環(huán)境工程概論大工第3章大氣污染與治理課件

1、3 大氣污染與治理【學(xué)習(xí)指南】了解：大氣圈的構(gòu)成及大氣組成、大氣污染的危害、大氣污染的狀況，室內(nèi)空氣污染。熟悉：大氣污染的形成、大氣污染的含義、大氣污染源的分類。掌握：顆粒和常見氣體污染物的治理原理和方法，掌握室內(nèi)環(huán)境污染治理方案。2022/7/2513 大氣污染與治理3.1大氣污染3.2大氣污染的治理2022/7/2523.1 大氣污染3.1.1大氣結(jié)構(gòu)3.1.2大氣污染2022/7/2533.1.1大氣結(jié)構(gòu)1.大氣圈 我們把覆蓋在地球表面并隨地球引力而旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做大氣圈。 通常把10001400公里以下的大氣層作為大氣圈的厚度。大氣結(jié)構(gòu)是指大氣在垂直方向和水平方向上氣象要素分布不均勻性

2、的狀況，在垂直方向上，根據(jù)溫度、成分、電荷等物理性質(zhì)，同時考慮大氣垂直方向上溫度和垂直運動的特征，大氣圈分為對流層、平流層、中間層、熱成層和逸散層。2022/7/2542022/7/2552. 大氣的組成 大氣是由多種氣體組成的混合氣體，就其組成可以分為恒定的、可變的和不定的三種組分。恒定的組分主要是指大氣中的氮、氧、氬（其中氮78.09%、氧20.95%、氬0.93%）及微量的氦、氖、氪、氙、氡等稀有氣體。 恒定組分: N2、O2、Ar 可變組分: CO2、H2O 不定組分: H2S、SOx、NOx 2022/7/2561.大氣污染的概念 由于自然或人為的原因，導(dǎo)致空氣中有害物質(zhì)的濃度超過一

3、定限度，維持一定的時間，直接或間接地對人類正常生活、動植物正常生長，以及對氣候和各類物品、材料造成危害的現(xiàn)象，稱為大氣污染。 除火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海水蒸發(fā)、植物花粉傳播等自然原因外，人類活動如工業(yè)生產(chǎn)、生活燃燒、各種交通工具排放的煙、粉塵、廢氣等，還有現(xiàn)代化戰(zhàn)爭，都會引起大氣污染。3.1.2大氣污染2022/7/257 2.大氣污染源 大氣污染源系大氣污染物的發(fā)生源。有自然污染源和人為污染源。自然源主要有風(fēng)吹揚塵、森林火災(zāi)、火山爆發(fā)等產(chǎn)生的氣體與塵粒，人為源是形成空氣污染問題，是由人們的生產(chǎn)和生活過程產(chǎn)生的。 一般分成工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通運輸污染源和生活污染源等。2022/7/258

4、（1）顆粒污染物 1）塵粒2）粉塵3）煙塵4）霧塵5）煤塵（2）氣態(tài)污染物 1）含硫化合物 2）含氮化合物3）碳氧化合物 4）碳?xì)浠衔?5）鹵素化合物（3）二次污染物 1）倫敦型煙霧2）洛杉磯型煙霧 3）工業(yè)型光化學(xué)煙霧 。（4）工業(yè)和交通廢氣3.大氣污染物2022/7/2592022/7/2510倫敦?zé)熿F事件洛杉嘰光化學(xué)煙霧2022/7/2511（1）對生物的危害 對人體的危害 急性中毒、慢性中毒、致癌三種。 對動植物的危害 一是使生物中毒或枯竭死亡，二是減緩生物的正常發(fā)育，三是降低生物對病蟲害的抗御能力。（2）對環(huán)境的危害 大氣污染對環(huán)境的影響主要指溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨等。 溫室效

