注冊環(huán)保工程師培訓(xùn)

注冊環(huán)保工程師培訓(xùn)第1頁/共297頁3、大氣污染的類型四種類型

（1）煤煙型污染

（2）石油型污染

（3）混合型污染

（4）特殊型污染

4、全球性大氣污染問題

（1）溫室效應(yīng)

（2）臭氧層破壞

（3）酸雨

3

3第2頁/共297頁1.1.2大氣污染物的分類、來源及危害

1、大氣污染物的分類

兩大類：顆粒污染物（氣溶膠狀態(tài)污染物）和氣態(tài)污

染物。

（1）顆粒污染物（氣溶膠狀態(tài)污染物）

①粉塵②煙③飛灰④黑煙⑤霧

在環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996）中，分為

總懸浮顆粒物（TSP：d≤100μm）和可吸入顆粒物

（PM10:d≤10μm）。

（2）氣態(tài)污染物

以分子狀態(tài)存在的污染物?？梢苑譃槲宕箢悾阂远?/p>

化硫為主的含硫污染物、以氧化氮和二氧化氮為主的

含氮污染物、碳氧化物、有機化合物及鹵素化合物

等。如P468表3-1-1所示。

氣態(tài)污染物又可以分為一次污染物和二次污染物。4第3頁/共297頁

2、主要大氣污染物的來源P470表3-1-2

①硫氧化物

硫氧化物中主要是SO2，是目前大氣污染物中數(shù)量較大、影響范圍廣的一種氣態(tài)污染物。大氣中SO2的來源很廣，幾乎所有工業(yè)企業(yè)都可能產(chǎn)生。它主要來自化石燃料的燃燒過程，以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過程?；鹆Πl(fā)電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠以及所有燒煤或油的工業(yè)爐窯等都排放SO2煙氣。

②氮氧化物

氮和氧的化合物有六種，用NOx表示。主要是NO、NO2。NO由燃料燃燒直接生成，其毒性不大，但進入大氣后可以被緩慢的氧化成NO2，當(dāng)大氣中有O3等強氧化劑存在時，或在催化劑的作用下，其氧化速度會加快。NO2的毒性約為NO的5倍。當(dāng)NO2參與大氣中的光化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧后，其毒性更強。人類活動產(chǎn)生的NOx，主要來自火力發(fā)電廠、各種窯爐、機動車和采油機的排氣，其次是硝酸生產(chǎn)、硝化過程、炸藥生產(chǎn)及金屬表面處理等過程。其中由燃料燃燒產(chǎn)生的NOx約占83%。

5第4頁/共297頁③碳氧化物

CO和CO2是各種大氣污染物中發(fā)生量最大的一類污染物，主要來自燃料燃燒和機動車排氣。CO是一種窒息性氣體，在城市冬季采暖季節(jié)或在交通繁忙的十字路口，當(dāng)氣象條件不利于排氣擴散稀釋時，CO的濃度有可能達到危害人體健康的水平。

CO2是無毒氣體，但當(dāng)其在大氣中的濃度過高時，使氧氣含量相對減小，對人產(chǎn)生不良影響。地球上CO2濃度的增加，能產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”，迫使各國政府開始實施控制。

有關(guān)CDM。6第5頁/共297頁④有機化合物

種類很多，其中包括碳氫化合物（烴類、芳香烴等）、含氧有機物（醇、醛、酮、酸、醚）以及含有鹵素的有機物（例如氯仿、三氯乙烯等）。較低分子量的有機化合物極易揮發(fā)到大氣中，因此這些有機化合物又稱為揮發(fā)性有機化合物（VOCs）。

在發(fā)現(xiàn)的2000余種可疑致癌物質(zhì)中，有機化合物中的芳烴類（PHA）就是最主要的一類。其中比較典型的有苯并[a]芘；其他如多氯聯(lián)苯、乙烯進入大氣后將會導(dǎo)致植物生長發(fā)育異常，環(huán)境中的氯乙烯是致癌物質(zhì)。氟氯烴是制冷劑，排入大氣擴散到平流層，生成化學(xué)性質(zhì)活潑的氯離子，參與破壞臭氧分子的活動。二噁英是一類極毒的物質(zhì)，有“世紀之毒”之稱，其毒性比氰化鉀高1000倍。

VOCs主要來自化工、石油化工、石油煉制、機動車和燃料燃燒排氣以及輕工生產(chǎn)等，其他來源也非常廣泛，如油漆涂料和溶劑、黏合劑等等。7第6頁/共297頁3、大氣污染物的影響及危害

（1）對人體健康的影響

①.顆粒物

顆粒物對人體健康的影響，取決于顆粒物的濃度和在其中暴露的時間。影響上呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、氣喘、肺炎、肺氣腫等疾病。暴露在合并有其它污染物（如SO2）的顆粒物中所造成的健康危害，要比分別暴露在單一污染物中嚴重得多。

②.硫氧化物

人類及其他動物對SO2的反應(yīng)是支氣管收縮。空氣中SO2濃度在0.5ng/m3以上，對人體健康已有潛在影響，1～3ng/m3時多數(shù)人開始受到刺激，10ng/m3時刺激加劇，個別人還會出現(xiàn)嚴重的支氣管痙攣。與顆粒物和水分結(jié)合的硫氧化物是對人類健康影響非常嚴重的公害（如著名的倫敦?zé)熿F事件）。

