第一篇:大氣污染控制工程總結(jié)(分類版)
簡答題(24分)(3個或4個)
第六章 除塵裝置-干式、濕式(除塵器的基本原理、結(jié)構(gòu)、工作過程、計算、適用條件、優(yōu)缺點)
(一)機械除塵器
1、重力沉降室
(1)工作原理:通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。含塵氣流進入重力沉降室后,由于流動截面積擴大,流速降低,較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。(2)層流式重力沉降室的計算:沉降室的長寬高分別為L、W、H,處理煙氣量為Q 氣流在沉降室內(nèi)的停留時間:
LWH t?L/v0?Q在t時間內(nèi)粒子的沉降距離:
uLuLWH hc?us?t?s?sv0Q該粒子的除塵效率:
husLusLW ?i?c??(hc?H)HvHQ0
對于stokes粒子,重力沉降室能100%捕集的最小粒子:
hc?H dp?pgus? 18?2 dp?pgLWH即 ?H18?Q
18?Q?dmin??pgWL
(3)提高沉降室效率的主要途徑:降低沉降室內(nèi)氣流速度;增加沉降室長度;降低沉降室高度。
(4)多層沉降室:使沉降高度減少為原來的1/(n+1),其中n為水平隔板層數(shù):
uLW(n?1)?i?s Q(5)重力沉降室的優(yōu)缺點:優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單;投資少;壓力損失小(一般為50~100Pa);維修管理容易;缺點:體積大;效率低;僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置,除去較大和較重的粒子。
2、慣性除塵器
(1)工作原理:沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板,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)結(jié)構(gòu)形式:沖擊式-氣流沖擊擋板捕集較粗粒子;反轉(zhuǎn)式-改變氣流方向捕集較細粒子
(3)應(yīng)用:一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵;凈化效率不高,一般只用于多級除塵中的一級除塵,捕集10~20μm以上的粗顆粒;壓力損失100~1000Pa。
(4)回旋氣流的曲率半徑越小,能分離捕集細小的離子,這種慣性除塵器,除了借助慣性力的作用外,還利用了離心力和重力的作用。
3、旋風(fēng)除塵器
(1)工作原理:利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。(2)旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動(工作過程):
普通旋風(fēng)除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成; 氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動:外渦旋;
少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域 ;
旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn):內(nèi)渦旋;
氣流運動包括切向、軸向和徑向:切向速度、軸向速度和徑向速度;
切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小,顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁; 到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗;
上渦旋-氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時,一部分氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上,到達頂部后,再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下,最后從排出管排出。(3)計算:
切向速度:外渦旋的切向速度分布:反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方,V
Rn?const.T此處n≤ 1,稱為渦流指數(shù)
0.3T 0.14????n?1??1?0.67?D????283??
內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑: VT/R?w -角速度內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大;
交界圓柱面直徑 dI =(0.6~1.0)de , de 為排氣管直徑
徑向速度: 假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過交界圓柱面進入內(nèi)渦旋平均徑向速度: QVr?r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度,m 2πr0h0軸向速度:外渦旋的軸向速度向下;內(nèi)渦旋的軸向速度向上;在內(nèi)渦旋,軸向速度向上逐漸
A增大,在排出管底部達到最大值。?P?1??V2?162in旋風(fēng)除塵器的壓力損失: 2de相對尺寸對壓力損失影響較大,除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時,幾何相似放大或縮小,壓力損失基本不變;含塵濃度增高,壓力降明顯下降;操作運行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa。(4)旋風(fēng)除塵器的除塵效率::計算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ) ;
在交界面上,離心力FC,向心運動氣流作用于塵粒上的阻力FD :①若FC > FD,顆粒移向外壁;②若FC < FD,顆粒進入內(nèi)渦旋;③當(dāng)FC = FD時,有50%的可能進入外渦旋,2既除塵效率為50%。
πVT30dc?p?3π?dcVr(5)對于球形Stokes粒子: 61/2r0??18?Vrr0分割粒徑: d?c????V2?pT0 ??dpn1dc確定后,雷思一利希特模式計算其它粒子的分級效率: i?1?exp[?0.6931?(?)?1]dc2另一種經(jīng)驗公式:(dpi/dc)?? i21?(d/d)pic
(6)影響旋風(fēng)除塵器效率的因素:
①二次效應(yīng)-被捕集粒子的重新進入氣流。在較小粒徑區(qū)間內(nèi),理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集,實際效率高于理論效率;在較大粒徑區(qū)間,粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起,實際效率低于理論效率;通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上,能有效地控制二次效應(yīng) ;臨界入口速度。
②比例尺寸。在相同的切向速度下,筒體直徑愈小,離心力愈大,除塵效率愈高;筒體直徑過小,粒子容易逃逸,效率下降。錐體適當(dāng)加長,對提高除塵效率有利;排出管直徑愈少分割直徑愈小,即除塵效率愈高;直徑太小,壓力降增加,一般取排出管直徑de=(0.4~0.65)D。旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當(dāng)接近或等于l,筒體和錐體的總高度以不大于五
?倍的筒體直徑為宜。③除塵器下部的嚴密性 ④煙塵的物理性質(zhì)
⑤操作變量:提高煙氣入口流速,旋風(fēng)除塵器分割直徑變小,除塵器性能改善; 入口流速過大,已沉積的粒子有可能再次被吹起,重新卷入氣流中,除塵效率下降。
(7)旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式:進氣方式分:切向進入式;軸向進入式。氣流組織分:回流式、直流式、平旋式和旋流式。多管旋風(fēng)除塵器:由多個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器(又叫旋風(fēng)子)組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組;常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種。
(8)旋風(fēng)除塵器的設(shè)計
選擇除塵器的型式:根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征,及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素。2?pv?根據(jù)允許的壓力降確定進口氣速,或取為 12~25 m/s: 1??Q確定入口截面A,入口寬度b和高度h: A?bh?v
1(二)電除塵器
(1)優(yōu)點:壓力損失小,一般為200~500Pa;處理煙氣量大,可達105~106m3/h;能耗低,大約0.2~0.4kWh/1000m3;對細粉塵有很高的捕集效率,可高于99%;可在高溫或強腐蝕性氣體下操作。
(2)工作原理:三個基本過程:①懸浮粒子荷電-高壓直流電暈;②帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集-延續(xù)的電暈電場(單區(qū)電除塵器)或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(雙區(qū)電除塵器)③捕集物從集塵表面上清除-振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗。(3)粒子荷電:兩種機理:①電場荷電或碰撞荷電-離子在靜電力作用下做定向運動,與粒子碰撞而使粒子荷電;②擴散荷電-離子的擴散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程;依賴于離子的熱能,而不是依賴于電場。
粒子的主要荷電過程取決于粒徑:①大于0.5m的微粒,以電場荷電為主;②小于0.15?m的微粒,以擴散荷電為主、;③介于之間的粒子,需要同時考慮這兩種過程。
?=qEp/(3π?dp)(4)驅(qū)進速度:
?A(5)捕集效率一德意希公式:
?i?1?2i?1?exp(??i)?1iQ
