大氣污染全套課件

1、大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第一章第1講1.1 大氣基本常識(shí) 大氣是人類(lèi)和其他生命體賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是自然環(huán)境的重要組成部分。人類(lèi)一刻也離不開(kāi)大氣，沒(méi)有大氣就沒(méi)有地球上的生命，就沒(méi)有生機(jī)勃勃的世界。 “大氣”和“空氣”從本質(zhì)上來(lái)講是一組同義詞，所指的內(nèi)容都是一樣的。在環(huán)境保護(hù)中: (1)對(duì)特定場(chǎng)所或區(qū)域，供人和動(dòng)植物生存的氣體稱(chēng)為“空氣”。 (2)以大區(qū)域或全球性的氣流為研究對(duì)象時(shí)，采用“大氣”一詞。 1.1.1 大氣的組成 自然狀態(tài)下的大氣是由干潔的空氣、水蒸氣和各種懸浮固體雜質(zhì)組成?？煞譃椋?恒定組分：O2、N2、氬、惰性氣體。它們的比例在地球表面上 任何地方幾乎是可以看作不變的。 可變組分

2、：CO2、水蒸汽、O3。它們?cè)诖髿庵械暮渴请S地區(qū)、 季節(jié)、氣象、人類(lèi)的活動(dòng)的影響而發(fā)生變化。 第一環(huán)境問(wèn)題引起的：由自然界的火山爆發(fā)、森林 不定組分: 火災(zāi)、海嘯、地震等暫時(shí)性災(zāi)難所引起的。 第二環(huán)境問(wèn)題引起的：SOX、NOX、CFCS、CHX1.1.2大氣圈的構(gòu)成一、結(jié)構(gòu) 對(duì)流層 平流層 中間層 暖 層 外 層 二、特點(diǎn)1.對(duì)流層 （1）天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變。 （2）氣溫隨高度增加而遞減，每上升100米降低0.65。 （3）空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著。 （4）溫度、濕度水平方向分布不均勻。2.平流層 （1）空氣比較干燥，幾乎沒(méi)有水汽。 （2）下層氣溫基本不隨高度變化，是一等溫層，上層氣溫隨高度 升高而迅

3、速上升。 （3）空氣幾乎沒(méi)有對(duì)流運(yùn)動(dòng)，大氣透明性好，很難出現(xiàn)云雨雪等 天氣現(xiàn)象。3.中間層 氣溫隨高度增加而迅速降低，對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，垂直混合明顯。4.暖層 這一層空氣稀薄，氣體分子處于高度電離狀態(tài)，故又稱(chēng)它為電離層。氣體溫度隨高度增加而迅速上升。5.外層 是大氣圈的最外層，空氣極為稀薄，密度幾乎與太空密度相同，空氣粒子運(yùn)動(dòng)速度極高，可以擺脫地球引力逸散到太空中去，是大氣圈逐步過(guò)渡到星際空間的大氣層。 1.2 大氣污染1.2.1 大氣污染的概念與來(lái)源一、大氣污染的定義 所謂大氣污染，通常是指由于人類(lèi)活動(dòng)和自然過(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，并因此危害了人體的舒適、健

4、康和福利，或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。 人類(lèi)活動(dòng)：人為因素，生產(chǎn)活動(dòng)和生活活動(dòng)，如做飯、取暖、燃 料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、核試驗(yàn)等 自然過(guò)程：自然因素，包括火山爆發(fā)、山林火災(zāi)、海嘯、土壤和 巖石風(fēng)化以及大氣圈的空氣運(yùn)動(dòng)等自然現(xiàn)象。 二、大氣污染的類(lèi)型局域性污染地區(qū)性污染廣域性污染全球性污染煤煙型污染石油型污染混合型污染按范圍按放射性放射性污染物理化學(xué)污染大氣污染按特征三、大氣污染的來(lái)源 大氣污染源： 向大氣排放有害物質(zhì)或?qū)Υ髿猸h(huán)境產(chǎn)生有害影響的場(chǎng)所、設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。可以分為： 人為污染源由人類(lèi)的生活活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)形成的污染源。 天然污染源由自然原因向環(huán)境釋放的污染物。 由于人類(lèi)活動(dòng)是導(dǎo)致大氣污染的

5、主要原因，所以在大氣污染控制工程中，主要研究對(duì)象是人為污染源。 人為污染源主要來(lái)自以下四個(gè)方面：1.燃料燃燒 煤、石油、天然氣等燃料的燃燒是向大氣輸送污染物的重要發(fā)生源。 火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等工礦企業(yè)和各種工業(yè)窯爐的燃料燃燒，以及各種民用爐灶、取暖鍋爐的燃料燃燒均向大氣環(huán)境排放大量污染物。2.工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程 石油化工廠、有色金屬冶制廠、鋼鐵廠、焦化廠、水泥廠等各種類(lèi)型的工業(yè)企業(yè)，在原材料制作成品的過(guò)程中，都會(huì)有大量的污染物質(zhì)排入大氣中。它們有的是原料，有的是產(chǎn)物，有的則是廢氣，其污染物種類(lèi)多、數(shù)量大，是城市或工業(yè)區(qū)大氣的主要污染源。 3.交通運(yùn)輸 汽車(chē)、飛機(jī)、火車(chē)和輪船等現(xiàn)代化交通工具排

6、放的尾氣污染物，主要有碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化物、含鉛化合物、苯并（）芘等，是造成大氣污染的一個(gè)重要來(lái)源。它們?cè)陉?yáng)光的照射下，有的還可以發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重影響人類(lèi)健康。 從油箱和汽化器中揮發(fā)的汽油碳?xì)浠衔?0%從曲軸箱漏出的氣體碳?xì)浠衔?20%汽 車(chē) 排 氣一氧化碳碳?xì)浠衔锏趸?.農(nóng)業(yè)活動(dòng) 農(nóng)業(yè)作為人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的第一產(chǎn)業(yè)，對(duì)環(huán)境必然產(chǎn)生一定的影響。農(nóng)藥及化肥的使用，對(duì)提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量起著重大的作用，但也給環(huán)境帶來(lái)了諸多不利影響，致使施用農(nóng)藥和化肥的農(nóng)業(yè)活動(dòng)成為大氣的重要污染源。 另外農(nóng)業(yè)活動(dòng)（水稻種植、養(yǎng)殖）溫室氣體的排放，浸水稻田釋放大量的甲烷氣，潛在影響氣候變化

7、。噴灑農(nóng)藥此外,人為污染源還有以下分類(lèi)方法:點(diǎn)源線源面源按位置按高度地面源高架源污染源按時(shí)間連續(xù)源間斷源瞬時(shí)源按形式固定源流動(dòng)源1.2.2 大氣污染物一、大氣污染物的概念與分類(lèi) 大氣污染物是指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣的并對(duì)人類(lèi)健康或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。 大氣污染物的種類(lèi)繁多，目前常采取以下兩種分類(lèi)方法。（一）根據(jù)污染物的存在狀態(tài)，可將其分為： 1.顆粒污染物 2.氣態(tài)污染物顆粒污染物黑 煙 霧 TSP 飄 塵降 塵粉 塵 煙 飛 灰 懸浮在大氣中粒徑 小于100m的各種顆 粒物的總稱(chēng)。粒徑小于10m的顆粒狀物質(zhì)，能夠在大氣中長(zhǎng)期飄浮。氣態(tài)污染物碳氧化合物碳?xì)浠衔稃u素化合物 含硫化合