當(dāng)大氣中的SO2氧化形成硫酸和硫酸煙霧時，其毒性是SO2的4～20倍。

8

第7頁/共297頁③一氧化碳

高濃度的CO能夠引起人體生理上和病理上的變化，甚至死亡。CO是一種能奪取人體組織所需氧的有毒吸入物。CO與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，由于血紅蛋白與CO的親和能力大約為對氧的親合力的210倍，因而COHb的直接作用是降低血液的輸氧能力。CO達到一定濃度時，大多數(shù)人感覺眩暈、頭痛和倦怠，甚至死亡。

④氮氧化物

NO的毒性僅為NO2的1/5。NO2對呼吸器官有強烈的刺激作用，會迅速破壞肺細胞，可能是哮喘病、肺氣腫和肺癌的一種病因。NOx與碳氫化合物混合時，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成的光化學(xué)氧化劑，危害更加嚴重。

9第8頁/共297頁

⑤光化學(xué)氧化劑

氧化劑、臭氧（O3）、過氧化乙酰硝酸酯（PAN）、

過氧苯酰硝酸酯（PBN）和其它能使碘化鉀的碘離子

氧化的痕量物質(zhì)，都稱為光化學(xué)氧化劑。臭氧和PAN

以最高的濃度存在。氧化劑（主要是PAN和PBN）會

嚴重的刺激眼睛，當(dāng)它和臭氧混合在一起時，它們還

會刺激鼻腔、喉，引起胸腔收縮，在濃度高達3.90

mg/m3時，就引起劇烈的咳嗽和注意力不能集中。

⑥有機化合物

有很多有機化合物是可疑的致變物和致癌物，包括鹵

代烷烴、氯烯烴、氯芳烴、芳烴、氧化產(chǎn)物和氮化產(chǎn)物

等。特別是多環(huán)芳烴（PAH）類，大多數(shù)有致癌作用，

其中苯并[a]芘是強致癌物質(zhì)。苯并[a]芘主要通過呼吸

道侵入肺部，并引起肺癌。實測數(shù)據(jù)表明，肺癌發(fā)病率

與大氣污染、苯并[a]芘含量有顯著的相關(guān)性。

10

第9頁/共297頁

（2）對植物的傷害

大氣污染對植物的傷害，通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)中。最常

遇到的毒害植物的氣體是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟

化氫、乙烯、氯化氫、氯、硫化氫和氨。

（3）對器物和材料的影響

大氣污染對金屬制品、油漆涂料、皮革制品、紙制品、紡

織品、橡膠制品和建筑物的損害也是很嚴重的。這種損害

包括玷污性損害和化學(xué)性損害兩個方面。

（4）對大氣能見度和氣候的影響

大氣污染最常見的效應(yīng)是大氣能見度降低。大氣污染對

氣候產(chǎn)生的影響越來越受到重視，如CO2等溫室氣體引

起的溫室效應(yīng)、SO2、NOx排放產(chǎn)生的酸雨、氟氯烴等

的排放破壞臭氧層等。大氣污染對全球氣候變化的影

響，已是全人類共同面臨的環(huán)境問題。

11第10頁/共297頁1.2大氣污染物擴散

1.2.1主要氣象要素

與大氣污染關(guān)系密切的氣象要素主要有氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、湍流、云、太陽高度角以及能見度等。

1、氣溫：指在離地面1.5m高處的百葉箱中觀測到的空氣溫度。表示氣溫的單位一般用攝氏溫度（℃），理論計算時則用絕對溫度（K）來表示。兩者的換算關(guān)系是：T(K)=T(℃)+273.16

2、氣壓

氣壓是指大氣壓強。單位可用帕斯卡（Pa）、大氣壓（atm）、毫米汞柱（mmHg）及毫米水柱（mmH2O）來表示。

12第11頁/共297頁3、氣濕

大氣的濕度簡稱為氣濕，用來表示空氣中水汽的含量。

4、風(fēng)向風(fēng)是個矢量，具有大小和方向。風(fēng)向是只來風(fēng)的方

向，可用8個或16個方位表示（P475圖3-1-1）。

5、風(fēng)速單位時間內(nèi)空氣在水平方向上移動的距離，m/s。

6、云

7、能見度

8、大氣穩(wěn)定度

9、逆溫

10、地方性風(fēng)場

（1）海陸風(fēng)海風(fēng)和陸風(fēng)的總和，發(fā)生在海陸交界處。

（2）山谷風(fēng)

（3）城市熱島環(huán)流

13第12頁/共297頁141.2.2大氣擴散模式

1高斯擴散模式適用于均一的大氣條件以及地面開闊的平坦地區(qū)。

2污染物擴散濃度估算

（1）有效源高的計算：煙囪的有效高度簡稱有效源高。

由于煙氣的抬升作用，相當(dāng)于煙囪的幾何高度增加了。因此，煙囪的有效高度等于煙囪的幾何高度與煙氣的抬升高度之和。若用H表示煙囪的有效高度，Hs表示煙囪的幾何高度，△H表示煙氣的抬升高度，則：

H=Hs+△H

（2）污染物擴散濃度估算

根據(jù)地面上方10m處的風(fēng)速、日照等級、陰云分布狀況及云量等氣象資料，查表確定某時某地的大氣穩(wěn)定度級別。然后利用P-G擴散曲線圖查出對應(yīng)于當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿夥€(wěn)定度處下風(fēng)向距離為x的σy和σz值及擴散方程中其他各個參數(shù)值，利用擴散模式，就可以估算出各種情況下污染物濃度值。第13頁/共297頁1.2.3大氣擴散與廠址選擇的關(guān)系