(6)被捕集粉塵的清除:電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積;粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻性,一般方法采取振打清灰方式清除; 從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進入氣流;在濕式電除塵器中,用水沖洗集塵極板;在干式電除塵器中,一般用機械撞擊或電極振動產(chǎn)生的振動力清灰。
(7)除塵器類型選擇:雙區(qū)電除塵器-通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門;單區(qū)電除塵器-控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染。
(8)克服高比電阻影響的方法: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):增加煙氣濕度,或向煙氣中加入SO3、NH3,及Na2CO3等化合物,使粒子導(dǎo)電性增加,最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SO3;改變煙氣溫度;向煙氣中噴水,同時增加煙氣濕度和降低溫度;發(fā)展新型電除塵器。
(三)袋式除塵器
(1)工作原理:含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋,在通過濾料的孔隙時,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,可在機械振動的作用下從濾料表面脫落,落入灰斗中。
(2)工作過程:①粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用,在濾袋表面形成粉塵層,常稱為粉層初層;②新鮮濾料的除塵效率較低;③粉塵初層形成后,成為袋式除塵器的主要過濾層,提高了除塵效率;④隨著粉塵在濾袋上積聚,濾袈兩側(cè)的壓力差增大,會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去,使除塵效率下降;⑤除塵器壓力過高,還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降,因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后,要及時清灰;⑥清灰不應(yīng)破壞粉塵初層(3)袋式除塵器除塵效率的影響因素:①粉塵負荷;②過濾速度;⊙煙氣實際體積流量與濾布面積之比,也稱氣布比;⊙過濾速度是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。選用高的過濾速度,所需要的濾布面積小,除塵器體積、占地面積和一次投資等都會減小,但除塵器的壓力損失卻會加大?!岩话銇碇v,除塵效率隨過濾速度增加而下降;⊙過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)。
(4)袋式除塵器的濾料要求:⊙容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低;⊙使用壽命長,耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度;⊙表面光滑的濾料容塵量小,清灰方便,適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵,采用的過濾速度不宜過高;⊙表面起毛(絨)的濾料容塵量大,粉塵能深入濾料內(nèi)部,可以采用較高的過濾速度,但必須及時清灰;
濾料種類 :按濾料材質(zhì)分:①天然纖維:棉毛織物,適于無腐蝕、350~360K以下氣體 ②無機纖維:主要指玻璃纖維,化學(xué)穩(wěn)定性好,耐高溫;質(zhì)地脆;③合成纖維:性能各異,滿足不同需要,擴大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域 按濾料結(jié)構(gòu)分①濾布(編織物)②毛氈
(5)袋式除塵器的清灰方式:①機械振動式:此類型袋式除塵器的優(yōu)點是工作性能穩(wěn)定,清灰效果較好;缺點是濾袋常受機械力作用,損壞較快,濾袋檢修與更換工作量大
②逆氣流清灰:這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡單,清灰效果好,濾袋磨損少,特別適用于粉 塵粘性小,玻璃纖維濾袋的情況;③脈沖噴吹清灰:實現(xiàn)了全自動清灰,凈化效率達99%;過濾負荷較高,濾袋磨損輕,運行安全可靠。
(6)應(yīng)用:袋式除塵器作為一種高效除塵器,廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵。它比電除塵器結(jié)構(gòu)簡單、投資省、運行穩(wěn)定,可以回收高電阻率粉塵;與文丘里洗滌器相比,動力消耗小、回收的干顆粒物便于綜合利用。因此對于微細的干燥顆粒物,采用袋式除塵器捕集是適宜的。
(四)濕式除塵器
(1)工作原理: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?;蚴沽皆龃蟮难b置。可以有效地除去直徑為0.1~20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子,亦能脫除氣態(tài)污染物
(2據(jù)濕式除塵器的凈化機理,大致分為:重力噴霧洗滌器;旋風(fēng)洗滌器;自激噴霧洗滌器;板式洗滌器;填料洗滌器;文丘里洗滌器;機械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。
(3)濕式除塵器的優(yōu)點 :①在耗用相同能耗時,比干式機械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1m以下粉塵粒子,仍有很高效率;②可與靜電除塵器和布袋除塵器相比,而且還可適用于它們不能勝任的條件,如能夠處理高溫,高濕氣流,高比電阻粉塵,及易燃易爆的含塵氣體;③在去除粉塵粒子的同時,還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用,又起到冷卻、凈化的作用;
濕式除塵器的缺點 :①出的污水污泥需要處理,澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用;②凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時,洗滌水具有一定程度的腐蝕性,因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題; ③不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體;④寒冷地區(qū)使用濕式除塵器,容易結(jié)凍,應(yīng)采取防凍措施。
(4)噴霧塔洗滌器:噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小,操作穩(wěn)定,經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵;嚴格控制噴霧的過程,保證液滴大小均勻,對有效的操作是很有必要(5)旋風(fēng)洗滌器:①離心洗滌器凈化dp<5μm的塵粒仍然有效②耗水量L/G=0.5~1.5L/m3③適用于處理煙氣量大,含塵濃度高的場合④可單獨使用,也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器⑤由于氣流的旋轉(zhuǎn)運動,使其帶水現(xiàn)象減弱⑥可采用比噴霧塔更細的噴嘴
(6)文丘里洗滌器:除塵過程: ①含塵氣體由進氣管進入收縮管后,流速逐漸增大,氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?;②在喉管入口處,氣速達到最大,一般為50~180m/s;③洗滌液(一般為水)通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入,液滴被高速氣流霧化和加速④充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件。壓力損失:高速氣流的動能要用于霧化和加速液滴,因而壓力損失大于其它濕式和干式除塵器。
(五)除塵器的合理選擇
1、選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放濃度;
2、粉塵的物理性質(zhì)對除塵器性能具有較大的影響;
3、氣體的含塵濃度;氣體的含塵濃度較高時,在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的初凈化設(shè)備,去除粗大塵粒。
4、氣體溫度和其它性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素:高溫、高濕氣體不宜采用袋式除塵器;煙氣中同時含有SO2、NO等氣態(tài)污染物,可以考慮采用濕式除塵器,但是必須注意腐蝕問題。
5、選擇除塵器時,必須同時考慮捕集粉塵的處理問題
6、其他因素:設(shè)備的位置,可利用的空間,環(huán)境條件;設(shè)備的一次投資(設(shè)備、安裝和工程等)以及操作和維修費用
第八章 硫氧化物的污染控制(脫硫方式、脫硫過程、石灰石石灰法、操作因素)
一、燃燒前脫硫
1、煤炭的固態(tài)加工:煤炭洗選(物理洗煤;化學(xué)洗煤;微生物洗煤);型煤固硫。
2、煤炭的轉(zhuǎn)化:煤的氣化、煤的液化;
3、重油脫硫
二、燃燒中脫硫
流化床燃燒技術(shù):氣流速度介于臨界速度和輸送速度之間,煤粒保持流化狀態(tài);流化床利于燃料的充分燃燒。
CaCO3???CaO?CO2化學(xué)過程:
1CaO?SO?O2???CaSO42 2分類:按流態(tài):鼓泡流化床和循環(huán)流化床;按運行壓力:常壓流化床和增壓流化床 影響因素:.鈣硫比、煅燒溫度、脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)、脫硫劑的種類。
三、燃燒后脫硫
(一)高濃度二氧化硫尾氣的回收與凈化 ???SO3SO2?O2???2“兩轉(zhuǎn)兩吸”:
SO3?H2O???H2SO4
(二)低濃度二氧化硫煙氣脫硫(吸收、吸附、催化----主要方法為吸收)
1、煙氣脫硫方法可分為兩類:拋棄法和再生法;煙氣脫硫工藝分為四類:濕法拋棄系統(tǒng)、濕法回收系統(tǒng)、干法拋棄系統(tǒng)、干法回收系統(tǒng)。
2、石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)(1)化學(xué)反應(yīng)原理:
(2)工藝流程及設(shè)備
