環(huán)境工程學(xué) 氣體污染物控制技術(shù)PPT課件

1、第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 1第一節(jié) 氣態(tài)污染物凈化原理吸收吸收：利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的：利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將有害組不同，或與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將有害組分從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。分從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。特點(diǎn)特點(diǎn)：捕集效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、一次性投資低，廣泛用：捕集效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、一次性投資低，廣泛用于氣態(tài)污染物處理；但也存在運(yùn)行費(fèi)用較高，運(yùn)行維護(hù)于氣態(tài)污染物處理；但也存在運(yùn)行費(fèi)用較高，運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，吸收劑富液需后續(xù)處理等缺點(diǎn)。較復(fù)雜，吸收劑富液需后續(xù)處理等缺點(diǎn)。

2、專一性專一性吸收效率高吸收效率高吸收速度快吸收速度快吸收類型吸收類型第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 2物理吸收時(shí)，常用亨利定律來(lái)描述氣液相間的平衡。物理吸收時(shí)，常用亨利定律來(lái)描述氣液相間的平衡。iiixEpiiipHc常壓或低壓下的稀溶液常壓或低壓下的稀溶液溶質(zhì)在氣相和液相中的分子狀態(tài)相同溶質(zhì)在氣相和液相中的分子狀態(tài)相同pi*i組分在氣相中的平衡分壓，組分在氣相中的平衡分壓，Pa第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 3雙膜理論雙膜理論)()(AiAGAGAiAGGAGAppkppzDN)()(ALAiALALAiLALAcckcczDN

3、)()(ALAALAAGAGAcckppkN氣膜氣膜界面界面液膜液膜AiAiApHc界面氣液平衡界面氣液平衡第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 4要求：要求：氣液有效接觸面積大，處理能力大，分離效果好，氣液有效接觸面積大，處理能力大，分離效果好，設(shè)備壓損小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。設(shè)備壓損小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。擴(kuò)散控制擴(kuò)散控制化學(xué)反應(yīng)速度較快化學(xué)反應(yīng)速度較快氣液相間傳質(zhì)較慢氣液相間傳質(zhì)較慢化學(xué)反應(yīng)速度較慢化學(xué)反應(yīng)速度較慢氣液相間傳質(zhì)較快氣液相間傳質(zhì)較快增加相際接觸面增加相際接觸面增加過(guò)程推動(dòng)力增加過(guò)程推動(dòng)力降低吸收溫度降低吸收溫度大

4、液氣比大液氣比提供足夠液相提供足夠液相體積和反應(yīng)空間體積和反應(yīng)空間動(dòng)力學(xué)控制動(dòng)力學(xué)控制第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 5液膜表面吸收器液膜表面吸收器液體依靠其流動(dòng)性、濕潤(rùn)性液體依靠其流動(dòng)性、濕潤(rùn)性在固體表面鋪展開來(lái)，氣體在固體表面鋪展開來(lái)，氣體在固定的液膜表面吸收在固定的液膜表面吸收降膜吸收器降膜吸收器填料吸收器填料吸收器機(jī)械液膜吸收器機(jī)械液膜吸收器鼓泡吸收塔鼓泡吸收塔氣泡表面吸收器氣泡表面吸收器氣相以氣泡形式分散于大量氣相以氣泡形式分散于大量液相中進(jìn)行吸收液相中進(jìn)行吸收篩板塔篩板塔其它板式塔其它板式塔液滴表面吸收器液滴表面吸收器利用摩擦力和慣性力，以機(jī)利用摩擦

5、力和慣性力，以機(jī)械霧化、氣流霧化等方式，械霧化、氣流霧化等方式，使液體呈液滴分散于氣相中使液體呈液滴分散于氣相中進(jìn)行吸收進(jìn)行吸收噴霧塔噴霧塔噴射吸收器噴射吸收器機(jī)械噴灑吸收器機(jī)械噴灑吸收器第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 6篩板塔篩板塔氣泡氣泡填料塔填料塔液膜液膜噴霧塔噴霧塔液滴液滴第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 7吸附吸附：利用多孔固體表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵：利用多孔固體表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，將氣體混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上，力，將氣體混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上，從而分離