1選址所需要的氣候資料

（1）風(fēng)向與風(fēng)速的氣候資料

（2）大氣穩(wěn)定度氣候資料

2選址時要考慮的幾個因素

（1）對背景濃度的考慮

（2）對氣象條件和地形的考慮

-山谷較深，煙囪有效高度不能超過經(jīng)常出現(xiàn)的靜風(fēng)和小風(fēng)高度時，不宜建廠

-煙囪有效高度不可能超過下坡風(fēng)厚度和背風(fēng)坡湍流區(qū)高度的地方不宜建廠。

-谷地四周山坡有居民區(qū)及農(nóng)田，煙囪有效高度不能超過山的高度不宜建廠。

-高山圍繞的深谷地不宜建廠。

-煙流雖能越過山頭，仍會在背風(fēng)面污染時，居民區(qū)不宜建在背風(fēng)坡污染區(qū)。

-在海陸風(fēng)（或水陸風(fēng)）較穩(wěn)定的大型水域與山地交界的背山地段不宜建廠。必須建廠時，應(yīng)使生活區(qū)與廠區(qū)的連線與海岸平行，以減少海陸風(fēng)造成的污染。

15

第14頁/共297頁1.2.4煙囪高度

1、煙囪高度設(shè)計原則

確定煙囪高度時既要滿足大氣污染物的稀釋要求，又要

考慮節(jié)省投資，最終目的是保證地面濃度不超過《環(huán)境

質(zhì)量標準》。

2、煙囪高度設(shè)計方法

目前應(yīng)用最普遍的是按高斯模型的簡化公式。由于對地

面濃度的要求不同，常用煙囪高度的計算方法有：

（1）地面最大允許濃度計算法

（2）P值法

（3）按一定保證率計算法。

16第15頁/共297頁（1）按地面最大允許濃度計算法

該法是保證污染物的地面最大濃度不超過《環(huán)境空氣

質(zhì)量標淮》規(guī)定的濃度限值來確定煙囪的高度。設(shè)國

家大氣質(zhì)量標準中規(guī)定的污染物濃度為Co，該地區(qū)的

背景濃度為Cb，在設(shè)計煙囪高度下，排放污染物所產(chǎn)

生的地面最大濃度為Cmax≤Co—Cb，根據(jù)污染物地面

濃度的高斯模式，則煙囪的最低高度可由下式求得：

（3-1-31）

17第16頁/共297頁（2）按地面絕對最大濃度計算法

地面最大濃度高斯模式是在風(fēng)速不變的情況下導(dǎo)出的，實際上

風(fēng)速是變化的，風(fēng)速ū對地面最大濃度Cmax有雙重影響，ū增大

時，Cmax減小，而ū增大時，拾升高度△H減小，Cmax反而增

大，這兩種相反作用的結(jié)果，定會在某一風(fēng)速下出現(xiàn)地面最大

濃度。地面最大濃度極值稱為絕對地面最大濃度，此時的風(fēng)速

稱為危險風(fēng)速，以ūc表示。一般煙流抬升公式可簡化為△H＝B

／ū（式中B為抬升高度公式中除ū以外一切量的計算值）。按保

證地面絕對最大濃度不超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標推》規(guī)定的濃度

限值Co，可得到另一煙囪高度計算式：

（3-1-32）

18第17頁/共297頁（3）按P值法

對于高架連續(xù)點源的容許排放模式P值法有三種模式

①SO2排放源

（3-1-33）

式中Q——SO2允許排放量，t/h；

P——允許排放指標；△H——抬高高度，m。對于城市及其他平原城市的遠郊區(qū)的P值可按下式計算：

P=P0P1P2P3P4

（P值的計算方法參見P490）19第18頁/共297頁②其他有害氣體排放源

（3-1-37）

式中C——當(dāng)氣體污染物為《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》中所列入的有毒氣體時，C值應(yīng)取用該污染物任何一次的濃度限值，mg／m3；

K——區(qū)域調(diào)節(jié)系數(shù)，城區(qū)K＝1，非城區(qū)K=1.0～1.5；其他符號的意義同上。本公式適用于除SO2以外的有害氣體，且排氣口離地面大于15m的高架源。20

第19頁/共297頁③顆粒物排放源

（3-1-38）

式中Qo——煙塵容許排放量，t/h；

P——允許排放指標；

其他符號意義同上。

式3-1-38適用于電站煙囪。21第20頁/共297頁

若除塵器入口煙塵量為Qｉ，除塵器滿負荷運行時規(guī)定的效率是η，由于發(fā)電廠實際排放的煙塵量不應(yīng)大于容許排放量Q0，則有Qi（1—η）≤Qo。

如果把實際排放量Q作為容許排放量Q0，按要求選取除塵器的效率η，P值為GB3840—83中給出的已知量，則按上述模式即可求出有效煙囪高度H，再計算煙囪抬升高度△H，便可確定出煙囪的實際高度Hs。

因此P值法是實際工作中比較簡便的實用方法。

另外，一個污染源往往同時排放SO2、顆粒物和其他有害氣體，如發(fā)現(xiàn)三個公式計算出的煙囪高度不同，則取最大值作為設(shè)計煙囪高度。

22第21頁/共297頁3、煙囪設(shè)計應(yīng)注意的事項（1）增加煙氣抬升高度的措施決定煙氣抬升的主要因素有煙氣本身的熱力性質(zhì)、動力性質(zhì)、氣象條件和近地層下墊面等。①影響煙氣抬升高度的第一因素是煙氣的初始動量和浮力。初始動量的大小取決于煙氣出口速度（us）和煙囪口的內(nèi)徑（Ds）；浮力大小決定于煙氣和周圍空氣的密度差和溫度，若煙氣與空氣因組分不同而產(chǎn)生的密度差異很小時，煙氣抬升的浮力大小就主要取決于煙氣溫度（Tb）與空氣溫度（Ta）之差。當(dāng)風(fēng)速為5m／ｓ，煙氣溫度在100～200℃時，Tb與Ta每相差1K，抬升高度約增加1.5m。因此，提高排氣溫度有利于煙氣抬升，所以應(yīng)注意減少煙道及煙囪的熱損失。