(3)主要工藝參數(shù):pH、液氣比、鈣硫比、氣流速度、漿液的固體含量、SO2濃度、吸收塔結(jié)構(gòu)
(4)影響因素:設(shè)備腐蝕;結(jié)垢和堵塞;除霧器阻塞;脫硫劑的利用率;液固分離;固體廢物的處理處置。(脫硫產(chǎn)物及綜合運用)。
(5)改進方法:改進的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫 ①加入己二酸的石灰石法:己二酸抑制氣液界面上SO2溶解造成的pH值降低,加速液相傳質(zhì);己二酸鈣的存在增加了液相與SO2的反應(yīng)能力;降低鈣硫比。②添加硫酸鎂:SO2以可溶性鹽的形式吸收,解決結(jié)垢問題。
③雙堿流程:用堿金屬鹽類或堿類水溶液吸收SO2,后用石灰或石灰石再生;解決結(jié)垢問題和提高SO2的利用率。
3、噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)
4、氧化鎂濕法煙氣脫硫技術(shù)
5、海水煙氣脫硫技術(shù)
6、濕式氨法煙氣脫硫技術(shù)
7、干法煙氣脫硫技術(shù)
四、煙氣脫硫的綜合比較
(一)主要涉及因素:脫硫效率;鈣硫比;脫硫劑利用率;脫硫劑的來源;脫硫副產(chǎn)品的處理處置;對鍋爐原有系統(tǒng)的影響;對機組運行方式適應(yīng)性的影響;占地面積;流程的復(fù)雜程度;動力消耗;工藝成熟度。
(二)評價指標(biāo):技術(shù)成熟度、技術(shù)性能、環(huán)境特性、經(jīng)濟性。第九章 固定源氮氧化合物污染控制
一、氮氧化合物的來源
NOx包括:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5;大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在。
NOx的性質(zhì):N2O:單個分子的溫室效應(yīng)為CO2的200倍,并參與臭氧層的破壞;
NO:大氣中NO2的前體物質(zhì),形成光化學(xué)煙霧的活躍組分; NO2:強烈刺激性,來源于NO的氧化,酸沉降;
NOx的來源:固氮菌、雷電等自然過程(5×108t/a);人類活動(5×107t/a);燃料燃燒占 90%;95%以NO形式,其余主要為NO2
二、形成機理
燃料型NOx:燃料中的固定氮生成的NOx
熱力型NOx:高溫下N2與O2反應(yīng)生成的NOx
瞬時NO:低溫火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO 說明:室溫條件下,幾乎沒有NO和NO2生成,并且所有的NO都轉(zhuǎn)化為NO2;800K左右,NO與NO2生成量仍然很小,但NO生成量已經(jīng)超過NO2;常規(guī)燃燒溫度(>1500K)下,有可觀的NO生成,但NO2量仍然很小。
三、低氮氧化合物燃燒技術(shù)
控制NOx形成的因素 :空氣-燃料比;燃燒區(qū)溫度及其分布;后燃燒區(qū)的冷卻程度;燃燒器形狀。
(一)低NOx燃燒技術(shù)
①低氧燃燒:降低NOx的同時提高鍋爐熱效率;CO、HC、碳黑產(chǎn)生量增加。②降低助燃空氣預(yù)熱溫度:燃燒空氣由27oC預(yù)熱到315oC,NO排放量增加3倍 ③煙氣循環(huán)燃燒:降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度-主要減少熱力型NOx ④兩段燃燒技術(shù):
第一段:氧氣不足,煙氣溫度低,NOx生成量很小; 第二段:二次空氣,CO、HC完全燃燒,煙氣溫度低 ⑤再燃技術(shù) ⑥濃淡燃燒技術(shù)
(二)先進的低NOx燃燒器:原理:低空氣過剩系數(shù)運行技術(shù)+分段燃燒技術(shù)。
①爐膛內(nèi)整體空氣分級的低NOx直流燃燒器:爐壁設(shè)置助燃空氣(OFA,燃盡風(fēng))噴嘴;類似于兩段燃燒技術(shù)
②空氣分級的低NOx旋流燃燒器:一次火焰區(qū):富燃,含氮組分析出但難以轉(zhuǎn)化;二次火焰區(qū):燃盡CO、HC等
③空氣/燃料分級的低NOx燃燒器:空氣和燃料均分級送入爐膛;一次火焰區(qū)下游形成低氧還原區(qū),還原已生成的NOx。④濃淡偏差型低NOx燃燒器
四、煙氣脫硝技術(shù)
(一)脫硝技術(shù)的難點:處理煙氣體積大;NOx濃度相當(dāng)?shù)?;NOx的總量相對較大。
(二)煙氣脫硝技術(shù)
1、選擇性催化還原法(SCR)
催化劑:貴金屬、堿性金屬氧化物 4NH3?4NO?O2?4N2?6H2O8NH3?6NO2?7N2?12H2O還原反應(yīng):
4NH3?5O2?4NO?6H2O潛在氧化反應(yīng):
4NH3?3O2?2N2?6H2O2、選擇性非催化還原法(SNCR)
尿素或氨基化合物作為還原劑,較高反應(yīng)溫度
化學(xué)反應(yīng): 4NH3?6NO?5N2?6H2OCO(NH2)2?2NO?0.5O2?2N2?CO2?2H2O
同樣,需要控制溫度避免潛在氧化反應(yīng)發(fā)生
3、吸收法凈化煙氣中的NOx
4、吸附法凈化煙氣中的NOx
五、煙氣同時脫硫脫硝技術(shù):電子束輻射法、濕法同時脫硫脫硝技術(shù)、干法同時脫硫脫硝技術(shù)。
第十章 揮發(fā)性有機物污染控制(控制的過程、三種燃燒方式、生物降解)
一、VOCs控制技術(shù)可分為兩類
①防止泄漏為主的預(yù)防性措施:替換原材料;改變運行條件;更換設(shè)備等 ②末端治理為主的控制性措施
二、VOCs控制方法和工藝
1、燃燒法:適用于可燃或高溫分解的物質(zhì);不能回收有用物質(zhì),但可回收熱量 燃燒工藝:①直接燃燒:適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢氣 設(shè)備:燃燒爐、窯、鍋爐;溫度1100oC左右
火炬燃燒:產(chǎn)生大量有害氣體、煙塵和熱輻射,應(yīng)盡量避免
②熱力燃燒(Thermal Combustion):適于低濃度廢氣的凈化;溫度低,540~820oC; 必要條件:溫度、停留時間、湍流混合
③催化燃燒:優(yōu)點:無火焰燃燒,安全性好;溫度低:300~450oC,輔助燃料消耗少; 對可燃組分濃度和熱值限制少。
2、吸收(洗滌)法:(設(shè)計指標(biāo):液氣比、塔徑、填料層高度)
吸收劑的要求:對被去除的VOCs有較大的溶解性;蒸氣壓低;易解吸;化學(xué)穩(wěn)定性和無毒無害性;分子量低
吸收設(shè)備主要設(shè)計指標(biāo):液氣比;塔徑;塔高
3、冷凝法:適于廢氣體積分數(shù)10-2以上的有機蒸氣;常作為其它方法的前處理 冷凝原理:冷凝溫度處于露點和泡點溫度之間;越接近泡點,凈化程度越高 分類:表面冷凝和接觸冷凝。
4、吸附法:物理吸附(活性炭吸附性能最佳)
5、生物法:原理:微生物將有機成分作為碳源和能源,并將其分解為CO2和H2O。生物法工藝比較:
計算題(46分-4個)
第二章 燃燒與大氣污染(理論空氣量、煙氣量的計算)
課后習(xí)題:
2.1 已知重油元素分析結(jié)果如下:C:85.5% H:11.3% O:2.0% N:0.2% S:1.0%,試計算:1)燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量;
2)干煙氣中SO2的濃度和CO2的最大濃度;
3)當(dāng)空氣的過剩量為10%時,所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。【解】:
1kg燃油含:
重量(g)
摩爾數(shù)(g)
需氧數(shù)(g)
C
855
71.25
71.25 H
113-2.5
55.25
27.625(轉(zhuǎn)化為氧,即原料中含有氧,20g,相當(dāng)于0.625molO2,轉(zhuǎn)化為H為2.5g)
S
0.3125
0.3125 H2O
22.5
1.25
0 N元素忽略。
1)理論需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg 設(shè)干空氣O2:N2體積比為1:3.78,則理論空氣量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。
煙氣組成為CO271.25mol,H2O 55.25+11.25=56.50mol,SO20.1325mol,N23.78×99.1875=374.93mol。
理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。
2)干煙氣量為502.99-56.50=446.49mol/kg重油。SO2百分比濃度為0.3125?100%?0.07%,446.49空氣燃燒時CO2存在最大濃度
71.25?100%?15.96%。
446.493)過??諝鉃?0%時,所需空氣量為1.1×10.62=11.68m3N/kg重油,產(chǎn)生煙氣量為11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。
2.2 普通煤的元素分析如下:C65.7%;灰分18.1%;S1.7%;H3.2%;水分9.0%;O2.3%。(含N量不計)
1)計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和SO2在煙氣中的濃度(以體積分數(shù)計); 2)假定煙塵的排放因子為80%,計算煙氣中灰分的濃度(以mg/m3表示);
3)假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%。當(dāng)Ca/S為1.7(摩爾比)時,計算燃煤1t需加石灰石的量?!窘狻浚?/p>
相對于碳元素作如下計算:
%(質(zhì)量)
mol/100g煤
mol/mol碳 C
65.7
5.475
H
3.2
3.2
0.584 S
1.7
0.053
0.010 O
2.3
0.072
0.013 灰分
18.1
3.306g/mol碳 水分
9.0
1.644g/mol碳 故煤的組成為CH0.584S0.010O0.013,燃料的摩爾質(zhì)量(包括灰分和水分)為
100?18.26g/molC。燃燒方程式為 5.475CH0.584S0.010O0.013?n(O2?3.78N2)?CO2?0.292H2O?0.010SO2?3.78nN2
n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495 1)理論空氣量1.1495?(1?3.78)?1000?22.4?10?3m3/kg?6.74m3/kg;
18.26SO2在濕煙氣中的濃度為
0.0101.6441?0.292?0.010?3.78?1.1495?181000?80%?144.8g/kg 100?100%?0.174%
2)產(chǎn)生灰分的量為18.1?