8、物含氮化合物（二）根據(jù)污染物的形成過(guò)程，可將其分為： 1.一次污染物 又稱(chēng)為原發(fā)污染物，是從污染源直接排放的原始污染物質(zhì)，進(jìn)入大氣之后其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)尚未發(fā)生改變。如二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏取?2.二次污染物 又稱(chēng)為繼發(fā)性污染物，是指一次污染物之間或一次污染物與大氣中已有組分之間經(jīng)過(guò)化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的新污染物質(zhì)。如光化學(xué)煙霧和硫酸煙霧，都是典型的二次污染物。二、主要大氣污染物及其危害1.顆粒物 PM15 PM10 PM5 PM2.5 2.硫氧化物3.氮氧化物4.碳氧化物5.碳?xì)浠衔?.光化學(xué)煙霧7.硫酸煙霧 大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第一章第2講1.3 大氣污染綜合防

9、治1.3.1國(guó)內(nèi)外大氣污染概況一、國(guó)外大氣污染概況 1.早期大氣污染 屬于煤煙型污染，主要是煙塵和二氧化硫污染。公害事件：馬斯河谷事件、倫敦?zé)熿F事件、多諾拉煙霧事件。 在這一時(shí)期，人們開(kāi)發(fā)了大量的消煙除塵技術(shù)和脫硫技術(shù)，試圖治理工業(yè)排放引起的大氣污染問(wèn)題，但很被動(dòng)，僅局限于控制污染物排放濃度的的末端治理。 2. 20世紀(jì)50-60 年代 主要是機(jī)動(dòng)車(chē)污染或石油型污染。發(fā)達(dá)國(guó)家各類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量迅速增加，石油類(lèi)燃料消耗劇增，一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锱欧帕考眲∩仙?，大氣中飄塵、重金屬、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏任廴疚锲毡榇嬖凇?這一時(shí)期，人們對(duì)光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生機(jī)理和防治措施進(jìn)行了

10、大量的研究，開(kāi)發(fā)了大量機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣治理技術(shù)和低氮燃燒技術(shù)。然而直至今天，氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧乓鸬氖托臀廴救晕吹玫接行Ф糁啤?3.酸雨 酸雨最早出現(xiàn)在挪威和瑞典等北歐國(guó)家，隨后由北歐擴(kuò)展到中歐和東歐，直至覆蓋整個(gè)歐洲。目前, 全球已形成三大酸雨區(qū)：西歐、北美和東南亞。 1979年11月在日內(nèi)瓦聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議上，通過(guò)了控制長(zhǎng)距離越境空氣污染公約。規(guī)定到1993年底，締約國(guó)必須把二氧化硫排放量削減為1980年排放量的70。歐洲和北美等32個(gè)國(guó)家都在公約上簽了字。多數(shù)國(guó)家都已經(jīng)采取了積極的對(duì)策，制訂了減少致酸物排放量的法規(guī)和措施等。 在歐洲，一系列硫協(xié)議的執(zhí)行使二氧化硫排放

11、量大量削減，酸雨進(jìn)一步加重的勢(shì)頭得以控制。二、我國(guó)大氣污染現(xiàn)狀（1）我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，大氣污染物主要是S02和煙塵，大氣 污染的特征屬于煤煙型。（2）北方城市大氣污染程度高于南方，冬季高于夏季，早晚高于中午。 南方城市是S02造成的酸雨和高硫煤地區(qū)的S02污染，北方城市的突 出問(wèn)題是冬季采暖期的煙塵和S02污染，非采暖期由于風(fēng)沙和揚(yáng)塵 的作用，大氣中顆粒物濃度也較高。（3）產(chǎn)煤區(qū)污染高于非產(chǎn)煤區(qū)嚴(yán)重，尤其是高硫煤區(qū)為重。1.3.2 大氣污染綜合防治一、大氣污染綜合防治的含義 所謂大氣污染綜合防治指為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)，對(duì)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)

12、性和實(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評(píng)價(jià)，從而得出最佳的控制技術(shù)方案和工程措施。 其內(nèi)涵就是從全局出發(fā)，綜合考慮自然和社會(huì)等多方面的因素，圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)，運(yùn)用多科學(xué)、多途徑、多種手段進(jìn)行防治，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。 大氣污染綜合防治的基本點(diǎn)是防與治的綜合。這種綜合是立足于環(huán)境問(wèn)題的區(qū)域性、系統(tǒng)性和整體性之上。二、大氣污染綜合防治應(yīng)遵循的原則 （1）防與治相結(jié)合，以防為主。（2）回收資源與凈化處理相結(jié)合，以回收資源為主。（3）分散治理與綜合治理相結(jié)合。（4）按功能區(qū)實(shí)行總量控制與濃度控制相結(jié)合。（5）人為凈化與自然凈化相結(jié)合。三、大氣污染綜合防治的措施1.全面規(guī)劃，合理布局 （1）搞好

13、城市規(guī)劃，完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。 （2）調(diào)整工業(yè)布局和結(jié)構(gòu)。2.合理利用能源 （1）改善能源結(jié)構(gòu)，推廣應(yīng)用清潔能源。 （2）開(kāi)發(fā)節(jié)能技術(shù)，提高能源的利用效率。 （3）采用先進(jìn)的清潔煤技術(shù)，集中供熱，發(fā)展城市煤氣。 （4）改進(jìn)燃燒技術(shù)和燃燒設(shè)備，降低污染物排放量。3.提倡清潔生產(chǎn)，控制廢氣排放 （1）清潔生產(chǎn) 源頭控制 （2）控制廢氣排放工程技術(shù)措施 安裝除塵凈化裝置。 高煙囪排放。 4.做好大氣環(huán)境規(guī)劃，按功能區(qū)實(shí)行總量控制 總量控制5.綠化造林，增加自凈能力。1.4 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 大氣環(huán)境質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)是為控制和改善大氣質(zhì)量，保護(hù)人體健康和生態(tài)環(huán)境，限制大氣環(huán)境中的污染物含量而制定，是執(zhí)行環(huán)境

14、保護(hù)法和大氣污染防治法、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。 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染警報(bào)標(biāo)準(zhǔn) 按用途按范圍國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.4.1 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 是以保障人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不受破壞為目標(biāo)，對(duì)各種污染物在大氣環(huán)境中的允許濃度所作的限制規(guī)定。它是進(jìn)行大氣質(zhì)量管理和評(píng)價(jià)、制定大氣污染防治規(guī)劃和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。 我國(guó)1982年制定并于1996年修訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30951996），規(guī)定了二氧化硫、總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、鉛、苯并芘和氟化物等9種污染物的濃度限值。 該標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境空氣質(zhì)量分

15、為三級(jí)： 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，在長(zhǎng)期接觸情況下，不發(fā) 生任何危害影響的空氣質(zhì)量要求。二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動(dòng)、植物，在長(zhǎng)期和短 期接觸情況下，不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動(dòng)、植物 （敏感者除外）正常生長(zhǎng)的空氣質(zhì)量要求。 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30951996）將環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分為三類(lèi)： 一類(lèi)區(qū)：為國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡和 療養(yǎng)地等。 二類(lèi)區(qū)：為城市規(guī)劃中確定的居民區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、 文化區(qū)、名勝古跡和廣大農(nóng)村等。 三類(lèi)區(qū)：為特定工業(yè)區(qū)。 其中一類(lèi)區(qū)由國(guó)家確定，二、三類(lèi)區(qū)以及適用區(qū)域的地帶

16、范圍由當(dāng)?shù)厝嗣裾畡澏ā?一類(lèi)區(qū)一般執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，依次類(lèi)推。1.4.2工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)于1979年重新修訂公布了工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36-79，規(guī)定了“居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度標(biāo)準(zhǔn)”。一些污染物在國(guó)家沒(méi)有制定它們的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以使用這一標(biāo)準(zhǔn)。 在生產(chǎn)崗位上，為了保護(hù)長(zhǎng)期進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的工人不引起職業(yè)病的危害，工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36-79 還規(guī)定了“車(chē)間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度標(biāo)準(zhǔn)”。1.4.3 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是以實(shí)環(huán)境大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，對(duì)污染源排入大氣的污染物所規(guī)定的允許排放量或排放濃度，以便直接治理污染源，防止污染。 它是控