5、應(yīng)：據(jù)估計，如果氣溫上升1，海平面要升高10厘米，而全球3/4的大城市和占40%的人口都集中在離海岸不過60千米以內(nèi)的地區(qū)。 臭氧層破壞、酸雨蔓延4.大氣污染的危害2022/7/2512大氣污染對植物和材料的危害2022/7/25133.2大氣污染的治理3.2.1大氣污染的治理方法3.2.2顆粒污染物治理3.2.3氣體污染物的治理3.2.4室內(nèi)空氣污染的治理3.2.5大氣污染治理實例2022/7/25141.大氣污染的治理原則“以防為主，防治結(jié)合” （1）合理規(guī)劃工業(yè)布局，加強防治大氣污染治理的科學(xué)研究，采取防治大氣污染的措施，保護和改善大氣環(huán)境。（2）任何單位和個人都有保護大氣環(huán)境的義務(wù)，并

6、有權(quán)對污染大氣環(huán)境的單位和個人進(jìn)行檢舉和控告，由各級人民政府獎勵成績顯著的單位和個人。3.2.1 大氣污染的治理方法2022/7/2515（3）新建、擴建、改建向大氣排放污染物的項目，必須遵守國家有關(guān)建設(shè)項目環(huán)境保護管理的規(guī)定。建設(shè)項目的環(huán)境影響報告書，必須對建設(shè)項目可能產(chǎn)生的大氣污染和對生態(tài)環(huán)境影響作出評價，規(guī)定防治措施，并按照規(guī)定的程序報環(huán)境保護行政主管部門審查批準(zhǔn)。建設(shè)項目投入生產(chǎn)或者使用之前，其大氣污染防治設(shè)施必須經(jīng)過環(huán)境保護行政主管部門驗收，達(dá)不到國家有關(guān)建設(shè)項目環(huán)境保護管理規(guī)定的要求的建設(shè)項目，不得投入生產(chǎn)或者使用。2022/7/2516（4）國家實行按照向大氣排放污染物的種類和數(shù)

7、量征收排污費的制度，根據(jù)加強大氣污染防治的要求和國家的經(jīng)濟、技術(shù)條件合理制定排污費的征收標(biāo)準(zhǔn)。（5）在國務(wù)院和省、自治區(qū)、直轄市人民政府劃定的風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護區(qū)、文物保護單位附近地區(qū)和其他需要特別保護的區(qū)域內(nèi)，不得建設(shè)污染環(huán)境的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施；建設(shè)其他設(shè)施，其污染物排放不得超過規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。2022/7/25172.大氣污染的治理措施（1）能源的利用效率 （2）能源的開發(fā) （3）綠化造林 （4）工業(yè)污染源控制 （5）集中供熱與熱電聯(lián)用 2022/7/25183.2.2顆粒物污染物的治理1.顆粒的性質(zhì)（1）粉塵的密度 （2）粉塵的比表面 （3）粉塵的潤濕性 （4）粉塵的安息角與滑動角 （5）

8、粉塵的粘附性 （6）粉塵的磨損性 （7）粉塵的荷電性和導(dǎo)電性 （8）粉塵的爆炸性 （9）粉塵的形狀 2022/7/25192.顆粒的治理方法 顆粒污染物控制技術(shù)就是從廢氣中將顆粒污染物分離出來并加以捕集、回收的技術(shù)，即除塵技術(shù)。從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置，或除塵器。根據(jù)除塵機理，常用的除塵裝置可分機械式除塵器、洗滌式除塵器、過濾式除塵器和電除塵器等幾種類型。2022/7/2520 按機制分類 (1)機械式除塵器(2)過濾式除塵器(3)濕式除塵器(4)靜電除塵器 按是否用液體分類 (1)濕式除塵器(2)干式除塵器 按除塵效率高低分類 (1)高效除塵器 (2)中效除塵器 (

9、3)低效除塵器 除塵設(shè)備簡介2022/7/2521機械式除塵器 慣性除塵器 2022/7/2522機械式除塵器旋風(fēng)除塵器 2022/7/2523濕式除塵器 （a）重力噴霧除塵器；（b）旋風(fēng)水膜除塵器；（c）諸水式?jīng)_擊水浴除塵器；（d）板式塔除塵器；（e）填料塔除塵器；（f）文丘里除塵器；（g）機械除塵器2022/7/25243.2.3氣態(tài)污染物的治理1.氣態(tài)污染物的治理原理 氣體污染物種類繁多，依據(jù)這些物質(zhì)不同的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，需采用不同的技術(shù)方法進(jìn)行處理。氣體污染物的常用治理方法包括吸收法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法、燃燒法、冷凝法等。2.常見污染物的治理 （1）SO2 （2）NOx （3）汽車