煙氣量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×103=6.826m3/kg
-144.8?103mg/m3=2.12×104mg/m3 6.8261000?1.7%?1.7?4032.003)需石灰石?103.21kg/t煤
35%灰分濃度為2.4 某鍋爐燃用煤氣的成分如下:H2S0.2%;CO25%;O20.2%;CO28.5%;H213.0%;CH40.7%;N252.4%;空氣含濕量為12g/m3N,??1.2,試求實際需要的空氣量和燃燒時產(chǎn)生的實際煙氣量。解:
取1mol煤氣計算 H2S 0.002mol
耗氧量 0.003mol
CO0.05mol
0
CO
0.285mol
0.143mol
H2
(0.13-0.004)mol
0.063mol
CH4
0.007mol
0.014mol 共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。設(shè)干空氣中N2:O2體積比為3.78:1,則理論干空氣量為0.223×(3.78+1)=1.066mol。取??1.2,則實際干空氣 1.2×1.066mol=1.279mol。
空氣含濕量為12g/m3N,即含H2O0.67mol/ m3N,14.94L/ m3N。故H2O體積分數(shù)為1.493%。故實際空氣量為1.279?1.298mol。
1?1.493%煙氣量SO2:0.002mol,CO2:0.285+0.007+0.05=0.342mol,N2:0.223×3.78+0.524=1.367mol,H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol 故實際煙氣量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol 第四章 大氣擴散濃度估算模式(高架點源)
4.1 污染源的東側(cè)為峭壁,其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H,污染源到峭壁的距離為L,峭壁對煙流擴散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時高架連續(xù)點源的擴散模式。當(dāng)吹北風(fēng)時,這一模式又變成何種形式? 【解】:
吹南風(fēng)時以風(fēng)向為x軸,y軸指向峭壁,原點為點源在地面上的投影。若不存在峭壁,則有Qy2(z?H)2(z?H)2?(x,y,z,H)?exp(?2){exp[?]?exp[?]} 222?y2?z2?z2?u?y?z'現(xiàn)存在峭壁,可考慮?為實源與虛源在所關(guān)心點貢獻之和。
Qy2(z?H)2(z?H)2實源?1?exp(?2){exp[?]?exp[?]} 222?y2?z2?z2?u?y?zQ(2L?y)2(z?H)2(z?H)2虛源?2?exp[?]{exp[?]?exp[?]} 2222?y2?z2?z2?u?y?zQy2(z?H)2(z?H)2因此??exp(?2){exp[?]?exp[?]}+ 222?2?2?2?u?y?zyzzQ(2L?y)2(z?H)2(z?H)2exp[?]{exp[?]?exp[?]} 2222?y2?z2?z2?u?y?zQy2(2L?y)2(z?H)2(z?H)2={exp(?2)?exp[?]}{exp[?]?exp[?]} 2222?2?2?2?2?u?y?zyyzz刮北風(fēng)時,坐標(biāo)系建立不變,則結(jié)果仍為上式。
4.2 某發(fā)電廠煙囪高度120m,內(nèi)徑5m,排放速度13.5m/s,煙氣溫度為418K。大氣溫度288K,大氣為中性層結(jié),源高處的平均風(fēng)速為4m/s。試用霍蘭德、布里格斯(x<=10Hs)、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13201-91中的公式計算煙氣抬升高度?!窘狻浚?霍蘭德公式
?H?vsDu(1.5?2.7Ts?Ta13.5?5418?288D)?(1.5?2.7??5)?96.16m。Ts4418布里格斯公式
QH?Ts?Ta2.72.7418?28822?vD???13.5?5?29521kW?21000kWsTs4189.6?10?39.6?10?3?11/3?0.362?29521?4?1x2/3?2.80x2/3。
1/32/3且x<=10Hs。此時 ?H?0.362QHxu按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13201-91中公式計算,因QH>=2100kW,Ts-Ta>=130K>35K。
n1?H?n0QHHsn2u?1?1.303?295211/3?1202/3?4?1?244.93m
(發(fā)電廠位于城市近郊,取n=1.303,n1=1/3,n2=2/3)
4.3 某污染源排出SO2量為80g/s,有效源高為60m,煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。在當(dāng)時的氣象條件下,正下風(fēng)方向500m處的?y?35.3m,?z?18.1m,試求正下風(fēng)方向500m處SO2的地面濃度?!窘狻浚?/p>
由《大氣污染控制工程》P88(4-9)得
H2806023 ??exp(?2)?exp(?)?0.0273mg/m2??6?35.3?18.12?z2?18.1?u?y?zQ4.5 某一工業(yè)鍋爐煙囪高30m,直徑0.6m,煙氣出口速度為20m/s,煙氣溫度為405K,大氣溫度為293K,煙囪出口處風(fēng)速4m/s,SO2排放量為10mg/s。試計算中性大氣條件下SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置?!窘狻浚?/p>
由霍蘭德公式求得
?H?vsDu(1.5?2.7Ts?Ta20?0.6405?293D)?(1.5?2.7??0.6)?5.84m,煙囪Ts4405有效高度為H?Hs??H?30?5.84?35.84m。由《大氣污染控制工程》P89(4-10)、(4-11)
?max?H35.842Q?z????25.34m。時,z2??uHey222?1025.34??0.231?g/m3。2??4?35.84e50.1取穩(wěn)定度為D級,由表4-4查得與之相應(yīng)的x=745.6m。此時?y?50.1m。代入上式?max?第六章 除塵裝置 例題:已知XZT一90型旋風(fēng)除塵器在選取入口速度v1=13m/s時,處理氣體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣(溫度為423K,煙塵真密度為2.1g/cm3)時的分割直徑和壓力損失。已知該除塵器筒體直徑0.9m,排氣管直徑為0.45m,排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?.58m,423K時煙氣的粘度(近似取空氣的值)μ=2.4×10-5pa﹒s。
解:假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度,即v1=13m/s,取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7 de,根據(jù)式(6-10)
T0.30.14n?1?[1?0.67(D)][] 283 4230.30.14?1?[1?0.67(0.9)][]
283 ?0.62
0.90.62由式(6一9)得氣流在交界面上的切向速度: vT0?13?()0.7?0.45由式(6-12)計算:
?518?vr18?2.4?10?0.54?0.7?0.2251/2r0根據(jù)式(6-16)d?[]?[]c22 ?pvT02100?24.92=24.92m/sQ1.37vr??=0.54m/s2πr0h02π?0.7?0.225?2.58
?6?5.31?10m?5.31μm
此時旋風(fēng)除塵器的分割直徑為5.31μm。
根據(jù)式(5-13)計算旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失:423K時煙氣密度可近似取為
2733??1.293?=0.834kg/m
423
1.37 ??16A/dc2?16?=8.33213?(0.45)
1122?P???v??8.33?0.834?13T1 22 ?547Pa例題: 已知煙氣處理量Q=5000m3/h,煙氣密度ρ=1.2kg/ m3,允許壓力損失為900Pa。若選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器,試求其主要尺寸。解: 2?Pv?由式(6-26): 1??2?900 v1?=16.1m/s?35.8?1.2?10根據(jù)表6-1,ζ=5.8:
v1 的計算值與表5-3的氣速與壓力降數(shù)據(jù)一致。
參考XLP/B品系列;取D=700mm,Q5000A??=0.0863m2de?0.6D?0.6?700=420mm 3600v13600?16.1 L?1.7D?1.7?700?1190mmh?2A?2?0.0863=0.42m
H?2.3D?2.3?700?1610mm b?A/2?0.0863/2?0.208md1?0.43D?0.43?700?301mm D?3.33b?3.33?0.208=0.624m?624mm例題
利用下列數(shù)據(jù),決定電場和擴散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時間的變化。已知ε=5,E0=3×106V/m,T=300K,N=2×1015離子/m3,u =467m/s,dp=0.1,0.5和1.0μm。
解:由方程(6-31)得電場荷電的飽和電荷
qs?3π?8.85?10?125?42?3?10?d2?1.79?10dpp5?2
62(1.6?10?19)?467?2?1015dpt由方程(6-32)可以計算擴散荷電過程的荷電量隨時間的變化
n?2π?8.85?10?12?300?1.38?10?23dp(1.6?10)6?192?ln[1?8?8.85?10?12?300?1.38?10?23] =8.99?10dpln[1?8.16?1010tdp]那么
例題:以液氣比為1.0L/m3的速率將水噴入文丘里洗滌器的喉部,氣體流速為122m/s,密度和粘度分別為1.15kg/ m3和 2.08×10-5kg/m?s-1,喉管橫斷面積為0.08 m2,參數(shù)f取為0.25,對于粒徑為1.0μm、密度為1.5g/ m3的粒子,試確定氣流通過該洗滌器的壓力損失和
?3粒子的通過率。
?321.0?10?P??1.03?10(12200)()解:由式(6-53)
=153.3 cmH2O