17、制污染物的排放量和進(jìn)行凈化設(shè)計(jì)的依據(jù)，是控制大氣污染的關(guān)鍵，同時(shí)也是環(huán)境管理部門(mén)的執(zhí)法依據(jù)。 目前我國(guó)最新制定的和正在執(zhí)行的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)主要有：（1）大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 162971996；（2）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB 31999；（3）工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB90781996；（4）火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB132231996；（5）煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB161711996）；（6）水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB49151996）；（7）惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB145541993）；（8）汽車(chē)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14761.114761.793）；

18、（9）摩托車(chē)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB1462193）。 1.4.4 空氣污染指數(shù) 所謂空氣污染指數(shù)(API)是一項(xiàng)可以定量和客觀地評(píng)價(jià)空氣環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)，是將若干項(xiàng)主要大氣污染物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參照一定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)綜合換算后得到的無(wú)量綱的相對(duì)數(shù)。 根據(jù)我國(guó)空氣污染的特點(diǎn)和污染防治重點(diǎn)，目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目有：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物，今后隨著環(huán)保工作的深入和監(jiān)測(cè)技術(shù)水平的提高，還將調(diào)整增加其它污染項(xiàng)目，以便更為客觀的地反映空氣質(zhì)量狀況。 我國(guó)空氣污染指數(shù)的范圍從0到500，分5個(gè)等級(jí)：(1)API50 為一級(jí)，空氣質(zhì)量為優(yōu)，相當(dāng)于國(guó)家空氣質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；(2)50 API100 為二

19、級(jí)，空氣質(zhì)量為良，相當(dāng)于國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；(3)100API200 為三級(jí)，空氣輕度污染，相當(dāng)于國(guó)家空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；(4)200API300 為四級(jí)，空氣質(zhì)量中度污染；(5)API300 為五級(jí)，空氣質(zhì)量為重度污染；1.5 全球性大氣環(huán)境問(wèn)題1.5.1 臭氧層破壞 地球大氣平流層中的臭氧層,能吸收太陽(yáng)的紫外輻射,是生命的保護(hù)層。紫外線能殺死、殺傷生物細(xì)胞，或造就細(xì)胞、遺傳物質(zhì)畸變，導(dǎo)致生命的死亡和產(chǎn)生各種病變。 臭氧層的破壞完全是工業(yè)化以后人為影響所致，是氯氟烴這類(lèi)自然界中沒(méi)有的化合物消耗臭氧的結(jié)果。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，臭氧層全球臭氧總量明顯減少，南極附近尤為嚴(yán)重，出現(xiàn)了“臭氧空洞”

20、并歷年擴(kuò)大。 本世紀(jì)初期，南極上空的臭氧空洞面積達(dá)到2700多萬(wàn)平方公里。破壞因素： 人類(lèi)活動(dòng)使用的消耗臭氧類(lèi)物質(zhì)（ODS）是其最主要的原因。特別是用于制冷劑、發(fā)泡劑、推進(jìn)劑、消毒劑和噴霧劑的氯氟烴類(lèi)物質(zhì)（CFC）對(duì)臭氧層具有很大的破壞作用。 在一定的氣象條件下，氯氟烴類(lèi)物質(zhì)會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的輻射下發(fā)生分解，釋放出的氯原子同臭氧產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，不斷破壞臭氧分子。 反應(yīng)過(guò)程如下：臭氧層被破壞將導(dǎo)致紫外線長(zhǎng)驅(qū)直入穿過(guò)大氣層。強(qiáng)烈的紫外線照射會(huì)抑制人的免疫力，使白內(nèi)障、角膜炎和皮膚癌患者增加。此外還影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，破壞地球上的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。1.5.2 溫室效應(yīng) 一、概念及原理 所謂溫室效應(yīng)，就是太陽(yáng)短

21、波輻射可以透過(guò)大氣射入地面，而地面增暖后放出的長(zhǎng)短輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。 二、溫室氣體 主要的溫室氣體有： CO2、CH4、O3、CFCs、N2O、C2H3Cl3、CCl4、CO、CF3Br等。近年來(lái)由CH4及CFCs、CO2以外的溫室氣體數(shù)量大而造成的影響逐漸增加。 八十年代的研究表明，人為排放的各種溫室氣體對(duì)溫室效應(yīng)所起作用的比例不同，其中二氧化碳占55，氯氟烷烴占24，甲烷占15，二氧化氮占6，因此二氧化碳的大量增加是造成溫室效應(yīng)加劇的主要原因。 三、溫室效應(yīng)的后果 1.地球上的病蟲(chóng)害增加； 2.海平面上升； 3.氣候反常，海洋風(fēng)暴增多； 4.土地

22、干旱，沙漠化面積增大。 科學(xué)家預(yù)測(cè)：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到2050年，全球溫度將上升2-4攝氏度，南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，些島嶼國(guó)家與沿海城市將可能淹于水中，其中包括幾個(gè)著名的國(guó)際大城市，如紐約、東京與悉尼等。 四、怎么減少溫室效應(yīng) 1.減少大氣中過(guò)多的二氧化碳，如節(jié)約用電（因?yàn)榘l(fā)電燒 煤），少開(kāi)汽車(chē)； 2. 另方面我們要保護(hù)好森林與海洋，比如不亂砍濫伐森 林，不讓海洋受到污染以保護(hù)浮游生物的生存。 3. 植樹(shù)造林，減少使用次性方便木筷，節(jié)約紙張，不踐 踏草坪等來(lái)保護(hù)綠色植物，使它們多吸收二氧化碳來(lái)幫 助減緩溫室效應(yīng)。 4. 其它1.5.3 酸雨一

23、、概念 酸雨，通常是指pH值小于5.6的降水，是一種大氣污染現(xiàn)象。20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于二氧化硫和氮氧化物的大量排放，酸雨問(wèn)題越來(lái)越突出，已經(jīng)成為本世紀(jì)最大的環(huán)境問(wèn)題之一。 酸雨最初發(fā)生在19世紀(jì)80年代，最早受其危害的國(guó)家是挪威。直至20世紀(jì)的60年代，酸雨只是在局部地區(qū)出現(xiàn)，如北歐地區(qū)受到歐洲中部工業(yè)區(qū)排出的酸性氣體的影響，出現(xiàn)了酸雨。60年代末至80年代初，酸雨的危害全面顯示，其范圍由北歐擴(kuò)大至中歐，同時(shí)北美也出現(xiàn)了大面積的酸雨區(qū)。目前，中國(guó)酸雨正呈蔓延之勢(shì)，是繼歐洲、北美之后的第三大重酸雨區(qū)。二、酸雨的形成過(guò)程（1）SO2的氧化過(guò)程 SO2通過(guò)催化氧化和光化學(xué)氧化兩種途徑轉(zhuǎn)化為SO

24、3，再與水蒸氣結(jié)合形成硫酸：催化劑（Fe、Mn鹽氣溶膠霧滴）光照大氣中含有NOX和CxHy2 SO2 +H2O +O22H2 SO4 2 SO2 + O22H2 O + 2SO3 水合過(guò)程2H2 SO4 （2）NOX的氧化過(guò)程 形成大氣污染的NOX主要是NO和NO2，NOX的氧化過(guò)程主要是催化氧化。在空氣濕度大并存在金屬雜質(zhì)和NH3的條件下，生成硝酸和硝酸鹽，最終形成氣溶膠：HNO3 O3、N2O3、N2O5、OH+O3、自由基OH+等NO NO2（3）酸雨的形成 大氣中的SO2和NOX等酸性氣體在經(jīng)過(guò)了上述復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程后，形成了不易揮發(fā)的硫酸和硝酸等污染物，被吸收到云內(nèi)，在降雨初期被雨水捕