第22頁/共297頁②.煙氣與周圍空氣的混合速率是影響煙氣抬升的第二因

素，決定混合速率的主要因素是平均風(fēng)速和湍流強度。

平均風(fēng)速越大，湍流越強，煙氣與周圍空氣混合

越快，煙氣的初始動量和熱量散失得就越快，其抬升

高度就越低。

增大煙氣出口速度有利于動力抬升，但也加快煙

氣與空氣的混合，因此，應(yīng)選擇一個適當(dāng)?shù)某隹谒俣取?/p>

③.增加排氣量對動量抬升和浮力抬升均有利，因此在附近

有幾個煙囪時采用集合煙囪排氣。24第23頁/共297頁（2）進行煙囪高度設(shè)計時應(yīng)注意的問題

①對于設(shè)計的高煙囪（大于200m），若所在地區(qū)上部逆溫出現(xiàn)頻率較高時，則應(yīng)按有上部逆溫的擴散模式校核地面污染物濃度。對于設(shè)計中小型煙囪，當(dāng)輻射逆溫很強時，則應(yīng)按漫煙型擴散模式校核地面污染物濃度。②煙流抬升公式的選擇也是煙囪設(shè)計的重要一環(huán)。應(yīng)選擇抬升公式適用條件和設(shè)計條件相近的公式，最好采用國標GB3840—83推薦的公式。

25第24頁/共297頁③關(guān)于氣象參數(shù)的取值方法有兩種，一種是取多年的

平均值，另一種取值是保證頻率值。例如若已知煙

囪高度處的風(fēng)速大于3m／s的頻率為80％，取ū＝

3m／s可以保證在80％情況下污染物濃度不超過標

準，而平均地面最大濃度可能比標準更低。σy／

σz之值在0.5～1.0之間變化。

④煙囪的最低高度應(yīng)滿足各行業(yè)大氣污染物排放標準

的要求；煙囪的最低高度應(yīng)符合批準的環(huán)境影響報

告書（表）要求；煙囪的最低高度還應(yīng)高出周圍

200m半徑范圍的建筑3m以上（特殊情況5m以

上）。

26第25頁/共297頁1.3顆粒污染物控制原理1.3.1顆粒污染物成因1、顆粒污染物的來源：天然來源和人為來源。2、顆粒污染物的分類①自然性顆粒污染物；②生活性顆粒污染物；③生產(chǎn)性顆粒污染物。3、固體顆粒物的成分：無機物和有機物以及吸附成分。4、顆粒污染物的形成機理（1）燃燒過程中顆粒物的形成①碳粒子的生成燃燒過程中生成一些主要成分為碳的粒子，通常由氣相反應(yīng)生成積炭，由液態(tài)烴燃料高溫分解產(chǎn)生的那些粒子都是結(jié)焦或煤胞。27第26頁/共297頁

②燃煤煙塵的形成

固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物通常稱為煙塵，它包括黑煙和

飛灰兩部分。黑煙主要是未燃盡的炭粒，飛灰則主要是燃

料所含的不可燃礦物質(zhì)微粒，是灰分的一部分。飛灰中含

有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn、Cl、Br、S，均屬污染

元素，有害健康。煤粉燃燒時，如果燃燒不夠理想，甚至

很差，煤不但燃燒不好，而且在高溫下發(fā)生熱解。煤熱解

很易形成多環(huán)化合物，這樣就會冒黑煙。

③燃煤尾氣中飛灰的產(chǎn)生

燃煤尾氣中飛灰的濃度和粒度與煤質(zhì)、燃燒方式、煙氣流

速、爐排和爐膛的熱負荷、鍋爐運行負荷以及鍋爐結(jié)構(gòu)等

多種因素有關(guān)。P495表3-1-9給出了幾種燃燒方式的煙塵

占灰分的百分比。

參見P495表3-1-9

28第27頁/共297頁

燃燒方式對煙塵顆粒分布影響也很大。如表3-1-8所示，其中煤粉爐的煙塵顆粒最細。

見P494表3-1-8

在理想條件下，是否容易形成黑煙，與煤的種類和質(zhì)量有很大關(guān)系。易于燃燒又少出現(xiàn)黑煙的燃料順序為：無煙煤→焦炭→褐煤→低揮發(fā)分煙煤→高揮發(fā)分煙煤。即煙煤最易形成黑煙。

煤質(zhì)（灰分和水分含量以及顆粒大?。ε艍m濃度也有較大影響。一般灰分越高，排塵濃度就越高。

（2）生產(chǎn)和交通過程中粉塵的產(chǎn)生

①物料間剪切壓縮造成的塵化作用

②誘導(dǎo)空氣造成的塵化作用

③熱氣流上升造成的塵化作用

29第28頁/共297頁1.3.2粉塵物理性質(zhì)

1、粉塵顆粒的粒徑

2、粉塵粒徑分布

3、粉塵的密度

4、粉塵的安息角與滑動角

5、粉塵的比表面積

6、粉塵的含水率和潤濕性

7、粉塵的荷電性與導(dǎo)電性（比電阻）

8、粉塵的粘附性

9、粉塵的自燃性和爆炸性

30第29頁/共297頁1.3.3除塵器的性能指標和分類除塵器的性能指標主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.含塵氣體處理量:是衡量除塵器處理能力重要的指標，一般用工況體積流量表示，即除塵器入口風(fēng)量加上設(shè)備漏風(fēng)量。針對具體行業(yè)要參照行業(yè)的設(shè)計規(guī)范。當(dāng)工況風(fēng)量換算成標準狀態(tài)下風(fēng)量時，方法如下：