現(xiàn)在運用海斯凱茨提出的式(6-54),得
?31.0?100.13320.78?P?0.863?1.15?(0.08)?(122)()1=12567Pa
2q?qs?n?e?1.79?10?4dp?1.44?10?12dpln[1?8.16?1010tdp]利用式(6-55)估算粒子的通過率:
0.172CC?1??1.172dp26.1?10?9?1?1.5?1.172?12?(0.25)?153.3P?exp[?]?42(2.08?10)?exp(?2.375)?0.093
課后題:
6.1 在298K的空氣中NaOH飛沫用重力沉降室收集。沉降至大小為寬914cm,高457cm,長1219cm。空氣的體積流速為1.2m3/s。計算能被100%捕集的最小霧滴直徑。假設(shè)霧滴的比重為1.21?!窘狻浚?計算氣流水平速度v0?Q1.2??2.87?10?2m/s。設(shè)粒子處于Stokes區(qū)域,取A9.14?4.57??1.82?10?5Pa?s。按《大氣污染控制工程》P162(6-4)
dmin18?v0H18?1.82?10?5?2.87?10?2?4.57???17.2?10?6m?17.2?m 3?pgL1.21?10?9.81?12.19即為能被100%捕集的最小霧滴直徑。
6.10 在氣體壓力下為1atm,溫度為293K下運行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3m,3L=2.0m,氣體流量0.075m/s。若集塵板附近的平均場強E=100kV/m,粒徑為1.0?m的粉塵荷電量q=0.3×1015C,計算該粉塵的驅(qū)進速度w和電除塵效率?!窘狻浚?/p>
驅(qū)進速度按《大氣污染控制工程》P187(6-33)-0.3?10?15?100?103w???0.176m/s。?5?63??dp3??1.81?10?1?10A??dL???0.3?2?1.885m2,Q=0.075m3/s,代入P188(6-34)qEp?i?1?exp(?A1.885wi)?1?exp(??0.176)?98.8% Q0.0756.26 除塵器系統(tǒng)的處理煙氣量為10000m3/h,初始含塵濃度為6g/m3,擬采用逆氣流反吹清灰袋式除塵器,選用滌綸絨布濾料,要求進入除塵器的氣體溫度不超過393K,除塵器壓力損失不超過1200Pa,煙氣性質(zhì)近似于空氣。試確定:
1)過濾速度;2)粉塵負荷;3)除塵器壓力損失;4)最大清灰周期;5)濾袋面積; 6)濾袋的尺寸(直徑和長度)和濾袋條數(shù)?!窘狻浚?/p>
1)過濾氣速估計為vF=1.0m/min。
2)除塵效率為99%,則粉塵負荷W?vF?Ct?0.99?6t?5.94tg/m。3)除塵器壓力損失可考慮為?P??Pt??PE??Pp
2?Pt為清潔濾料損失,考慮為120Pa;?PE?SE?vF?350Pa;
?Pp?Rpv2?Ct?9.5?12?5.94t?56.43tPa,Rp取9.50N?min/(g?m);
故?P??Pt(Pa)?470?56.43t(Pa)。t??PE??Pp?350?120?56.43,t?12.9min即最大清灰周期。4)因除塵器壓降小于1200Pa,故470?56.43t(Pa)?1200
5)A?Q10000?393??240m2。60vF60?1?27326)取濾袋d=0.8m,l=2m。a??dl?5.03m,n?A?47.7,取48條布袋。a選擇題(重點)(10x2分)
1、常規(guī)燃料與費常規(guī)燃料的區(qū)分
2、大氣穩(wěn)定度的判斷
3、霍蘭德公式
4、總除塵效率、分級效率計算
5、氣態(tài)污染物的傳質(zhì)過程、擴散過程
6、城市機動車污染物的控制方式(機內(nèi)、機外)設(shè)計題(10分)
脫硫、除塵(風(fēng)機的選擇、風(fēng)機的安裝位置、正壓、負壓的運行情況)
第二篇:大氣污染控制工程總結(jié)
大氣污染控制工程
名詞解釋:
大氣污染:系指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到了足夠的時間,并因此而危害了人體的舒適、健康和人們的福利,甚至危害了生態(tài)環(huán)境。
溫室效應(yīng):大氣中的二氧化碳和其他微量氣體如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烴、水蒸氣等,可以使太陽短波輻射幾乎無衰減地通過,但卻可以吸收地表長波輻射,由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象,稱為“溫室效應(yīng)”。
酸雨:在清潔的空氣中被二氧化碳飽和的雨水pH為5.6,故將pH<5.6的雨、雪或者其他形式的降水稱為酸雨。
二次污染物:是指大氣中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性質(zhì)不同的新的污染物質(zhì)。
大氣穩(wěn)定度:是指在垂直方向上大氣穩(wěn)定的溫度,即是否易于發(fā)生對流。
空氣過剩系數(shù):
幾種除塵器總結(jié):
機械除塵器通常指利用質(zhì)量力(重力、慣性力和離心力)的作用使顆粒物與氣體分離的裝置,常用的有: 重力沉降室
慣性除塵器
旋風(fēng)除塵器 電除塵器的工作原理?
答:(1)懸浮粒子荷電---高壓直流電暈
(2)帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集----延續(xù)的電暈電場(單區(qū)電除塵器)或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(雙區(qū)電除塵器)
(3)捕集物從集塵表面上清除----振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗
電除塵器如何降低粉塵的比電阻率? 答:首先,粉塵具有比電阻率。
其次,高電阻率粉塵將影響電除塵器的操作和性能。如何降低粉塵的比電阻率:
(1)保持電極表面盡可能清潔;(2)采用較好的供電系統(tǒng);(3)煙氣調(diào)制;
(4)發(fā)展新型電除塵器;
文丘里除塵器的原理?
答:含塵氣體由進氣管進入收縮管后,流速逐漸增大,氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋?/p>
在喉管入口處,氣速達到最大,一般為50~180m/s。
洗滌液(一般為水)通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入,液滴被高速氣流霧化和加速。
充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件。
濕式除塵器的優(yōu)點和缺點? 答:優(yōu)點:
(1)在耗用相同能耗時,?比干式機械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1 以下粉塵粒子,仍有很高效率
?(2)可與靜電除塵器和布袋除塵器相比,而且還可適用于它們不能勝任的條件,如能夠處理高溫,高濕氣流,高比電阻粉塵,及易燃易爆的含塵氣體。
(3)在去除粉塵粒子的同時,還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用,又起到冷卻、凈化的作用。
缺點:
(1)排出的污水污泥需要處理,澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用
(2)凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時,洗滌水具有一定程度的腐蝕性,因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題。
(3)不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體。
(4)寒冷地區(qū)使用濕式除塵器,容易結(jié)凍,應(yīng)采取防凍措施。
濕式除塵器的除塵機理
主要是慣性碰撞和攔截作用。
含塵氣流在運動過程中同液滴相遇,在液滴前xd處氣流開始改變方向,繞過液滴運動,而慣性較大的塵粒有繼續(xù)保持其原來直線運動的趨勢。塵粒運動主要受兩個力支配,即其本身的慣性力以及周圍氣體對它的阻力。
布袋除塵器機理?及提高效率方法?
答:含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋,在通過濾料的孔隙時,粉塵被捕集于濾料上。
沉積在濾料上的粉塵,可在機械振動的作用下從濾料表面脫落,落入灰斗中。粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用,在濾袋表面形成粉塵層,常稱為粉層初層。
提高效率方法:
(1)隨著粉塵在濾袋上積聚,除塵器壓力過高,還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降,因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后,要及時清灰。
(2)不能過分清灰,即不應(yīng)破壞粉塵初層,否則會引起除塵效率顯著降低。(3)要控制過濾速度。過濾速度即煙氣實際體積流量和濾布面積之比,即氣布比。過濾速度是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。選用高的過濾速度,所需要的濾布面積小,除塵器體積、占地面積和一次投資等都會減小,但除塵器的壓力損失卻會加大。一般來講,除塵效率隨過濾速度增加而下降。此外,過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)
全球性大氣污染問題?
答;全球性大氣污染問題目前主要包括溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨三大問題。(1)溫室效應(yīng)
大氣中的二氧化碳和其他微量氣體如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烴、水蒸氣等,可以使太陽短波輻射幾乎無衰減地通過,但卻可以吸收地表長波輻射,由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象,稱為“溫室效應(yīng)”。
危害:
(2)臭氧層破壞
危害:
(3)酸雨
在清潔的空氣中被二氧化碳飽和的雨水pH為5.6,故將pH<5.6的雨、雪或者其他形式的降水稱為酸雨。危害:
我國大氣污染現(xiàn)狀概述?
答:(1)中國的大氣環(huán)境污染仍然以煤煙型為主,主要污染物為顆粒物和SO2。
(2)部分城市污染轉(zhuǎn)型。
(3)新興城市的大氣污染越來越嚴重。(經(jīng)濟發(fā)展過程中忽視環(huán)境問題)
我國的大氣污染現(xiàn)狀及問題?