25、集，進(jìn)而形成酸性降水。三、酸雨的危害1損害生物和自然生態(tài)系統(tǒng) 酸雨可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的PH值降到5以下時(shí)，魚(yú)的繁殖和發(fā)育會(huì)受到嚴(yán)重影響。土壤和底泥中的金屬可被溶解到水中，毒害魚(yú)類(lèi)。水體酸化還可能改變水生生態(tài)系統(tǒng)。 酸雨還抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗土壤中鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)因素，使土壤貧瘠化。酸雨損害植物的新生葉芽，從而影響其生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的退化。2腐蝕建筑材料及金屬結(jié)構(gòu) 酸雨腐蝕建筑材料、金屬結(jié)構(gòu)、油漆等。特別是許多以大理石和石灰石為材料的歷史建筑物和藝術(shù)品，耐酸性差，容易受酸雨腐蝕和變色。四、控制酸性污染物排放和酸雨污染的主要途徑 1對(duì)原煤進(jìn)行洗選加工，

26、減少煤炭中的硫含量；2優(yōu)先開(kāi)發(fā)和使用各種低硫燃料，如低硫煤和天然氣；3改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少燃燒過(guò)程中二氧化硫和氮氧化物的產(chǎn)生量；4采用煙氣脫硫裝置，脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物；5改進(jìn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，安裝尾氣凈化裝置，減少氮氧化物的排放。大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第二章 燃燒與大氣污染擴(kuò)散 第1講 燃燒技術(shù)基礎(chǔ) 一、燃燒概述 燃料種類(lèi)按燃料來(lái)源可分為 天然燃料 加工燃料 按使用多少可分為 常規(guī)燃料 非常規(guī)燃料 按物態(tài)可分為 固體燃料 液態(tài)燃料 氣體燃料 一、燃燒概述煤的種類(lèi)泥煤褐煤煙煤無(wú)煙煤 煤的化學(xué)組成：通常用C、H、O、N、S等元素及A和W的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示 。1、固體燃料 2、液體燃料液體燃料

27、分類(lèi) 天然的液體燃料 （石油）人為加工的液體燃料 汽油 煤油 柴油 重油 組成 ：主要組成是烷烴、烯烴、芳香烴和環(huán)烷烴 一、燃燒概述3、氣體燃料 由可燃性氣體組成的燃料稱(chēng)為氣體燃料。氣體燃料屬于清潔燃料，是防止大氣污染的理想燃料， 主要包括天然氣、液化石油氣(LPG)、裂化石油氣和焦?fàn)t煤氣。 一、燃燒概述二、燃料燃燒過(guò)程 1.燃燒的定義 燃燒是指可燃物質(zhì)與空氣或氧氣發(fā)生化學(xué)反并伴有光和熱量產(chǎn)生的過(guò)程。 燃燒 完全燃燒 （熱能轉(zhuǎn)化率高，污染物少）不完全燃燒（熱能轉(zhuǎn)化率低，污染物多）2. 燃料完全燃燒的條件完全燃燒的條件適量的空氣 足夠的溫度 （溫度）必要的燃燒時(shí)間 （時(shí)間）燃料與空氣的充分混合（

28、湍流 ）“三T” 二、燃料燃燒過(guò)程 三、燃燒過(guò)程中主要污染物形成機(jī)制 燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的大氣污染物主要是煙塵、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、金屬氧化物、碳?xì)浠衔锛岸喹h(huán)有機(jī)物（POM）等。污染物的形成與燃料的種類(lèi)及燃燒條件有密切關(guān)系。 1. 煙塵的形成機(jī)制 形成機(jī)制： 如果燃燒時(shí)空氣分配不均勻，則在空氣不足的地方產(chǎn)生大量未燃燒的炭粒，在高溫下熱解生成多環(huán)化合物（黑煙）。 影響因素： 燃煤煙氣中的飛灰濃度和粒徑與煤質(zhì)、燃燒方式、煙氣流速、爐排和爐膛熱負(fù)荷、鍋爐結(jié)構(gòu)及運(yùn)行負(fù)荷等多種因素有關(guān)。 三、燃燒過(guò)程中主要污染物形成機(jī)制2. 硫氧化物的形成機(jī)制 元素硫的燃燒: 硫化物的燃燒 ：有機(jī)硫的燃燒：

29、的轉(zhuǎn)化：三、燃燒過(guò)程中主要污染物形成機(jī)制3.氮氧化物的形成機(jī)制 燃燒過(guò)程形成的NOx分為二類(lèi) ：燃料型NOx ：燃料中的固定氮生成的NOx 熱力型NOx ：大氣中的氮在高溫下被氧化生成 降低燃燒溫度，減少煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間，有利于降低煙氣中NOx濃度，減少NOx對(duì)大氣的污染。三、燃燒過(guò)程中主要污染物形成機(jī)制四、燃燒過(guò)程污染物排放量的計(jì)算 1. 燃燒所需理論空氣量的計(jì)算（1）理論空氣量 定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的燃料按燃燒反應(yīng)方程式 完全燃燒所需要的空氣量稱(chēng)為理論 空氣量，以 表示。它取決于燃料 的組成，可由燃燒反應(yīng)方程式計(jì)算。建立燃燒反應(yīng)方程式的假定： 空氣僅由氮和氧組成，其體積分?jǐn)?shù)為79213.76

30、； 燃料中的固定態(tài)氧參與燃燒反應(yīng)； 燃料中的硫主要被氧化為二氧化硫； 計(jì)算理論空氣量時(shí)，忽略NOx的生成量； 燃料的化學(xué)組成式為CxHySzOw，其中x、y、z、w分別代表碳、氫、硫和氧的原子數(shù)。 理論空氣量 為： (2)空氣過(guò)剩系數(shù) 燃料在燃燒裝置中燃燒時(shí)，只供給理論空氣量是很難使燃料燃燒完全，為了使燃料能夠完全燃燒，實(shí)際上供給空氣量應(yīng)多于理論空氣量，實(shí)際供給的空氣量（Va ）與理論空氣量（ ）的比值稱(chēng)為空氣過(guò)剩系數(shù)。即：(3) 空燃比 ： 空燃比是指單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需要的空氣質(zhì)量，可由燃燒方程式直接求得。例如甲烷在理論空氣下完全燃燒：則空燃比(4)理論空氣量的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式 若知道燃料

31、的熱值，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式估算理論空氣量： (固體燃料) (液體燃料) ( 氣體燃料,當(dāng)Q12561kJ/Nm3 )(氣體燃料,當(dāng)Q 12561kJ/Nm3 )（天然氣） 2.煙氣量 (1)理論煙氣量與實(shí)際煙氣量 燃料燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳等煙氣體積，稱(chēng)為煙氣量。 理論煙氣量 ：在供給理論空氣量（ ）條 件下，燃料完全燃燒產(chǎn)生的煙 氣體積，以 表示。 實(shí)際煙氣量 ：實(shí)際煙氣量等于理論煙氣量與 過(guò)剩空氣量之和，即 四、燃燒過(guò)程污染物排放量的計(jì)算 (2) 煙氣的體積和密度校正 燃燒過(guò)程的溫度和壓力一般是在高于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K，1atm）下進(jìn)行的，在進(jìn)行煙氣體積和密度計(jì)算時(shí)，為了便于比較應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀

32、態(tài)。大多數(shù)煙氣可以視為理想氣體，因此可以用理想氣體的有關(guān)方程式進(jìn)行換算。 (3)過(guò)?？諝庑Ｕ?實(shí)際燃燒過(guò)程是在空氣過(guò)剩情況下進(jìn)行的，因此實(shí)際煙氣量大于理論煙氣量，用奧氏氣體分析儀測(cè)定煙氣中CO2、O2和CO等含量，可以確定燃燒設(shè)備運(yùn)行中的煙氣成分和空氣過(guò)剩系數(shù)。 考慮過(guò)?？諝庑Ｕ髮?shí)際煙氣量的計(jì)算為：3.污染物排放量的計(jì)算 計(jì)算燃燒過(guò)程產(chǎn)生的污染物排放量，通常有兩種方法：實(shí)測(cè)法和預(yù)測(cè)法。例（2-2）某電廠煙氣溫度為473K，壓力等于96930Pa，濕煙氣量 =10400m3/min，水汽的體積分?jǐn)?shù)為6.25%，CO210.7%， O28.2%，不含CO。排放的污染物質(zhì)量流量是22.7kg/mi

33、n。求：(1)污染物排放的質(zhì)量速率（單位：t/d）；(2)污染物在干煙氣中的濃度；(3)煙氣的空氣過(guò)剩；(4)空氣過(guò)剩系數(shù)1.8時(shí)，污染物在煙氣中的濃度。四、燃燒過(guò)程污染物排放量的計(jì)算 解：（1）每天排放的質(zhì)量速率為 ：（2）測(cè)定操作條件下的干煙氣量：，單位為mg/m3 測(cè)定條件下干煙氣中污染物的質(zhì)量濃度： ，單位為m3/min 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量濃度：（3）空氣過(guò)剩系數(shù)（4）空氣過(guò)剩系數(shù) 時(shí)的污染物濃度近似校正如下： 大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第二章 燃燒與大氣污染擴(kuò)散 第2講 影響大氣污染物擴(kuò)散的因素一、氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 1.風(fēng)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散和輸送的影響風(fēng)向 :風(fēng)向影響污染物的水

34、平遷移擴(kuò)散方向， 總是不斷將污染物向下風(fēng)方向輸送，污 染區(qū)總是分布在下風(fēng)方向上，高污染濃 度常出現(xiàn)在大污染源的下風(fēng)向。 風(fēng)速 :污染物在大氣中的濃度與平均風(fēng)速成反 比，風(fēng)速增大l倍，下風(fēng)向污染物濃度將 減小一半。風(fēng)對(duì)大氣污染物的影響發(fā)生 在從地面起到污染物擴(kuò)散所及的各高度。 風(fēng)速廓線模式 :風(fēng)速隨高度變化的曲線稱(chēng)為風(fēng)速廓線 對(duì)數(shù)律風(fēng)速廓線模式: 指數(shù)律風(fēng)速廓線模式 :2. 湍流對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 大氣湍流：大氣的這種無(wú)規(guī)則的陣性和擺動(dòng)， 叫做大氣湍流。 如果大氣中只有風(fēng)而無(wú)湍流運(yùn)動(dòng)，則污染物在煙囪口被直接沖淡稀釋?zhuān)廴疚锏臄U(kuò)散速率很慢。實(shí)際上，低層大氣的運(yùn)動(dòng)總是具有湍流的性質(zhì)。大氣的湍流運(yùn)

35、動(dòng)造成流場(chǎng)各部分之間的強(qiáng)烈混合，此時(shí)，流場(chǎng)中的污染物就會(huì)因湍流的混合從高“位勢(shì)”向低“位勢(shì)”傳輸，進(jìn)行再分布。 一、氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 3.大氣溫度層結(jié)與大氣污染氣溫的垂直遞減率： 真實(shí)的大氣其溫度隨高度分布隨時(shí)間和空間而變化， dT/dZ ，稱(chēng)為氣溫的垂直遞減率，也稱(chēng)為氣溫的幾何梯度。溫度層結(jié)曲線 ：氣溫的垂直分布，也可用坐標(biāo)曲線來(lái)表示，這種曲線稱(chēng)為溫度層結(jié)曲線，簡(jiǎn)稱(chēng)溫度層結(jié)。 一、氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 大氣中溫度層結(jié)的類(lèi)型 ：遞減層結(jié)：中性層結(jié)： 等溫層結(jié) ：逆溫： 4.大氣穩(wěn)定度對(duì)大氣污染的影響 大氣穩(wěn)定度 的定義： 大氣穩(wěn)定度是大氣對(duì)污染源排入其中的污染物擴(kuò)散能力

36、的一種量度，它表示在鉛直方向上大氣的穩(wěn)定程度，即是否易于發(fā)生對(duì)流。大氣穩(wěn)定度 的判別：氣團(tuán)法 用層結(jié)曲線和狀態(tài)曲線的分布來(lái)判別一、氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 五種典型的煙云形式 ： 大氣穩(wěn)定度對(duì)煙流擴(kuò)散有很大影響，不同穩(wěn)定度導(dǎo)致從煙囪排出的煙云形狀不同。通常有五種典型的煙云形式。 波浪形（翻卷形） 錐形 扇形(平展形) 爬升形(屋脊形) 漫煙形(熏煙形) 5. 輻射和云對(duì)大氣污染的影響晴天白晝，特別是午后，太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，地面強(qiáng)烈增溫，溫度層結(jié)是遞減的，大氣極不穩(wěn)定。睛夜，地面有效輻射大，地面降溫快，因而形成逆溫，大氣極為穩(wěn)定。日出日落后為轉(zhuǎn)換期，大氣接近中性狀態(tài)。 一、氣象條件對(duì)大氣污染物

37、擴(kuò)散的影響 云對(duì)輻射起屏障作用，它既阻擋白天的太陽(yáng)輻射，又阻擋夜間地面向上的輻射，從而使垂直溫度梯度減小，使白天遞減和夜間逆溫均受到削弱。減弱的程度決定于云量的多少。陰天，溫度層結(jié)的晝夜變化幾乎消失，大氣接近中性狀態(tài)。6. 天氣形勢(shì)與大氣污染 所謂天氣形勢(shì)，主要是指大范圍的氣壓分布狀況。而各種天氣現(xiàn)象和氣象條件都有其對(duì)應(yīng)的天氣形勢(shì)，所以與大氣污染有關(guān)的氣象因子也與天氣形勢(shì)相關(guān)。一、氣象條件對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 二、下墊面對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 1. 城市下墊面對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響城市下墊面的特點(diǎn)： (1)城市人口密集、工業(yè)集中，能耗水平高； (2)城市的覆蓋物（如建筑、水泥路面等）熱容 大

38、，白天吸收太陽(yáng)輻射熱，夜間放熱緩慢； (3)城市上空籠罩著一層煙霧和二氧化碳，使地 面有效輻射冷卻效應(yīng)減弱。1. 城市下墊面對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響熱島環(huán)流 : 由于城市溫度比鄉(xiāng)村高，氣壓比鄉(xiāng)村低，所以可以形成一股從周?chē)r(nóng)村吹向城市的特殊氣流，稱(chēng)為“熱島環(huán)流”，即 “城市風(fēng)” .二、下墊面對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 2.地形對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 地形地物對(duì)污染物擴(kuò)散的影響主要是通過(guò)氣流運(yùn)動(dòng)和氣溫的影響以改變煙氣的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散。 山丘對(duì)大氣污染物擴(kuò)散影響的示意圖 二、下墊面對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 在山區(qū)，地形復(fù)雜，山前山后波面受熱很不均勻，加上日照時(shí)間的變化，水平氣溫分布不均勻，這是造成局地?zé)崃Νh(huán)流形