（3-1-49）

式中Q0、T0、P0——標準狀態(tài)下的流量（m3／s）、溫度（K）、絕對壓力（Pa）；

Q、T、P——工況狀態(tài)下的流量（m3／s）、溫度（K）、絕對壓力（Pa）。

第30頁/共297頁2漏風(fēng)率

由于加工或操作的原因，會出現(xiàn)進口氣體量與出口氣

體量不同的現(xiàn)象，這是由于漏風(fēng)造成的，一般用漏風(fēng)

率δ來表示除塵器的嚴密程度。

計算公式如下：

δ=×100%（3-1-50）

式中δ——漏風(fēng)率，%；

Q1

、Q2——進口氣體量與出口氣體量的流量，m3／s。

32第31頁/共297頁3除塵效率

除塵效率是表示除塵器凈化性能的重要技術(shù)指示。

（1）除塵器全效率（%）

全效率是指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質(zhì)量占進入除塵

器的粉塵質(zhì)量的百分數(shù)，用η表示。若除塵器進、出口的氣

體流量分別為Q1、Q2（m3/s），粉塵流入量分別為G1、G2

（g/s），氣體含塵濃度分別為C1、C2（g/m3）。

根據(jù)除塵效率的定義，除塵效率表示式為：

（3-1-51）

若裝置不漏風(fēng)，，于是有：

（3-1-52）

33

第32頁/共297頁

（2）通過率P（%）

通過率是指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質(zhì)量與進入的

粒子質(zhì)量的比，一般用P（%）表示。

（3-1-53）

例如，除塵器Ⅰ的效率=99.0%時，則P=1.0%

（3）分級效率

為了表示除塵效率與粉塵粒徑的關(guān)系，提出分級效率的念。

分級效率ηi表示除塵裝置對某一粒徑dpi或粒徑間隔dp內(nèi)粉塵的除塵效率。

34第33頁/共297頁若設(shè)除塵器進口、出口和捕集的dpi顆粒質(zhì)量流量分別為

S1i、S2i和S3i，則該除塵器對dpi顆粒的除塵效率為：

（3-1-54）

對于分級效率，一個非常重要的值是分級效率ηi＝50％與

此值相對應(yīng)的粒徑稱為除塵器的分割粒徑，一般用dc表示。

割粒徑dc在討論除塵器性能時經(jīng)常用到。

(4)分級效率與除塵全效率之間的關(guān)系

①由全效率求分級效率

在除塵器測試中，只要測出除塵器進口和出口的粉塵濃度C1和C2，就可以計算出全除塵效率η。如果要求出各粒級的分級效率，就必需同時測出除塵器進口、出口和捕集的粉塵的質(zhì)量頻率g1i、g2i、g3i中任意兩組數(shù)據(jù)。

35第34頁/共297頁由質(zhì)量頻率定義式和分級頻率定義式和分級效率定義式有：

，，

（3-1-55）

或

＝1－（1－η）g2i/g1i

（3-1-56）

或

ηi＝（3-1-57）

可以根據(jù)實際測定的數(shù)據(jù)分別選取上面公式計算分級除塵效率。

P503例題3-1-636第35頁/共297頁②由分級效率求全效率

在設(shè)備設(shè)計計算中，常常遇到根據(jù)某種除塵器凈化某類粉塵的分級效率數(shù)據(jù)和某粉塵的粒徑分布數(shù)據(jù)，計算所設(shè)計的除塵器凈化該粉塵所能達到的全效率。

若分級效率以函數(shù)形式給出，進口粉塵粒徑分布以累積分布函數(shù)形式或頻度函數(shù)形式給出，則全效率可按積分式計算：

（3-1-58）

為求出上式積分值，可用解析法或圖解法。若ηi和Gi（或q1）皆以顯函數(shù)形式給出，可求得精確積分值，否則只能用圖解法或數(shù)值近似法求值。

如果已知粉塵的粒徑分布和各自粒徑范圍的分級效率，則可由下式計算除塵裝置的平均除塵效率。

（3-1-59）

式中g(shù)1i——除塵器進口粉塵的粒徑分布（頻率分布），%；

ηi——粒徑為di的粉塵的分級效率，%。

（P503例題3-1-6、3-1-7）37第36頁/共297頁（5）多級串聯(lián)除塵系統(tǒng)總效率

當(dāng)入口氣體中含塵濃度很高，或者要求出口氣體中含塵濃

度較低時，用一種除塵裝置往往不能滿足除塵效率的要

求。此時，可將兩種或多種不同類型的除塵器串聯(lián)起來使

用，形成兩級或多級除塵系統(tǒng)。

當(dāng)兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，1和2分別表示第一級和第

二級除塵器的除塵效率，則除塵系統(tǒng)的總效率為

=1-(1-1)(1-

2)

（3-1-60）

當(dāng)多臺（n臺）除塵裝置串聯(lián)使用時

=1-(1-1)(1-2)(1-3)…(1-n)