答:(1)中國的大氣環(huán)境污染仍然以煤煙型為主,主要污染物為顆粒物和SO2。(2)隨著機動車輛迅猛增加,中國部分城市的污染特征正在由煤煙型向機動車尾氣污染型轉(zhuǎn)變。(有的甚至并重)
(3)由于大規(guī)模建筑施工等人為活動,引起揚塵污染加重。(4)部分地區(qū)生態(tài)破壞,使得我國北方沙塵暴污染嚴重。
(5)由于硫氧化物、氮氧化物等酸性物質(zhì)的排放未能得到有效控制,全國形成了華中、華南、西南、及華東地區(qū)等多個酸雨污染嚴重的區(qū)域,北方局部地區(qū)出現(xiàn)酸雨。酸雨區(qū)面積占我國國土面積的30%。
(6)除此之外,中國的大氣污染還有時空差異,大氣污染,冬季最嚴重;北方大氣污染比南方更嚴重,沙塵天氣加重了北方大氣污染。
大氣污染的影響?(1)對人體健康的影響(2)對植物的傷害(3)對器物和材料的傷害(4)對大氣能見度和氣候的影響
大氣污染的綜合防治? 答:(1)全面規(guī)劃、合理布局
(2)嚴格環(huán)境管理
(3)控制大氣污染的技術(shù)措施
(4)控制污染的經(jīng)濟政策
(5)控制污染的產(chǎn)業(yè)政策
(6)綠化造林
(7)安裝廢氣凈化裝置
第三篇:大氣污染控制工程復(fù)習(xí)總結(jié)
大氣污染控制工程復(fù)習(xí)總結(jié)
第一章概論
1.大氣的概念:指環(huán)繞地球的全部空氣的總和。
2.大氣污染:由于人類活動或自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到了足夠的時間,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。3.三大全球性大氣污染:溫室效應(yīng),臭氧層破壞,酸雨。4.大氣污染物:由于人類活動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)。5.大氣污染物又分為兩類:(1)氣溶膠狀態(tài)污染物:a 粉塵 b 煙 c 飛灰 d 黑煙 e 霾 f 霧 還有兩個概念 1 總懸浮顆粒物-----tsp 2 可吸入顆粒物-----PM10(2)氣體狀態(tài)污染物 a硫氧化物 b 氮氧化物 c 碳氧化物d 有機化合物 e 硫酸煙霧 f 光化學(xué)煙霧(藍色或紫色,黃褐色)
6.一次污染物:直接從污染源排放到大氣的原始污染物;二次污染物:由于一次污染物與大氣中已有的組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或者光化學(xué)反映而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。
7.我國的酸雨區(qū):長江以南,青藏高原以東的廣大地區(qū)及四川盆地。其中華中、華南、西南及華東地區(qū)存在酸雨污染嚴重的區(qū)域,北方地區(qū)局部區(qū)域出現(xiàn)酸雨。8.大氣污染物入侵人體的主要三個途徑:表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空氣。
9.顆粒物的危害:a 粒徑越小,越不易沉積,長時間漂浮在大氣中容易被吸入體內(nèi),且容易深入肺部。b 粒徑越小,顆粒的比表面積越大,物理、化學(xué)活性越高,加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。
10.大氣污染物可能造成的危害。11.空氣能見度的計算 p17 12.大氣污染綜合防治的含義:實質(zhì)上就是為了達到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo),對多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟和理性、區(qū)域合適性和實施可能性等進行最優(yōu)化選擇和評價,從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施。
13.環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的三區(qū)和三級:環(huán)境空氣質(zhì)量分為三級 a 一級標(biāo)準(zhǔn) 為保護自然生態(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。b 二級標(biāo)準(zhǔn) 為保護人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動、植物,在長期和短期的接觸情況下,不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。c 三級標(biāo)準(zhǔn) 為保護人群不發(fā)生急、慢性中毒和城市一般動、植物(敏感者除外)正常生長的空氣質(zhì)量要求。
該標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分為三類 1類區(qū)為 自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)。2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)。3類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)
另外 一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn) 二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn) 三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。14.空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級別 p26 表1-7 第二章燃燒與大氣污染
1.燃料按物理性質(zhì)分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料三類。氣體燃料的優(yōu)點是燃燒迅速,其燃燒狀態(tài)可基本上由空氣與燃料的擴散或混合所控制。液體燃料也是以氣體形式燃燒的,因此它的燃燒速率受其蒸發(fā)過程控制。固體燃料的燃燒受此兩種現(xiàn)象控制:燃料中揮發(fā)性組分被蒸餾后以氣體燃燒,而遺留下來的固定碳則以固態(tài)燃燒,后者的速率由氧分子向固體表面的擴散速度控制 2.工業(yè)煤的分析 a 水分 b 灰分 c 揮發(fā)分 d 固定碳
3.煤中硫的形態(tài):黃鐵礦硫(fes2)
硫酸鹽硫 有機硫 單質(zhì)硫
4.煤的成分表示法:常用的有四種 a 收到基 b 空氣干燥基 c 干燥基 d 干燥無灰基(煤礦提供的資料用此法)
5.3T :通常把溫度、時間和湍流度稱為燃燒過程的3T
6.理論空氣量 實際煙氣量(計算)p 40 7.過??諝庀禂?shù):一般把超過理論空氣量而多提供的空氣量稱為過??諝饬浚褜嶋H空氣量與理論空氣量之比 定義為空氣過剩系數(shù) 8.發(fā)熱量:單位燃料完全燃燒時發(fā)生的熱量變化,即在反應(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)物終了狀態(tài)相同的情況向下的熱量變化(壓強和溫度穩(wěn)定)燃料的發(fā)熱量有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之分。高位發(fā)熱量包括 燃料燃燒生成物中 水蒸氣的汽化潛能;低位發(fā)熱量是指燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣仍以氣態(tài)存在時,完全燃燒過程所釋放的熱量
9.煙氣體積及污染物排放量計算 p 46
10.積碳的生成 a 在擴散火焰中 有機物雙鍵越多 越容易生成碳b 在預(yù)混火焰中 發(fā)煙大小順序為 萘、苯、醇、烷、烯、醛、炔
11.煤質(zhì)(灰分和水分含量以及顆粒物大?。ε艍m濃度的影響:一般,灰分越高,含水量越少,則排塵濃度就越高。12.爐排熱負荷:是指每平方米爐排上每小時燃料燃燒所釋放出來的熱量。爐排熱負荷增加,導(dǎo)致單位爐排面積上燃煤量增大,則流過爐排的氣流速度也將成正比增加,灰分被氣流夾帶而飛逸的可能性就增大。
13.鍋爐運行負荷是指鍋爐每小時蒸發(fā)量與該鍋爐額定蒸發(fā)量的百分比;鍋爐負荷越高,燃煤量越大,煙氣必然大,排塵濃度就會越高。
14.PAN 過氧乙酰硝酸酯 是光化學(xué)煙霧產(chǎn)生危害的重要二次污染物。PAH多環(huán)芳烴是指具有兩個或兩個以上苯的一類有機化合物.。POM(聚甲醛樹脂)定義:聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物。第三章 大氣污染氣象學(xué)
1.大氣圈可分為5層 :對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。
2.臭氧層:平流層集中了大氣中大部分臭氧,并在20-25km高度上達到最大值,形成臭氧層。
3.大氣邊界層:對流層的下層,厚度約為1-2km,其中氣流受地面阻滯和摩擦的影響很大,稱為大氣邊界層。
4.氣象要素:表示大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象。主要有:氣溫、氣壓、氣濕、風(fēng)向、風(fēng)速、云況、能見度等。
5.干絕熱直減率:干空氣塊(包括未飽和的濕空氣塊)絕熱上升或下降單位高度(通常取100m)時,溫度降低或升高的數(shù)值。
6.氣溫直減率:氣溫隨高度的變化,系指單位高度氣溫的變化值。7.逆溫:氣溫隨高度的增加而增加(++)。
8.大氣穩(wěn)定度:是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定程度,即是否容易發(fā)生對流。9.大氣穩(wěn)定度的判斷p76 10.煙流形狀與大氣穩(wěn)定度的關(guān)系(哪種煙氣形狀易于擴散)五種類型:波浪型(煙流呈波浪狀,污染物擴散良好,發(fā)生在全層不穩(wěn)定大氣中。)錐型(煙流呈圓錐形,發(fā)生在中性條件下。)扇型:煙流垂直方向擴散很小,像一條帶子飄向遠方。爬升型:煙流下部是穩(wěn)定的大氣,上部是不穩(wěn)定的大氣。一般在日落后出現(xiàn),由于地面輻射冷卻,低溫形成逆溫,而高空扔保持遞減層結(jié)。漫煙型:對于輻射逆溫,日出后逆溫從地面向上逐漸消失。與爬升型溫層相反。
11.地方性風(fēng)場 a 海路風(fēng)是海風(fēng)和陸風(fēng)的總稱,它發(fā)生在海路交接地帶,是以24h為周期的一種大氣局地環(huán)流。b 山谷風(fēng) 是山風(fēng)和谷風(fēng)的總稱。發(fā)生在山區(qū) 24h 為周期的局部環(huán)流。C 城市熱島環(huán)流 是由于城鄉(xiāng)溫度差引起的局部風(fēng)。長期出現(xiàn) 城市溫度高于鄉(xiāng)村(尤其是夜間)。風(fēng)由城市周圍的鄉(xiāng)村吹向城市。第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)
1.兩種常見的顆粒定義方法 a 空氣動力學(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(p=1g/cm3)的圓球的直徑。b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的直徑。2.粒徑分布 p129 3.真密度與堆積密度 a 真密度 計算體積不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積,而是粉塵自身所占的真實體積,則以此真實體積求得的密度。b 堆積密度 呈堆積狀態(tài)存在的粉塵,它的堆積體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi)部的孔隙體積,以此堆積體積求得的密度。(單位體積的粉塵質(zhì)量稱為粉塵密度)4.安息角與滑動角 a 安息角粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上,自然堆積成一個圓錐體,圓錐體母線與水平面的夾角。b 滑動角 系指自然堆放在光滑平板上的粉塵,隨平板作傾斜運動時,粉塵開始滑動時的平板傾角。
5.粉塵的潤濕性 粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著難易程度的性質(zhì)。
6.粉塵的荷電性 粉塵帶的電荷隨溫度增高、表面積增大及含水率減小而增加,還與其他化學(xué)組成等有關(guān)。
7.壓力損失 是代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),系指裝置的進口和出口氣流全壓只差。P152(計算?)