39、成坡風(fēng)和山谷風(fēng)的主要原因。 山風(fēng)與谷風(fēng)的形成 三、水陸交界區(qū)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響 水陸交界處，由于水面和陸面的熱導(dǎo)率和熱容不同，水面溫度變化比陸面小，白天陸面增溫快，陸上氣溫比海上高，暖而輕的空氣上升，于是上層空氣由大陸吹向海洋，下層空氣則由海洋流向陸地，形成海風(fēng)，并構(gòu)成完整的熱力環(huán)流。夜間產(chǎn)生與白天相反的氣流，形成陸風(fēng)。一般來(lái)說(shuō)，海風(fēng)比陸風(fēng)強(qiáng)度大。 海陸風(fēng)對(duì)大氣污染物擴(kuò)散的影響示意圖 大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第二章 燃燒與大氣污染擴(kuò)散 第3講 煙氣在大氣中擴(kuò)散的計(jì)算一、大氣擴(kuò)散模式 1.高斯分布的假定條件污染物濃度在y、z軸上的分布符合高斯分布。 在全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的。 源強(qiáng)是連

40、續(xù)均勻的。 在擴(kuò)散過(guò)程中污染物質(zhì)量是守恒的。2.高斯模式的建立無(wú)界條件下的高斯模式 有界條件下的高斯模式 一、大氣擴(kuò)散模式 二、幾個(gè)常用的大氣擴(kuò)散模式 1. 適用于高架連續(xù)點(diǎn)源 地面任意一點(diǎn)濃度C(x，y，0，H)模式 地面軸線濃度(或稱(chēng)煙云中心線濃度) C(x，0，0，H)模式 1. 適用于高架連續(xù)點(diǎn)源 地面最大濃度（即煙云中心線最大濃度） 二、幾個(gè)常用的大氣擴(kuò)散模式 2.地面連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模式 地面連續(xù)點(diǎn)源模式可由高架連續(xù)點(diǎn)源模式, 令其有效源高H0，而得到: 地面軸線濃度 :二、幾個(gè)常用的大氣擴(kuò)散模式 3.傾斜煙云模式 對(duì)于粒徑大于10m的顆粒污染物，由于其自身具有明顯重力沉降作用，

41、將使?jié)舛确植加兴淖?，這時(shí)可用下式求地面濃度 :二、幾個(gè)常用的大氣擴(kuò)散模式 高斯擴(kuò)散模式使用條件 下墊面開(kāi)闊、平坦，性質(zhì)一致； 擴(kuò)散物質(zhì)在擴(kuò)散過(guò)程中不發(fā)生衰減，與空氣無(wú)相對(duì) 運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)污染物起全反射作用； 平均流場(chǎng)平直穩(wěn)定，平均風(fēng)向和風(fēng)速無(wú)顯著的時(shí)間 變化，平均風(fēng)速一般應(yīng)大于12m/s； 擴(kuò)散過(guò)程是在同一種溫度層結(jié)的氣層中進(jìn)行的； 主要適用小尺度擴(kuò)散過(guò)程，以不超過(guò)1020km宜。三、煙云抬升高度的計(jì)算 1.有效源高 煙囪的有效高度H應(yīng)為煙囪幾何高度Hs與煙云抬升高度H之和。 只要能確定煙氣抬升高度H，則有效源高就可計(jì)算出來(lái)。因此，確定煙氣抬升高度是計(jì)算有效源高的關(guān)鍵。 2. 煙云抬升高度的計(jì)

42、算公式 產(chǎn)生煙云抬升有兩方面的原因 :此外，平均風(fēng)速、風(fēng)速垂直切變及大氣穩(wěn)定度等，對(duì)煙云抬升都有影響。由于影響煙云拾升的因素多而復(fù)雜，所以還沒(méi)有一個(gè)通用的計(jì)算公式。一是煙囪出口的煙云具有一定的初始動(dòng)量 二是由于煙溫高于周?chē)鷼鉁囟a(chǎn)生一定的浮力 三、煙云抬升高度的計(jì)算 （1）霍蘭德（Holland）公式 : 適用于中性大氣條件，用于非中性大氣條件時(shí)，霍蘭德建議作一定修正 。（2）我國(guó)(GB/T1320191)“制定地方大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法”中推薦的抬升方式 ： 當(dāng)煙氣熱排放率 2100kJ/s，且 35K時(shí)： 當(dāng)1700kJ/s 2100kJ/s時(shí)，煙氣抬升高度按下式計(jì)算式中 ：當(dāng) 170

43、0kJ/s或者 20920kJ/s時(shí)：當(dāng) 20920kJ/s時(shí) 四、擴(kuò)散參數(shù)的確定 1. 擴(kuò)散參數(shù) 、 的確定步驟用高斯擴(kuò)散模式估算大氣污染物濃度，關(guān)鍵在于確定擴(kuò)散參數(shù)、和煙氣抬升高度H。前面已介紹了煙氣抬升高度的計(jì)算，下面介紹擴(kuò)散參數(shù) 、 的估算。用依據(jù)常規(guī)氣象觀測(cè)資料估算 、 的P-G擴(kuò)散曲線法。 帕斯奎爾（FPasquill）在大量觀測(cè)和研究的基礎(chǔ)上，選擇地面風(fēng)速、云狀和太陽(yáng)輻射狀況，把大氣擴(kuò)散稀釋能力分為6個(gè)等級(jí)： A為極不穩(wěn)定，B為不穩(wěn)定，C為弱不穩(wěn)定，D為中性，E為弱穩(wěn)定，F(xiàn)為穩(wěn)定 ，若穩(wěn)定度級(jí)別為AB，則表示按A、B級(jí)的數(shù)據(jù)內(nèi)插。 根據(jù)表2.10確定了穩(wěn)定度級(jí)別后，就可利用圖2.

44、11、圖2.12查出該穩(wěn)定度級(jí)別下各個(gè)距離上的 和 值。 英國(guó)倫敦氣象局列出了表2.11。該表列出了6個(gè)穩(wěn)定度級(jí)別下，在一些距離上的 和 的具體數(shù)值，用內(nèi)插法可求出在20km距離內(nèi)的 和 值。 與距離成函數(shù)關(guān)系的水平擴(kuò)散參數(shù) 曲線圖（PG擴(kuò)散曲線圖，取樣時(shí)間10min） 與距離成函數(shù)關(guān)系的垂直擴(kuò)散參數(shù) 曲線圖（PG擴(kuò)散曲線圖，取樣時(shí)間10min） 2. 擴(kuò)散參數(shù)確定實(shí)例例2-3 某石油精煉廠自平均有效源高60m處排放的SO2質(zhì)量為80g/s，有效源高處的平均風(fēng)速為6m/s，試估算冬季陰天正下風(fēng)向距煙囪500m處地面上的SO2濃度。解：在陰天大氣條件下，穩(wěn)定度為D級(jí)，由圖2.11和圖2.12查得

45、，在x=500m處， ， ，把數(shù)據(jù)代入式（2.31）得到：四、擴(kuò)散參數(shù)的確定 大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第二章 燃燒與大氣污染擴(kuò)散 第4講 煙囪高度設(shè)計(jì)及廠址選擇一、煙囪高度的計(jì)算 依據(jù)：確定煙囪高度的依據(jù)是要保證排放源造成的地面污染濃度不得超過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095一1996)規(guī)定的濃度限值。所以，應(yīng)該首先知道各種氣象條件下煙源高度和地面濃度的關(guān)系，再根據(jù)允許的地面濃度計(jì)算煙囪高度?？紤]因素：從環(huán)保角度看，煙囪越高越好。但是煙囪的造價(jià)與高度的平方成正比，建造煙囪涉及環(huán)保和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合效益。 1.根據(jù)地面污染物最大濃度計(jì)算法設(shè)計(jì) 該法以地面最大濃度不超過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的濃度限值為