10、尾氣2022/7/2525 氣態(tài)酸性氧化物(同堿、鹽反應(yīng)) （1）原理 SO2 中間價態(tài) 溶于水 （2）方法 1）干法 優(yōu)點：排煙溫度高,易擴散. 缺點：效率低,設(shè)備龐大. 活性炭吸附法 催化氧化法 SO22022/7/25262）濕法 優(yōu)點：方法簡單,流程短,建設(shè)費用省 缺點：溫度低,濕度大,煙氣上升高度低,難擴散. 氨法：2NH3.H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O(工藝成熟,簡單操作方便,重點掌握) 回收(NH4)2SO4： (NH4)2SO3+(1/2)O2 (NH4)2SO4 回收石膏： (NH4)2SO4+Ca(OH)2 CaSO4.2H2O+2NH3 回收硫磺： (NH4)

11、2SO3 2NH3+SO2 + H2O SO2 + H2S 3S + 2H2O2022/7/2527（2）方法 2）濕法鈣法 Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O CaSO3 + SO2 + H2O Ca(HSO3)2回收石膏：CaSO3 + (1/2)O2 + 2H2O CaSO4.2H2O Ca(HSO3)2 + NO + H2O CaSO4.2H2O +(1/2)N2 2Ca(HSO3)2 + NO2 + 2H2O 2CaSO4.2H2O +(1/2)N2 + 2SO2 (此法同時除去NOx)堿法(鈉法) NaOH 鎂法 MgxMnOy 和MgO Grillo法 MgxMn

12、Oy 副產(chǎn)物H2SO4濃度可達(dá)98%. Chemical法(MgO)2022/7/2528 活性炭吸附SO2工藝流程 1-噴管；2-復(fù)檔脫水器；3-澄清池；4-風(fēng)機；5-吸附塔；6-中間酸箱； 7-酸洗泵；8-放空管；9-半成品酸箱；10-酸槽2022/7/2529 NOx為氣態(tài)酸性氧化物 （1）原理 中間價態(tài),有氧化還原性,氧化性為主 NO難溶于水,常需變成NO2 （2）方法 堿液吸收 NaOH、Na2CO3、NH3水 NO + NO2+2MOH2MNO3+H2O 吸收法 2MOH + 2NO2 MNO2 + MNO3 + H2O 熔融鹽吸收 濃硫酸吸收 活性炭吸附法 絲光沸石分子篩NOx2

13、022/7/25302022/7/2531（2）方法 非選擇性催化還原法 定義：在催化劑的作用下,還原劑不加選擇地與廢氣中的NOx與O2同時發(fā)生反應(yīng). 溫度：400500C 催化劑：Pt、Cu、Co、Ni、Cr、Mn等的氧化物 主要反應(yīng)：CH4 + 4NO CO2 + 2H2O + 2N2 CH4 + 4NO2 4NO + CO2 + 2H2O 選擇性催化還原法 定義：在催化劑作用下,還原劑只選擇性地與廢氣中的NOx發(fā)生反應(yīng). 還原劑氣體：NH3、H2S、 Cl2 - NH3等. 主要反應(yīng)： 2NO + Cl2 2NOCl 2NOCl + 2NH3 NH4Cl + H2O + N2 NOx2022/7/25323.2.4室內(nèi)空氣污染的治理1.室內(nèi)空氣污染 室內(nèi)空氣污染是指由于室內(nèi)引入能釋放有害物質(zhì)的污染源或室內(nèi)環(huán)境通風(fēng)不佳而導(dǎo)致室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)無論是從數(shù)量上還是種類上的不斷增加，并引起人的一系列不適癥狀。 室內(nèi)空氣污染物主要有甲醛、苯、氨及其同系物、氡及其他放射性物質(zhì)、總揮發(fā)性有機化合物(TVOC) 等。2022/7/25332.室內(nèi)空氣污染的治理（1）環(huán)境污染治理立法 （2）使用最新空氣凈化技術(shù) （3）合理布局及分配室內(nèi)外的污染源 （4）加強室內(nèi)通風(fēng)換氣的次數(shù) （5）植物消除法2022/7/25343.2.5大氣污