8.分級除塵效率 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。9.分級效率與總除塵效率之間的關(guān)系(計算)p 154 10.顆粒捕集的理論基礎(chǔ) p156 第六章 除塵裝置
1.目前常用的四種除塵器 a 機械除塵器 b 電除塵器 c 袋式除塵器 d 濕式除塵器
2.四類除塵器的優(yōu)缺點及其改進方法(詳見書中)
3.機械除塵器中 旋風(fēng)除塵器為重點 注意其a 壓力損失 b 影響其除塵效率的因素 4.電除塵器中 驅(qū)進速度(計算)異常荷電 荷電機理 粒子的捕集效率(計算)5.袋式除塵器 工作原理 袋式除塵器的清灰方式 袋式除塵器的選擇、設(shè)計、和應(yīng)用。6.電袋除塵器的選擇和設(shè)計 p 224 7.濕式除塵器的壓力損失 p 237(計算)第八章 見書
第四篇:大氣污染控制工程 名詞解釋總結(jié)
【大氣污染】大氣污染通常系指由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到足夠的時間,并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境的現(xiàn)象。是指大氣中某種物質(zhì)的 【空燃比】單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量,它可以由燃燒方程式直接求得。
【空氣過剩系數(shù)】一般把超過理論空氣量多供給的空氣量稱為過??諝饬?,并把實際空氣量與理論空氣量之比定義為空氣過剩系數(shù)。
【斯托克斯直徑D】為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相同的圓球的直徑?!竞Y分直徑】為顆粒能夠通過的最小方篩孔的寬度。
【空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑】為在空氣中與沉降速度相等的單位密度(ρ=1g/cm3)的圓球的直徑?!緮U散荷電】由離子的擴散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程.【驅(qū)進速度】荷電粒子在電場力的作用下,向集塵極運動時。電場力與空氣阻力很快就達到平衡,并向集塵極做勻速運動。
【電場荷電】離子在靜電力作用下做定向運動,與粒子碰撞而使粒子荷電?!究晌腩w粒物(pm10)】指能懸浮在空氣中,空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于10um的顆粒物?!纠碚摽諝饬俊繂挝涣咳剂习慈紵磻?yīng)方程式完全燃燒所需要的空氣量?!疽淮挝廴疚铩渴侵钢苯訌奈廴驹磁诺酱髿庵械脑嘉廴疚镔|(zhì)。
【二次污染物】是指由一次污染物與大氣中已有成分或者幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或者光化學(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)。【總懸浮顆粒物(TSP)】指能懸浮在空氣中,空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于100um的顆粒物?!救剂稀渴侵冈谌紵^程中,能夠釋放能量,在經(jīng)濟上可以取得效益的物質(zhì)?!纠碚摕煔怏w積】在理論空氣量下,燃料完全燃燒所生成的煙氣體積?!玖椒植肌渴侵覆煌椒秶鷥?nèi)的顆粒的個數(shù)所占的比例。【粉塵的密度】單位體積粉塵的質(zhì)量,單位為kg/m3或k/m3 【空隙率】若將粉體顆粒間和內(nèi)部空隙的體積與堆積粉體的總體積之比。
【安息角】粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上,自然堆積成一個圓錐體,圓錐體母線與水平面的夾角。一般為35—55° 【滑動角】指自然堆放在光滑平板上的粉塵,隨平板做傾斜運動時,粉塵開始發(fā)生滑動時的平板傾斜角,一般30—40° 【粉塵的比表面積】單位體積或質(zhì)量粉塵所具有的表面積?!痉蹓m的含水率】是指粉塵中所含水分質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量之比。
【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程度難易的性質(zhì)?!緳C械除塵器】通過指利用質(zhì)量力的作用是顆粒物與合流分離的裝置。
【眾徑dd】F曲線應(yīng)是有一拐點“s”曲線,拐點發(fā)生在頻度p為最大值時對應(yīng)的粒徑處,這一粒徑稱為眾徑?!局形涣剑∟MD)】累計頻率F=0.5時對應(yīng)的粒徑d50稱為中位粒徑。
【干絕熱直減少率】干空氣塊(包括未飽和的濕空氣塊)絕熱上升或下降單位高度(通常取100m)時,溫度降低或升高的數(shù)值。(P71)【溫度層結(jié)】溫度隨垂直高度的分布曲線。
【氣體吸附】氣體吸附是用多孔固體吸附劑將氣體(或液體)混合物中一種或數(shù)種組分被濃集于固體表面,而與其它組分分離的過程。
【氣體吸收】溶質(zhì)從氣相傳遞到液相的相際間傳質(zhì)過程。
【大氣污染綜合防治】為了達到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo),對多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實施可能性等進行最優(yōu)化選擇和評價,從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施?!臼盏交恳园ㄈ克趾突曳值娜剂献鳛?00%的成分,即鍋爐燃燒的實際成分。
【吸附劑活性】是吸附劑能力的標(biāo)志,常以吸附劑上已吸附吸附質(zhì)的量與所用吸附劑量之比的百分數(shù)來表示?!灸鏈亍可喜繗鉁馗?,下部氣溫低的一種大氣現(xiàn)象,不利于污染物的擴散。【空燃比】單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)量。【污染系數(shù)】風(fēng)向頻率與平均風(fēng)速的比值
【分割粒徑】指分級除塵效率達到50%時的顆粒粒徑。
【有效驅(qū)進速度】電附塵器在實際使用中,根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)形式和運行條件下測得的總捕食效率,代入德意希方程反算出相應(yīng)的驅(qū)進速度值,稱為有效驅(qū)進速度。
【粉塵初層】袋式除塵器中,顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用,逐漸在濾袋表面形成一層粉塵。稱粉塵初層。
【氣布比】袋式除塵中煙氣實際體積流量與濾布面積之比,是過濾速度,也叫氣布比?!敬┩笗r間(保護作用時間)】吸附床使用一段時間后,污染物出口濃度達到最大容許濃度,被穿透,吸附劑必須再生,從含污染物氣體開始進入吸附床到穿透,稱為保護作用時間。
【吸附劑的活性】單位吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)的量。包括動活性和靜活性?!韭饵c】同氣壓下空氣達到飽和狀態(tài)時的溫度
【位溫】各高度均把壓力換算到1000mb(10kPa)時的溫度(絕熱)?!灸鏈匦纬傻倪^程】(1)輻射逆溫(較常見)(2)下沉逆溫(3)平流逆溫(4)湍流逆溫(5)鋒面逆溫?!径ㄏ蛑睆絛F】各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影長度
【定向面積等分直徑dM】各顆粒在投影圖中同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長度
【投影面積直徑dA】與顆粒投影面積相等的圓的直徑 Heywood測定分析表明,同一顆粒的dF>dA>dM 【圓球度】與顆粒體積相等的球體的表面積和顆粒的表面積之比Φs(Φs<1)正立方體Φs=0.806,圓柱體Φs=2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)【粒數(shù)篩下累積頻率】小于第i個間隔上限粒徑的所有顆粒個數(shù)與顆??倐€數(shù)之比
【揮發(fā)性有機物(簡稱VOCs)】熔點低于室溫而沸點在50~260攝氏度之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。主要來自油漆、涂料、制革等化工行業(yè);及有機溶劑使用過程中。
【體積比電阻】在高溫(一般在200℃以上)范圍內(nèi),粉塵層的導(dǎo)電主要靠粉塵本體內(nèi)部的電子或離子進行。這種本體導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為體積比電阻。P148 【表面比電阻】在低溫(一般在100℃以下)范圍內(nèi),粉塵的導(dǎo)電主要靠塵粒表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)中的離子進行。這種表面導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為表面比電阻。P148 【空氣濕度(氣濕)】反映空氣中水汽含量和空氣潮濕程度的一個物理量?!窘^對濕度】1m3濕空氣中含有的水汽質(zhì)量
【相對濕度】空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度的百分比 【含濕量】濕空氣中1kg干空氣包含的水汽質(zhì)量 【水汽體積分數(shù)】水汽在濕空氣中所占的體積分數(shù) 【氣溫】表示大氣溫度高低的物理量。通常指距地面1.5m高處百大氣中水汽的凝結(jié)現(xiàn)象叫做云(使氣溫隨高度變化?。┤~箱中的空氣溫度。
【云量】天空被云遮蔽的成數(shù)(我國10分,國外8分)【云高】云底距地面底高度
【能見度】在當(dāng)時的天氣條件下,視力正常的人能夠從天空背景中看到或辨認出目標(biāo)物的最大距離,單位:m,Km。能見度的大小反應(yīng)了大氣的混濁現(xiàn)象,反映出大氣中雜質(zhì)的多少。大氣中的霧、水汽、煙塵等,可使能見度降低。
第五篇:大氣污染控制工程復(fù)習(xí)總結(jié)
第一章 緒論
如果大氣中的物質(zhì)達到一定濃度,并持續(xù)足夠的時間,以致對公眾健康、動物、植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學(xué)產(chǎn)生可測量的不利影響,這就是大氣污染。
