鐵礦等行為，導(dǎo)致了二氧化硫的排放。（2）控制措施：主要是將二氧化硫轉(zhuǎn)化為二水合硫酸鈣進(jìn)行填埋或者回收利用。4、硫的控制：（1）減少硫的來(lái)源：A、天然氣的沉積物中含有硫B、石油精煉的副產(chǎn)物中含有硫C、煤的氣化產(chǎn)生的燃料氣中含有硫（2）硫的吸收和去除：（重點(diǎn)）A、硫化氫：硫化氫能溶于水，用弱堿在去除器中進(jìn)行再生，將

14、硫化氫氧化為硫單質(zhì)或硫氧化物，用強(qiáng)堿處理吸收器中的溶液。其中，硫化氫氧化為硫單質(zhì)的過(guò)程稱為克勞斯工藝（必考），方程式為：H2S+1/2O2S+H2O。B、高濃度二氧化硫廢氣（2%40%）：來(lái)源于硫鐵礦的提煉，將其中的二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸：二氧化硫一一三氧化硫一一硫酸C、低濃度二氧化硫廢氣（0.1%）：來(lái)源于燃煤發(fā)電廠，煙道氣除硫。（3）石灰石-石膏濕法反應(yīng)機(jī)理（重點(diǎn)）Ca（OH）+SOCaSO1/2HO+1/2HO2 2322CaCO+SO+1/2HOCaSO1/2HO+CO3 22322CaSO1/2HO+SO+1/2HOCa（HSO）2CaSO1/2HO+O+3HO2CaSO2HO32224

15、2Ca（HSO）+1/2O+HOCaSO2HO+SO3丿222422存在的問(wèn)題：腐蝕，固體物質(zhì)的沉積和堵塞，流沙分離器的堵塞，試劑使用率低，固液分離效果不好。（4）干燥系統(tǒng)：向氣流中注入堿性顆粒物，含有二氧化硫的顆粒物被捕捉到顆粒物收集器中。這個(gè)方法消除了處理濕泥的問(wèn)題。5、總述：（1）對(duì)于含有少量硫的液態(tài)或氣態(tài)燃料，常用的處理方法是利用催化劑將其中含有的硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，弱堿洗氣，通過(guò)克勞斯工藝將硫化氫氧化為單質(zhì)硫，然后將其出售用于硫酸生產(chǎn)或者進(jìn)行填埋。（2）對(duì)于硫鐵礦的提煉，該過(guò)程產(chǎn)生的廢氣中含有4%或以上的二氧化硫，最常用的去除方法就是將其轉(zhuǎn)化為硫酸。（3）對(duì)于大型工廠使用的煤炭或者含硫量

16、高的油，最常用的方法是將其燃燒后對(duì)工廠排除的有害氣體進(jìn)行處理，用石灰石-石膏濕法或者噴霧干燥劑，將二氧化硫轉(zhuǎn)化為二水合硫酸鈣，將其進(jìn)行填埋或者用于壁板制作材料。氮氧化物1、NJ（1）n2o：對(duì)全球氣候變暖有顯著影響，并且參與對(duì)臭氧層的破壞。（2）NO：是大氣中NO2的前體物，也是形成光化學(xué)煙霧的活躍組分，它會(huì)誘發(fā)大氣污染物的一系列化學(xué)反應(yīng)。（3）NO2:紅棕色有窒息性臭味的活潑氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性，酸雨的主要成分。2、氮氧化物與硫氧化物的對(duì)比：相似：（1）氮氧化物與硫氧化物都能與水和氧氣在大氣層反應(yīng)分別生成硝酸和硫酸，這兩者酸都是酸雨的主要成分（2）兩者都通過(guò)大氣層的轉(zhuǎn)化后導(dǎo)致或形成PM2.

17、5或PM10（3）兩者都在大氣中被大量釋放，都是被管理的污染物質(zhì)。高濃度的兩類氧化物會(huì)對(duì)呼吸產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激。（4）兩者都通過(guò)焚燒，尤其是燃煤產(chǎn)生并排放到大氣中。不同：（1）機(jī)動(dòng)車是氮氧化物的主要排放源，然而硫氧化物的排放量很少。（2）硫氧化物是由于地面的物質(zhì)產(chǎn)生的，氮氧化物大多是由于空氣中的物質(zhì)形成（3）氮氧化物在燃燒中的形成可大幅度減少通過(guò)操縱時(shí)間、溫度和燃燒的氧含量,。硫氧化物的減少是不可能的。（4）硫氧化物最終會(huì)變成CaSO42H2O或被填埋，氮氧化物最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣蜓鯕?在被轉(zhuǎn)送回大氣中（5）硫氧化物會(huì)與水快速反應(yīng)形成酸，與此不同，氮氧化物經(jīng)過(guò)兩步形成酸。3、氮氧化物排放的控制：（1）改進(jìn)燃燒過(guò)程防止氮氧化物形成（2）化學(xué)法處理燃燒氣，燃燒后，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?、控制氮氧化物生成因素：氧氣含量、溫度和分布、燃燒區(qū)的冷卻等級(jí)（低溫好、燃燒爐的形狀（分段燃燒）5、氮氧化物末端燃燒治理的難度：大量的燃燒氣、低氮氧化物濃度、氮氧化物總量大。6、煙氣脫硝方法：吸附、吸收、SCR（選擇性催化還原）、SNCR（非選擇性催化還原）（1）SCR：以氨為還原劑，通常在空氣預(yù)熱器上注入漢NOX的煙氣。還原效率隨溫度變X化。反