（3-1-60）

[P506例題3-1-9、3-1-10]38

第37頁/共297頁4除塵裝置的壓力損失

含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后產(chǎn)的壓力損失被稱為除塵裝置的壓

力降，通常用△P表示，它代表含塵氣體或煙氣經(jīng)過除塵裝置

所消耗能量大小的一個主要指標。壓力損失常用凈化裝置進

出口氣流的全壓差表示，單位是Pa。壓力損失的大小除了與

裝置的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)之外，還與流體的流速有關(guān)。兩者之間

的關(guān)系是

（Pa）（3-1-62）

式中ζ——除塵裝置的壓力降（阻力）系數(shù)，它與除塵裝

置的型式、尺寸及煙氣的運動狀態(tài)有關(guān)，可根

據(jù)實驗和經(jīng)驗公式來確定；

v1——裝置進口煙氣的流速，m／s；

ρ——煙氣的密度，kg／m3。39第38頁/共297頁5除塵器的分類

（1）機械式除塵器

（2）過濾式除塵器

（3）靜電除塵器

（4）洗滌式除塵器

1.3.4靜電除塵器

1、靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器的除塵過程主要包括四個階段：

a.氣體的電離；

b.粉塵獲得離子而荷電；

c.荷電粉塵向電極移動；

d.將電極上的粉塵清除到灰斗中去。

靜電除塵器收塵原理如P508圖3-1-11所示。

40第39頁/共297頁3靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)與分類

（1）靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)與主要部件

P511圖3－1－14靜電除塵器部件組成

（2）靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)

主要有除塵器本體、供電裝置和附屬設(shè)備組成。

除塵器的本體包括:

電暈極（極線）

集塵極（極板）

清灰裝置

氣流分布裝置

灰斗等。

其結(jié)構(gòu)如P512圖3-1-15所示。

41第40頁/共297頁（3）靜電除塵器的分類

靜電除塵器型式多種多樣。根據(jù)收塵極和放電極在電除塵

器內(nèi)的配置不同可分為單區(qū)和雙區(qū)電除塵器

①單區(qū)式

在單區(qū)電除塵器里，塵粒的荷電和捕集是在同一個電場

中進行（見P517圖3-1-24）。在工業(yè)除塵及煙氣凈化中，

這種單區(qū)電除塵器應(yīng)用最為廣泛。單區(qū)式又分為：

a.按煙氣在電場中的流動方向分為立式和臥式電除塵器。

b.按清灰方式，可分為干式和濕式電除塵器。

c.按電極形狀可分為板式、管式和棒式電除塵器。

d.按電極距離的大小分常規(guī)電除塵器和寬間距電除塵器。

②雙區(qū)式

42第41頁/共297頁4、電除塵器除塵效率的主要影響因素

影響電除塵器除塵效率的因素很多，大體歸納

為以下三個方面：煙塵（氣）性質(zhì)、設(shè)備狀

況、操作條件。

具體講有以下6項：

（1）粉塵比電阻對除塵效率影響

（2）電場風(fēng)速對除塵效率影響

（3）氣體的溫度和濕度對除塵效率影響

（4）含塵濃度對除塵效率影響

（5）電除塵器供電質(zhì)量對除塵效率影響

（6）其他因素的影響

43第42頁/共297頁

5、電除塵器的效率計算和選型計算

（1）電除塵器的除塵效率計算一般采用德意希

（Dertsch）公式。其作用表現(xiàn)在三個方面：

①已知對除塵器的效率要求、粉塵的有效驅(qū)進

速度和處理風(fēng)量，計算除塵器的收塵面積；

②對于運行中的電除塵器，已知除塵器的除塵

效率、收塵面積和運行風(fēng)量，來獲得粉塵的

有效驅(qū)進速度，為其他類似項目的電除塵器

選型提供技術(shù)參數(shù)；

③對于運行中的電除塵器，已知除塵器的收塵

面積、有效驅(qū)進速度和運行風(fēng)量的變化，對

電除塵器的運行效率重新進行估算。

44

第43頁/共297頁德意希方程為：

（3-1-66）

式中C1——電除塵器進口含塵氣體濃度g/m3；

C2——電除塵器出口含塵氣體濃度，g/m3；

A——集塵極總面積，m2；

Q——含塵氣體流量，m3／s；

ω——塵粒的有效驅(qū)進速度，m／s。

該公式概括了除塵效率與集塵極面積、氣體流量和

顆粒驅(qū)進速度之間的關(guān)系。

P521[例題3-1-11]45

第44頁/共297頁（2）電除塵器的選型計算

電除塵器的選擇和設(shè)計一般采用經(jīng)驗公式

類比方法。P522表3-1-20概括了通用的電除塵

器的一般設(shè)計參數(shù)。對于給定的設(shè)計，這些參

數(shù)取決于粒子和煙氣性質(zhì)、需處理煙氣量和要

求的除塵效率。

46第45頁/共297頁1.3.5過濾式除塵器

1袋式除塵器的工作原理

袋式除塵器是采用過濾技術(shù)，將棉、毛、合成纖維或人造纖維等織物作為濾料編織成濾袋，對含塵氣體進行過濾的除塵裝置。P523圖3-1-29是除塵原理示意圖。

當(dāng)含塵氣體通過潔凈的濾袋時，

大部分微細粉塵會隨著氣流從濾

袋的網(wǎng)孔中通過，而粗大的塵粒

被阻留。隨著布袋上截流粉塵的

加厚，細小的顆粒也被纖維捕獲，

在網(wǎng)孔中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象。隨著

含塵氣體不斷通過濾袋，“架橋”