46、依據(jù)，直接由地面最大濃度公式求出煙囪高度。一、煙囪高度的計(jì)算 2.根據(jù)地面污染物絕對(duì)最大濃度公式設(shè)計(jì) 地面絕對(duì)最大濃度 ： 此時(shí)的風(fēng)速即危險(xiǎn)風(fēng)速 ： 由地面絕對(duì)最大濃度值不得超過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值C0假設(shè)，可推導(dǎo)出另一煙囪高度計(jì)算公式：一、煙囪高度的計(jì)算 3.根據(jù)一定保證率計(jì)算煙囪高度 從上面兩種計(jì)算方法可見(jiàn)，按保證 設(shè)計(jì)的煙囪高度較矮，當(dāng)風(fēng)速小于平均風(fēng)速時(shí)，地面濃度即超標(biāo)。若按 Cabsm設(shè)計(jì)的煙囪則較高，不論風(fēng)速大小，地面濃度皆不會(huì)超標(biāo)，但煙囪造價(jià)高。因此提出對(duì)上述公式中的和穩(wěn)定度取一定保證率下的值，計(jì)算結(jié)果即為某一保證率的氣象條件下的煙囪高度。這種方法比前兩種方法更合理些。一

47、、煙囪高度的計(jì)算 例題：鍋爐煙氣量 ，二氧化硫排放量Q20g/s，煙囪口煙氣溫度為 Ts 418K，煙囪口內(nèi)徑ds1.4m。估計(jì)煙囪口的空氣溫度為 298K，風(fēng)速為 m/s。所在地區(qū)的二氧化硫本底濃度為 mg/m3，二氧化硫的允許濃度 c00.06 mg/m3。按地面最大濃度不超標(biāo)的要求，計(jì)算D級(jí)大氣穩(wěn)定度條件下（ ）所需的煙囪高度。 解：根據(jù)中國(guó)制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法中規(guī)定的公式和參數(shù)計(jì)算。（1）求煙氣的抬升高度 煙氣出口流速：煙氣熱釋放率：則煙氣的抬升高度：（2）計(jì)算煙囪高度4.根據(jù)點(diǎn)源煙塵允許排放率設(shè)計(jì) 根據(jù)制定大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法(GBT1320191)中規(guī)

48、定的點(diǎn)源煙塵允許排放率計(jì)算式：并將其進(jìn)行變換后即可求得煙囪高度：一、煙囪高度的計(jì)算 二、煙囪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題 關(guān)于設(shè)計(jì)中氣象參數(shù)的取值有兩種方法，一種是取多年的平均值，另一種是取某一保證頻率的值，而后一種更為經(jīng)濟(jì)合理。有上部逆溫時(shí)，設(shè)計(jì)的高煙囪 正常工作振打后清潔濾料清潔濾料的影響粒徑大?。篸p=0.3m的粒子效率較低。因?yàn)榍∈菓T性與攔截捕集作用的下限，擴(kuò)散的上限。2.濾布結(jié)構(gòu)和性能的影響 濾布結(jié)構(gòu)與性質(zhì)不同，效率也不同。絨布的效率大于素布的效率；長(zhǎng)絨的大于短絨的 。三、影響濾塵效率的主要因素3.過(guò)濾速度的影響袋式除塵器的過(guò)濾速度uf：指氣體通過(guò)濾布的平均速度過(guò)濾速度還可用比電荷q來(lái)表示，它是

49、指每平方米的濾布每小時(shí)所過(guò)濾的氣流量，這是工程設(shè)計(jì)表示法：過(guò)濾速度也稱(chēng)“氣布比”，其物理意義是指單位時(shí)間過(guò)濾氣體量和過(guò)濾面積之比。 三、影響濾塵效率的主要因素過(guò)濾速度大小，主要影響慣性碰撞和擴(kuò)散作用。 粒徑為110m以上的較大顆粒，慣性碰撞起主導(dǎo)作用，增大濾塵效率，要求增加uf；若擴(kuò)散作用起主導(dǎo)作用，說(shuō)明粒子小于1m，要增大濾塵效率，要減少u(mài)f。 過(guò)濾速度的選擇因氣體性質(zhì)和所要求的除塵效率不同而不同。一般選用范圍為0.61.0m/min。提高過(guò)濾風(fēng)速可以減少過(guò)濾面積，提高濾料的處理能力。但風(fēng)速過(guò)高會(huì)把濾袋上的粉塵壓實(shí)，使阻力加大,同時(shí)由于擠壓作用，會(huì)使細(xì)微粉塵透過(guò)濾料，而使除塵效率下降。風(fēng)速低

50、，阻力也低，除塵效率高，但處理量下降。 四、袋式除塵器的壓力損失1、意義：壓力損失是除塵器重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰間隔時(shí)間等 2、計(jì)算： 其中：pf=0uf pd=muf 式中：0為清潔濾布的阻力系數(shù)，m-1 為氣體粘度，PaS 為粉塵層的平均比阻力，m/kg，其值為： 式中：p為粉塵的真密度，kg/m3 dp為粉塵的平均粒徑，m 為粉塵的平均孔隙率，無(wú)量綱五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型(一)對(duì)濾料的要求1.濾布的容塵量要大，清灰后濾布上要保留一定量的容塵，以保證較高的濾塵效率；2.濾布網(wǎng)孔直徑適中，透氣性好，過(guò)濾阻力小；3.濾布強(qiáng)度好，耐磨，耐濕和耐

51、腐蝕，使用壽命長(zhǎng)；4.吸濕性小，容易清除粘附在濾布上的塵粒；制作工序簡(jiǎn)單，成本低。 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型(二)濾布的材質(zhì)種類(lèi)及特性1.玻璃纖維類(lèi)濾料具有耐高溫（280）、耐腐蝕、表面光滑、不易結(jié)露、不縮水等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。2.聚合物類(lèi)濾料具有強(qiáng)度高、抗折性能好、透氣性好、收塵效果高等優(yōu)點(diǎn)，適宜在低于130廢氣溫度的袋式除塵設(shè)備中使用。3.玻璃纖維覆膜過(guò)濾材料是在玻璃纖維基布上覆合多微孔聚四氟乙烯薄膜制成的新型過(guò)濾材料，它集中了玻璃纖維的高強(qiáng)度，耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)和聚四氟乙烯多微孔薄膜的表面光滑，憎水透氣，化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型(三)結(jié)

52、構(gòu)形式 按濾袋形狀分：圓袋式和扁袋式。按進(jìn)氣方式分：上進(jìn)氣和下進(jìn)氣。按過(guò)濾方式分：內(nèi)濾式和外濾式。按除塵器殼體是否密閉分：密閉式和敞開(kāi)式；按清灰方式分：簡(jiǎn)易清灰、機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流反吹清灰、氣環(huán)反吹清灰、脈沖噴吹清灰及聯(lián)合清灰。袋式除塵器的型式 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型(四)常用袋式除塵器及其清灰 振打式清灰袋式除塵器 1.機(jī)械振動(dòng)類(lèi)是利用機(jī)械裝置使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)而清灰的袋式除塵器。 常用以凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)進(jìn)行振打式清灰，振打頻率不超過(guò)60次/min；目前用電動(dòng)搖動(dòng)器傳動(dòng)的微振幅清灰方法也有采用，其頻率均高于700次/min。五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型2.反吹風(fēng)類(lèi)是利用閥門(mén)迫使或逐排

53、切換氣流，在反向氣流作用下，追使濾袋縮癟或鼓脹而清灰的袋式除塵器。 反吹風(fēng)袋式除塵器 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型3.回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器是指噴嘴為條口形或圓形,經(jīng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，依次與各個(gè)濾袋凈氣出口相對(duì)，進(jìn)行反吹清灰。 回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型4.脈動(dòng)噴吹袋式除塵器以壓縮空氣為清灰動(dòng)力，利用脈沖噴吹機(jī)構(gòu)在瞬間內(nèi)放出壓縮空氣，誘導(dǎo)二次空氣高速射入濾袋,使濾袋急劇鼓脹，是依靠沖擊振動(dòng)和反向氣流而清灰的袋式除塵器。5.振動(dòng)、反吹聯(lián)合類(lèi)指機(jī)械振動(dòng)和反吹兩種清灰方法并用進(jìn)行清灰。另外，還有其他清灰方式的聯(lián)合使用。 脈動(dòng)噴吹袋式除塵器 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型(五)袋式