6、氣體混合物的過(guò)程。從而分離氣體混合物的過(guò)程。特點(diǎn)特點(diǎn)：捕集效率高、能回收有用組分、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、：捕集效率高、能回收有用組分、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、易于自動(dòng)控制，但吸收容量一般不高。尤其適于分離低濃度有易于自動(dòng)控制，但吸收容量一般不高。尤其適于分離低濃度有害氣體或處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格的廢氣。害氣體或處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格的廢氣。吸附劑吸附劑吸附質(zhì)吸附質(zhì)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 81、物理吸附與化學(xué)吸附、物理吸附與化學(xué)吸附2、吸附劑、吸附劑（1）比表面積大、吸附容量大、選擇性好；）比表面積大、吸附容量大、選擇性好；（2）具有一定的粒度、較高的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)

7、）具有一定的粒度、較高的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)/熱穩(wěn)定性；熱穩(wěn)定性；（3）來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。）來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。3、吸附劑再生、吸附劑再生（1）加熱解吸；（）加熱解吸；（2）降壓或真空解吸；（）降壓或真空解吸；（3）置換再生）置換再生第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 9（二）吸附裝置（二）吸附裝置固定床固定床半連續(xù)吸附流程半連續(xù)吸附流程A1吸附循環(huán)吸附循環(huán) A2解吸循環(huán)解吸循環(huán)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 10流動(dòng)床回轉(zhuǎn)吸附床回轉(zhuǎn)吸附床第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 11沸騰床流化床吸附裝置流化床吸附裝

8、置1、塔板、塔板 2、溢流堰、溢流堰 3、加熱器、加熱器第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 12催化催化：使氣態(tài)污染物通過(guò)催化劑床層，經(jīng)歷催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化：使氣態(tài)污染物通過(guò)催化劑床層，經(jīng)歷催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或易于處理和回收利用的物質(zhì)的方法。為無(wú)害物質(zhì)或易于處理和回收利用的物質(zhì)的方法。特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）無(wú)需使污染物與主氣流分離，避免了它法可能產(chǎn)生的）無(wú)需使污染物與主氣流分離，避免了它法可能產(chǎn)生的二次污染，又使操作過(guò)程簡(jiǎn)化；二次污染，又使操作過(guò)程簡(jiǎn)化；（2）對(duì)不同濃度的污染物均有較高的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)用廣泛；）對(duì)不同濃度的污染物均有較高的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)用廣泛；（3）催化劑價(jià)格較高，

9、廢氣預(yù)熱耗能。）催化劑價(jià)格較高，廢氣預(yù)熱耗能。第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 13催化作用催化作用 化學(xué)反應(yīng)速率因加入某種物質(zhì)而改變，而化學(xué)反應(yīng)速率因加入某種物質(zhì)而改變，而加入物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)在反應(yīng)終了時(shí)卻不變的作用。加入物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)在反應(yīng)終了時(shí)卻不變的作用。催化劑催化劑正催化正催化 加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化作用。加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化作用。催化劑催化劑 由主活性物質(zhì)、載體和助催劑組成。由主活性物質(zhì)、載體和助催劑組成。1、提供大的比表面積，節(jié)約主活性物質(zhì)，提高催化劑活性、提供大的比表面積，節(jié)約主活性物質(zhì)，提高催化劑活性2、增大催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性及熱穩(wěn)定性

10、，延長(zhǎng)其壽命、增大催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性及熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其壽命降低活化能降低活化能第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 141、外擴(kuò)散過(guò)程、外擴(kuò)散過(guò)程反應(yīng)物從氣流主體擴(kuò)散到催化劑外表面；反應(yīng)物從氣流主體擴(kuò)散到催化劑外表面；2、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程反應(yīng)物進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散；反應(yīng)物進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散；3、吸附過(guò)程、吸附過(guò)程反應(yīng)物在催化劑表面上被吸附；反應(yīng)物在催化劑表面上被吸附；4、表面反應(yīng)過(guò)程、表面反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物在催化劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)物在催化劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；5、脫附過(guò)程、脫附過(guò)程反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑表面上脫附下來(lái)；反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑表面上脫附下來(lái)