現(xiàn)象不斷加強，一段時間后，濾

袋表面積聚成一層粉塵，稱為粉

塵初層。在以后的除塵過程中，

粉塵初層便成了濾袋的主要過濾

層，濾布主要起著支撐骨架的作

用。

47

第46頁/共297頁2袋式除塵器的主要特點

袋式除塵器屬于過濾式除塵器，主要優(yōu)點有：

（1）除塵效率高，對微細粒子可達99％以上；

（2）適應(yīng)性強，對各類性質(zhì)的粉塵都有很高的除塵效

率，如高比電阻粉塵和高濃度粉塵等；

（3）處理風(fēng)量范圍廣，對于小風(fēng)量和大風(fēng)量均可處理；

（4）結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，占地面積小；

（5）捕集的干塵粒便于回收利用，沒有水污染及污泥處

理等問題。

主要缺點是：

（1）受溫度的限制。高溫濾料的工作溫度一般不超過

260℃；

（2）袋式除塵器不宜用于含油、含水和高濕度的氣體凈

化，否則會導(dǎo)致濾袋污染、堵塞或結(jié)露；

（3）阻力較高。一般除塵器的阻力為900～1500Pa。48

第47頁/共297頁3袋式除塵器分類

（1）按清灰方式分類

①.機械振打式②.逆氣流清灰式③.脈沖噴吹式

④.氣環(huán)反吹式⑤.復(fù)合清灰式。

（2）按濾袋形狀分類

①.圓袋②.扁袋

（3）按濾塵方向分類

①.外濾式②.內(nèi)濾式

（4）按進氣口位置分類

①.上進風(fēng)②.下進風(fēng)

各種袋式除塵器的結(jié)構(gòu)形式及其特點列于P527表3-1-21。

49

第48頁/共297頁4、袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)

典型的袋式除塵器由塵氣室、凈氣

室、濾袋、清灰裝置、卸灰裝置五

部分組成。根據(jù)清灰方法的不同，

常見的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種：

（1）脈沖噴吹袋式除塵器

脈沖噴吹袋式除塵器的結(jié)構(gòu)如P528

圖3-1-35所示，主要由上箱體、中

箱體、下箱體、噴吹裝置幾部分組

成。

1—排氣口；2—上部箱體；3—噴射管；4—文氏管；

5—控制器；6—氣包；7—控制閥；8—脈沖閥；

9—進氣口；10—濾袋；11—框架；12—中部箱體；

13—灰斗；14—排灰閥

圖3-1-35氣箱式脈沖除塵器

50第49頁/共297頁（2）分室反吹袋式除塵器

分室反吹袋式除塵器的濾袋室通常劃分為若干個分室，每個

分室都由過濾室、灰斗、進氣管、排氣管、反吹風(fēng)管、切換

閥門組成。

分室反吹袋式除塵器分為

吸入式和壓入式兩種。

除塵器通常都采用內(nèi)濾式，

按其清灰方法不同，可分為

以下兩種形式：

①正壓循環(huán)煙氣反吹風(fēng)除塵器

②負壓大氣反吹風(fēng)清灰除塵器

P530圖3－1－36為負壓吸大

氣反吹風(fēng)清灰示意圖。

第50頁/共297頁（3）濾筒式除塵器

濾筒式除塵器是脈沖袋式

除塵器的一種。其特點是

將薄型挺括的濾料褶皺后

作成圓形濾筒，將這種星

形多褶形濾筒代替脈沖除

塵器中的濾袋及框架作為

除塵元件，進行氣固分離，

達到除塵凈化目的。

濾筒式過濾除塵器的過

濾方式為外濾式。濾筒濾

材有濾紙、滌綸、丙綸等。

第51頁/共297頁（4）機械回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器

機械回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器由圓形筒箱和圓錐灰斗兩大

部分組成，圓筒

形箱體又被花板

分成兩部分，上

部分為凈氣室，

其中設(shè)有清灰裝

置，下部為裝有

濾袋的過濾室。

機械回轉(zhuǎn)反吹袋

式除塵器結(jié)構(gòu)如

P532圖3－1－

38所示。

1－減速結(jié)構(gòu)2－出風(fēng)口3－上蓋4－上箱體5－反吹回轉(zhuǎn)臂

6－中箱體7－進風(fēng)口8－U形管9－扁布袋10－灰斗11－支架

12－反吹風(fēng)機13－排灰裝置

第52頁/共297頁

（5）低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器

低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器采用的回轉(zhuǎn)式脈沖清灰，從原理上

屬低壓噴吹清灰，在噴吹

管旋轉(zhuǎn)過程中隨機地對濾

袋進行噴吹清灰，一個濾

袋單元僅需要一個脈沖閥。

每個過濾單元設(shè)有一套回

轉(zhuǎn)清灰裝置，如P533圖3

－1－39所示。

在停機維修期間，回轉(zhuǎn)