一次大氣污染物: Pollutants released directly into the atmosphere in their unmodified forms and in sufficient quantities to pose a health risk.光化學(xué)煙霧: Secondary air pollutants are compounds that results from the interaction of various primary air pollutants.Photochemical smog is a mixture of pollutants resulting from the interaction of nitrogen oxides and hydrocarbons with ultraviolet light.The two most destructive components of photochemical smog are ozone(O3)and peroxyacetylnitrates(PAN,過氧乙酰硝酸酯).酸沉降: Acid Deposition is the accumulation of potential acid-forming particles on a surface.Acids result from natural causes and from human activities.The acid-forming reactants are classified as wet or dry.全球變暖和氣候變化:
臭氧層破壞:
二、大氣污染的影響(對人體健康的影響/對植物的傷害/對器物和材料的影響/對大氣能見度的影響)
部分人群接觸臭氧后肺功能下降
對大氣能見度或清晰度有影響的污染物,一般應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體,包括: 總懸浮顆粒物(TSP)
SO2和其它氣態(tài)含硫化合物,在大氣中以較大反應(yīng)速率生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子 NO和NO2,在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子 光化學(xué)煙霧,反應(yīng)生成亞微米的氣溶膠粒子
三、大氣污染防治法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系 1.中華人民共和國大氣污染防治法
1987年9月5日由第六屆全國人大常委會第22次會議通過,1988年6月1日起執(zhí)行 1995年8月29日,第八屆全國人大常委會第15次會議對該法進行了修訂 2000年對該法進行了再次修訂
1995年8月29日修改后的大氣污染防治法,在控制大氣污染,改善大氣環(huán)境質(zhì)量方面起到了積極的作用:強化了酸雨和二氧化硫污染控制/推動了煤炭的清潔利用/加快了淘汰嚴重污染大氣的落后工藝和設(shè)備的步伐/開始停止生產(chǎn)和使用無鉛汽油/法規(guī)實施后,一些地區(qū)依法強化環(huán)境管理,大氣環(huán)境質(zhì)量確實得到了改善
但未能有效地遏制大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化:大氣污染形勢仍然十分嚴峻,大多數(shù)城市還處于比較嚴重的污染程度;缺少推動煤炭清潔利用的法律措施,燃煤污染仍然沒有得到有效遏制; 大中城市機動車排氣污染正在迅速增加;大多數(shù)城市揚塵污染突出;大氣污染物排放總量居高不下,缺少有效的法律措施;現(xiàn)行法律的法律責(zé)任部分內(nèi)容偏少,力度不夠。環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類
一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地區(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)。
環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級(環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級)一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn) 二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn) 三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)
四、中國的大氣污染綜合防治 控制大氣污染的技術(shù)措施
清潔生產(chǎn):清潔的生產(chǎn)過程和清潔的產(chǎn)品
可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略:改善能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和布局,提高清潔能源和優(yōu)質(zhì)能源比例/提高能源利用效率和節(jié)約能源/推廣少污染的煤炭開采技術(shù)和清潔煤技術(shù)/積極開發(fā)利用新能源和可再生能源
建立綜合性工業(yè)基地:各企業(yè)間相互利用原材料和廢棄物,減少污染物排放總量 控制污染的經(jīng)濟政策: 必要的環(huán)境保護投資:環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值(GNP)的比例,發(fā)展中國家為0.5-1%,發(fā)達國家為1-2%;我國目前比例為0.7-0.8%,希望能達到1.5%
實行“污染者和使用者支付原則”,可采用的經(jīng)濟手段:建立市場(排污許可證制度等);稅收手段(污染稅、資源稅等);收費制度(排污費等);財政手段(生態(tài)環(huán)境基金等);責(zé)任制度(賠償損失和罰款等)
第三章 大氣污染氣象學(xué) 第一節(jié) 大氣圈結(jié)構(gòu)及氣象要素 大氣圈垂直結(jié)構(gòu) 對流層(~10km左右)
集中了大氣質(zhì)量的3/4和全部的水蒸氣,主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層 溫度隨高度的增加而降低,每升高100m平均降溫0.650C 強烈對流作用
溫度和濕度的水平分布不均
平流層(對流層頂~50-55km)
同溫層-對流層頂35-40km,氣溫-550C左右 同溫層以上,氣溫隨高度增加而增加 集中了大部分臭氧
沒有對流運動,污染物停留時間很長 中間層(平流層頂~85km)氣溫隨高度升高而迅速降低 對流運動強烈
暖層(中間層頂~800km)氣溫隨高度升高而增高 氣體分子高度電離-電離層 散逸層(暖層以上)氣溫很高,空氣稀薄
空氣粒子可以擺脫地球引力而散逸 大氣壓力總是隨高度的升高而降低
均質(zhì)大氣層-80~85km以下,成分基本不變 主要氣象要素: 氣溫 氣壓 氣濕
絕對濕度-1m3濕空氣中含有的水汽質(zhì)量 相對濕度-空氣的絕對濕度與同溫度下飽和濕度的百分比 含濕量-濕空氣中1kg干空氣包含的水汽質(zhì)量 水汽體積分數(shù)-水汽在濕空氣中所占的體積分數(shù) 露點-同氣壓下空氣達到飽和狀態(tài)時的溫度 風(fēng)向和風(fēng)速
水平方向的空氣運動叫做風(fēng)(垂直方向-升降氣流),風(fēng)的來向叫風(fēng)向(16個方位圓周等分),風(fēng)速:單位時間內(nèi)空氣在水平方向上運動距離 云
大氣中水汽的凝結(jié)現(xiàn)象叫做云(使氣溫隨高度變化?。┰屏?天空被云遮蔽的成數(shù)(我國10分,國外8分)
云高:云底距地面底高度,低云(2000m以下),中云(2000-6000m),高云(6000m以上)云狀:卷云(線),積云(塊),層云(面),雨層云(無定形)能見度
正常視力的人,在天空背景下能看清的水平距離級別(0~9級,相應(yīng)距離為50~50000米)第二節(jié) 大氣的熱力過程 太陽、大氣和地面的熱交換
太陽以紫外線、可見光、紅外線的形式輻射熱量 太陽輻射加熱地球表面 地面長波輻射加熱大氣近地層大氣溫度隨地表溫度變化 氣溫的垂直變化 氣溫直減率 ????T?z(大氣)
干空氣絕熱繪制溫度遞減率- 干絕熱直減率
?d??dTidz(空氣團)
一般滿足,大氣絕熱過程,系統(tǒng)與周圍環(huán)境無熱交換
定量:
熱力學(xué)第一定律
dTRdpk?1dp????TCppkp(第一定律+狀態(tài)方程)
其中Cp?Cv?R
k?Cpkv?1.4
氣溫的垂直分布(溫度層結(jié))γ =
γ>0,正常分布層結(jié)
γ=γd,中性層結(jié)(絕熱直減率)γ=0,等溫層結(jié) γ<0,逆溫層結(jié) 大氣穩(wěn)定度及其判據(jù)
定義:大氣在垂直方向上穩(wěn)定的程度;反映其是否容易對流。不穩(wěn)定條件下有利于擴散
逆溫
逆溫不利于擴散 輻射:
1.輻射逆溫: 地面白天加熱,大氣自下而上變暖;
地面夜間變冷,大氣自下而上冷卻
2.下沉逆溫(多在高空大氣中,高壓控制壓內(nèi))很厚的氣層下沉→壓縮變扁→頂部增溫比底部多 3.平流逆溫
暖空氣平流到冷地面上而下部降溫而形成 4.湍流逆溫
γ<γd→下層湍流混合達γd→上層出現(xiàn)過度逆溫 5.鋒面逆溫
冷暖氣團相遇→暖氣上爬,形成鋒面→冷暖間逆溫 煙流型與大氣穩(wěn)定度的關(guān)系 波浪型(不穩(wěn))錐型(中性or弱穩(wěn))扇型(逆溫)
爬升型(下穩(wěn),上不穩(wěn))漫煙型(上逆、下不穩(wěn))第三節(jié) 大氣的運動和風(fēng) 引起大氣運動的作用力
大氣邊界層中風(fēng)隨高度變化
高度增高,風(fēng)速增大,方向逐漸接近地轉(zhuǎn)風(fēng)近地層風(fēng)速廓線模式平均風(fēng)速隨高度變化
中性層結(jié):對數(shù)律,粗糙度和摩擦速度
u?u*ZlnkZ0
非中性層結(jié): 指數(shù)律,穩(wěn)定度參數(shù)
u?u1(Zm)Z1 地方性風(fēng)場 1.海陸風(fēng)
2.山谷風(fēng)
3.城市熱島環(huán)流
第四章 大氣污染物擴散模式 第一節(jié) 湍流擴散的基本理論 擴散的要素
風(fēng):平流輸送為主,風(fēng)大則湍流大 湍流:擴散比分子擴散快105~106倍 湍流的基本概念 湍流——大氣的無規(guī)則運動
風(fēng)速的脈動 風(fēng)向的擺動 起因與兩種形式
熱力:溫度垂直分布不均(不穩(wěn)定)機械:垂直方向風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度 湍流擴散理論
主要闡述湍流與煙流傳播及湍流與物質(zhì)濃度衰減的關(guān)系 1.梯度輸送理論
類比于分子擴散,污染物的擴散速率與負濃度梯度成正比 2.湍流統(tǒng)計理論
泰勒->圖4-1,正態(tài)分布 薩頓使用模式
高斯模式
3.相似理論
第二節(jié) 高斯擴散模式 高斯模式的有關(guān)假定 坐標(biāo)系
右手坐標(biāo),y為橫風(fēng)向,z為垂直向 四點假設(shè)
a.污染物濃度在y、z風(fēng)向上分布為正態(tài)分布 b.全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定 c.源強是連續(xù)均勻穩(wěn)定的
d.?dāng)U散中污染物是守恒的(不考慮轉(zhuǎn)化)