54、除塵器的選型1.收集有關(guān)資料 包括凈化氣體特征、粉塵特性、凈化指標(biāo)、各種袋式除塵器的性能，特別是清灰方式等內(nèi)容。 2.袋式除塵器選型的有關(guān)計(jì)算及設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)過(guò)濾面積計(jì)算： uf取決于清灰方式：簡(jiǎn)易清灰：uf=0.200.75m/min；振動(dòng)清灰：uf=1.02.0m/min；逆氣流反吹清灰：uf=23m/min；氣環(huán)反吹清灰：uf=46m/min；脈沖反吹清灰：uf=24m/min。 五、袋式除塵器的濾料、結(jié)構(gòu)及選型 (2)確定濾袋的尺寸：直徑d和高度L (3)計(jì)算每只濾袋面積a： (4)計(jì)算濾袋數(shù)n：3.袋式除塵器的設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1) 過(guò)濾面積、濾袋面積及濾袋袋數(shù) (2)殼體設(shè)計(jì)：包括除塵

55、器箱體，進(jìn)排氣風(fēng)管型式，灰斗結(jié)構(gòu)，檢修孔及操作平臺(tái)等 (3)粉塵清灰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和清灰制度的確定 (4)粉塵輸送、回收及綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 五、袋式除塵器的設(shè)計(jì)舉例例1：某鋼廠用袋式除塵器凈化煙氣，煙氣量為14630m3/h，袋式除塵器由40個(gè)布袋所組成，直徑為200mm，長(zhǎng)為4.5m，試計(jì)算該袋式除塵器的過(guò)濾速度及過(guò)濾負(fù)荷。解： 40個(gè)濾袋總面積 ： 過(guò)濾速度uf為： 過(guò)濾負(fù)荷q為： 五、袋式除塵器的設(shè)計(jì)舉例例2：某縣硅石礦系統(tǒng)總流量為5000 m3/h，氣體組成近似于空氣，溫度50，粉塵主要成分硅石粉濃度6g/ m3，要求設(shè)計(jì)一袋式除塵器。解：設(shè)計(jì)方案步驟： (1)確定濾袋尺寸 濾袋采用DD9

56、#滌綸，濾袋形式：圓形。 清灰方式：機(jī)械清灰，過(guò)濾風(fēng)速為Vf=2m/min。 過(guò)濾面積： (2)濾袋尺寸 取直徑d=120mm，長(zhǎng)度L=4m五、袋式除塵器的設(shè)計(jì)舉例(3)求單只濾袋面積：(4)袋子只數(shù)：取33只(5)計(jì)算壓力損失Vf=2m/min=0.033m/s；取m(粉塵負(fù)荷)=0.1Kg/m2；平均比阻力R=1.51010m/Kg；=1.9610-5Kg/ms；0=4.81071/m五、袋式除塵器的設(shè)計(jì)舉例(6)估算清灰周期T 取P1100Pa 取10分鐘大氣污染控制及設(shè)備運(yùn)行第四章 顆粒污染物控制設(shè)備 第6講 電除塵器電除塵器電除塵器是靜電力從氣流中分離懸浮粒子（塵?；蛞旱危┑难b置。電

57、除塵器的特點(diǎn)：具有分離粒子能耗低、氣流阻力小的特點(diǎn)由于作用在粒子上的靜電力相對(duì)較大，所以電除塵器也能有效的捕集亞微米級(jí)粒子具有處理氣流量大（105106m3/h），能連續(xù)操作一次性投資費(fèi)用高、占地面積大、應(yīng)用范圍受粉塵比電阻限制、難以適應(yīng)操作條件的變化和對(duì)制造、安裝質(zhì)量要求較高等。一、電除塵器的分類(lèi)和特點(diǎn) 1.按集塵電極的結(jié)構(gòu)形狀分類(lèi)管式：極線沿著垂直的管狀集塵電極的中心線懸掛，適用于氣體量較小的情況，一般采用濕式清灰方式。板式：在互相平行的板式收塵電極的中間懸掛垂直的極線。板式可采用濕式清灰方式，但絕大多數(shù)采用干式清灰方式。2.按氣流流動(dòng)方式分類(lèi) 立式電除塵器：含塵氣流自下而上流過(guò)。其優(yōu)點(diǎn)是

58、占地面積小，捕集效率高。 臥式電除塵器 ：含塵氣流沿水平方向流過(guò)，可分電場(chǎng)供電，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒徑粉塵的分離，有利于提高總除塵效率。此外安裝高度比立式電除塵器低，操作和維修比較方便。 一、電除塵器的分類(lèi)和特點(diǎn)3.按電極在除塵器內(nèi)的布置分類(lèi)單區(qū)電除塵器：集塵極和電暈極在同一區(qū)域內(nèi)，顆粒荷電和捕集在同一區(qū)域內(nèi)完成。 雙區(qū)電除塵器：電暈極系統(tǒng)和收塵集系統(tǒng)分別裝在兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)，前區(qū)安裝電暈極稱(chēng)電暈區(qū)，粉塵粒子在前區(qū)荷電；后區(qū)安裝集塵極稱(chēng)收塵區(qū)，荷電粉塵粒子在收集塵區(qū)被捕集。雙區(qū)電除塵器主要用于空調(diào)的空氣凈化方面。4.按清灰方式分類(lèi) 干式電除塵器：在干燥狀態(tài)下采用機(jī)械振打、電磁振打和壓縮空氣等方法清除

59、集塵極上粉塵。干式電除塵器有利于回收有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的粉塵，但容易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。 濕式電除塵器用水噴淋或用溢流水在集塵級(jí)表面形成一層水膜，使沉積在集塵極的粉塵隨水膜一起流到除塵器下部排出。濕式電除塵器無(wú)二次揚(yáng)塵，效率高，但清灰水需要處理，對(duì)設(shè)備有腐蝕。 二、電除塵器的工作原理 在兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬陽(yáng)極和陰極上，通以高壓直流電，維持一個(gè)足以使氣體電離的靜電場(chǎng)。含塵氣體在電暈極周?chē)鷱?qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子使粒子荷電。荷電粒子在電場(chǎng)作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，并在集塵極上沉積，從而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)集塵極上粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，借助于振打機(jī)構(gòu)使粉塵落入下部灰斗。 電除塵器的工作原理

60、 二、電除塵器的工作原理(一)氣體電離和電暈放電 電除塵器的氣體電離和導(dǎo)電可用右圖曲線來(lái)說(shuō)明：1.曲線ab段 氣體導(dǎo)電僅借助與氣體中原有的少量自由電子 2.曲線bc段 極間導(dǎo)電電流幾乎沒(méi)有變化 ，說(shuō)明沒(méi)有新電離出的電子和離子參與導(dǎo)電，增加的電壓主要是提高了原有自由電子的動(dòng)能。 氣體導(dǎo)電過(guò)程的伏-安曲線 二、電除塵器的工作原理3.曲線cd段當(dāng)電壓升高到c點(diǎn)時(shí)，由于氣體中的電子已獲得足夠的動(dòng)能，足以使與之碰撞的氣體中性分子發(fā)生電離，產(chǎn)生新的電子和陽(yáng)離子，新的電子和離子參與導(dǎo)電。氣體電離中的所謂電子雪崩：當(dāng)電子在電場(chǎng)中獲得足夠大的動(dòng)能后，又與其他中性氣體分子碰撞使其電離，新產(chǎn)生的電子數(shù)和離子數(shù)像“雪