噴吹管可用手自動轉(zhuǎn)動，

更換濾袋更方便。

第53頁/共297頁5、濾料的分類及其選擇原則

（1）濾料的分類

①.按制作方法分類

a.織造濾料

b.非織造濾料

c.熱塑成形濾料

d.多孔陶瓷濾料

e.紙質(zhì)濾料

f.復(fù)合濾料

g.防靜電濾料

②.按濾料材質(zhì)分類

a.天然纖維濾料。如植物纖維濾料、動物纖維濾料、礦物纖維濾料等。

b.人工纖維濾料。如人造纖維濾料、合成纖維濾料、無機纖維濾料等。

55第54頁/共297頁（2）濾料的選擇原則

①根據(jù)含塵氣體的特性選用濾料

a.含塵氣體的溫度

b.含塵氣體的濕度

c.含塵氣體的腐蝕性

d.含塵氣體的可燃性和爆炸性

②根據(jù)粉塵的性質(zhì)選用濾料

a.粉塵的形狀和粒徑分布

b.粉塵的附著性和凝聚性

d.粉塵的琢磨性

e.粉塵的可燃性和爆炸性

f.按粉塵性質(zhì)選用濾料的基本導(dǎo)則

按粉塵的性質(zhì)選用濾料的基本導(dǎo)則見P542表3－1－24。第55頁/共297頁③根據(jù)除塵器的清灰方式選用濾料

a、機械振動類袋式除塵器

b、負壓分室反吹類袋式除塵器

c、噴嘴反吹類袋式除塵器

d、脈沖噴吹類袋式除塵器

按清灰方式優(yōu)選濾料結(jié)構(gòu)的順序見P543表3-1-25。

④根據(jù)其他特殊要求選用濾料

a.高濃度工藝收塵

b.高標準排放和具有凈化要求的場合

c.具有穩(wěn)定低阻運行的場合

d.含油霧等粘性微塵氣體的處理第56頁/共297頁6、除塵效率和過濾阻力的主要影響因素

影響袋式除塵器效率和阻力的因素包括過濾風(fēng)速、壓力損失、粉塵特性、濾料的特性、清灰方式、運行維護管理等。（1）過濾風(fēng)速（氣布比）的影響過濾風(fēng)速是指氣體通過濾布時的平均速度，其計算公式為（3-1-67）式中uf——過濾風(fēng)速，m3/（m2·min）；

Q——氣體的體積流量，m3/h；

A——過濾面積，m2。過濾風(fēng)速的選擇與粉塵性質(zhì)、含塵濃度、清灰方式、濾料特性、除塵效率和運行阻力等因素有關(guān)。過濾風(fēng)速是一個工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

55第57頁/共297頁（2）壓力損失的影響

壓力損失不僅決定除塵器的能量消耗，同時也決定

裝置的除塵效率和清灰制度。

①袋式除塵器的壓力損失

壓力損失包括：除塵器結(jié)構(gòu)阻力及濾料壓力損失兩

部分。

②過濾阻力的計算

濾料的壓力損失△P是由清潔濾料的壓力損失△Pf和

堆積粉塵層的壓力損失Pd組成的，即

P＝Pf＋Pd

（3-1-68）

過濾阻力與過濾風(fēng)速、粉塵濃度、氣體粘度、過濾

時間、粉塵形狀和粒徑等因素有關(guān)。第58頁/共297頁（3）粉塵特性的影響

粉塵粒徑直接影響袋式除塵器的效率。對于1μm

以上的塵粒，通常粒徑越小，除塵效率越低，阻力越

大。小于1μm的塵粒中，以0.2～0.4μm塵粒的除塵

效率最低，無論對清潔濾料或積塵濾料都有類似情況。

這是因為對這一粒徑范圍內(nèi)的塵粒而言，幾種捕集粉

塵的效應(yīng)都處于低值區(qū)域。

塵粒攜帶電荷可提高凈化效率。利用這一特性，在

捕集微細粒子時可以預(yù)先使粉塵荷電，荷電后的濾餅

呈多孔疏松結(jié)構(gòu)，降低運行阻力。

60第59頁/共297頁（4）濾料特性的影響

濾料的結(jié)構(gòu)類型和表面的處理狀況對除塵效率有顯

著影響。在一般情況下，機織布濾料的除塵效率較

低，針刺氈濾料有較高的除塵效率；具有表面過濾的

濾料凈化效率很高；機織濾料主要是靠濾料上的濾餅

起濾塵作用，新濾料使用時濾餅尚未形成，除塵效率

和阻力較低，而濾料主要是起形成濾餅和支撐作用，

對于針刺氈這種影響較??；針刺氈濾料單位面積重量

越大，濾料越厚，凈化效率越高，但運行阻力越大。（5）清灰方式的影響

脈沖清灰方式清灰力強，清灰較徹底，清灰后濾餅

的厚度較薄，因此相對于其他清灰方式，其過濾阻力

較低。第60頁/共297頁1.3.6機械式除塵器

1、機械式除塵器的分類

（1）重力除塵器

（2）慣性除塵器

（3）旋風(fēng)除塵器

2、機械式除塵裝置的特點是：

(1)結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、使用和維護方便；

(2)能處理粒子濃度高的氣體，處理氣量較大;

(3)能適應(yīng)高溫?zé)煔獾奶幚恚?/p>

(4)除塵效率不高，一般用于多級除塵系統(tǒng)的

預(yù)除塵或火星捕集。

第61頁/共297頁3、機械式除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

（1）重力除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：含塵氣體進入沉降室后，由于沉降室橫斷面擴大

而使氣體流動速度顯著降低，從而使大而重的塵粒在重力的

作用下，緩慢地沉落至沉降室底部的灰斗之中，達到預(yù)除塵

的目的。

b.結(jié)構(gòu)特點：常見的重力除塵器可分為水平氣流沉降室和垂直

氣流沉降室兩種。

第62頁/共297頁2）慣性除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：慣性除塵器的除塵是慣性力、離心力和重力共同作用的結(jié)果。

b.結(jié)構(gòu)特點：慣性除塵器有碰撞式和反轉(zhuǎn)式兩類。碰撞式慣性除塵器一般是在氣流流動的通道內(nèi)增設(shè)擋板；反轉(zhuǎn)式慣性除塵器設(shè)置使氣流折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。

(a)單級(b)多級(a)彎轉(zhuǎn)型(b)百葉窗型第63頁/共297頁（3）旋風(fēng)除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：旋風(fēng)除塵器是利用氣流在旋轉(zhuǎn)

運動中產(chǎn)生的離心力來清除氣流中的塵粒。

b.結(jié)構(gòu)特點：普通旋風(fēng)除塵器由進氣管、筒

體、錐體、排氣管和灰斗等組成。

旋風(fēng)除