11、；6、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程反應(yīng)產(chǎn)物從微孔內(nèi)擴(kuò)散到催化劑外表面；反應(yīng)產(chǎn)物從微孔內(nèi)擴(kuò)散到催化劑外表面；7、外擴(kuò)散過(guò)程、外擴(kuò)散過(guò)程反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑外表面擴(kuò)散到主氣流；反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑外表面擴(kuò)散到主氣流；第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 151、采用、采用V2O5作為活性組分，以作為活性組分，以K2SO4作助催化劑，將高濃度作助催化劑，將高濃度SO2 煙氣煙氣中的中的SO2氧化為氧化為SO3，再吸收生成硫酸；，再吸收生成硫酸；2、用、用H2S作還原劑，在浸漬硅酸鹽的活性炭存在下，可將作還原劑，在浸漬硅酸鹽的活性炭存在下，可將SO2 催化氧催化氧化成元素硫；化成元素硫；3

12、、采用還原劑將硝酸尾氣中的、采用還原劑將硝酸尾氣中的NOx還原成無(wú)害的還原成無(wú)害的N2；4、在貴金屬催化劑或金屬氧化物地作用下，利用汽車排氣中的、在貴金屬催化劑或金屬氧化物地作用下，利用汽車排氣中的CO將將NOx還原成還原成N2，而，而CO被氧化為被氧化為CO2；5、一些惡臭物質(zhì)和含碳?xì)浠衔锏膹U氣常采用催化燃燒法將其銷毀、一些惡臭物質(zhì)和含碳?xì)浠衔锏膹U氣常采用催化燃燒法將其銷毀 ； 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 16燃燒燃燒：通過(guò)熱氧化作用將廢氣中的可燃有害成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害：通過(guò)熱氧化作用將廢氣中的可燃有害成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害或易于進(jìn)一步處理和回收的物質(zhì)的方法?；蛞?/p>

13、于進(jìn)一步處理和回收的物質(zhì)的方法。特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單、操作方便、可回收含烴廢氣的熱能；）工藝簡(jiǎn)單、操作方便、可回收含烴廢氣的熱能；（2）廣泛用于高濃度有機(jī)廢氣的處理；）廣泛用于高濃度有機(jī)廢氣的處理；（3）廢氣中可燃組分含量低時(shí)，預(yù)熱耗能，注意熱能回收。）廢氣中可燃組分含量低時(shí)，預(yù)熱耗能，注意熱能回收。第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 171、空燃比、空燃比 空氣與燃料的質(zhì)量比空氣與燃料的質(zhì)量比2、爆炸極限濃度范圍、爆炸極限濃度范圍CmHn + (m+n/4)O2mCO2 + (n/2)H2O + Qnmnm12)4(76.497.28AF3211CcCbCaC

14、m氧化氧化？燃燒燃燒？爆炸爆炸第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 18特點(diǎn)特點(diǎn)燃燒種類燃燒種類直接燃燒直接燃燒熱力燃燒熱力燃燒催化燃燒催化燃燒燃燒溫度燃燒溫度預(yù)熱至預(yù)熱至1100進(jìn)行氧化進(jìn)行氧化反應(yīng)反應(yīng)預(yù)熱至預(yù)熱至600800進(jìn)行進(jìn)行氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)預(yù)熱至預(yù)熱至200400進(jìn)行進(jìn)行催化氧化反應(yīng)催化氧化反應(yīng)燃燒狀態(tài)燃燒狀態(tài)在高溫下滯留短時(shí)間生成在高溫下滯留短時(shí)間生成明亮火焰明亮火焰在高溫下停留一定時(shí)間，在高溫下停留一定時(shí)間，不生成火焰不生成火焰與催化劑接觸，不生成與催化劑接觸，不生成火焰火焰特特 點(diǎn)點(diǎn)不需預(yù)熱，能回收廢氣中不需預(yù)熱，能回收廢氣中的熱能。只用于濃度高于的

15、熱能。只用于濃度高于爆炸下限的氣體爆炸下限的氣體預(yù)熱耗能較多，燃燒不完預(yù)熱耗能較多，燃燒不完全時(shí)產(chǎn)生惡臭，可用于各全時(shí)產(chǎn)生惡臭，可用于各種氣體燃燒種氣體燃燒預(yù)熱耗能較少，催化劑預(yù)熱耗能較少，催化劑較貴，不能用于催化劑較貴，不能用于催化劑中毒的氣體中毒的氣體第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 19配焰燃燒爐配焰燃燒爐離焰燃燒爐離焰燃燒爐火炬燃燒器火炬燃燒器有熱回收的催化燃燒過(guò)程有熱回收的催化燃燒過(guò)程直接燃燒直接燃燒催化燃燒催化燃燒熱力燃燒熱力燃燒第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 20一、燃燒前脫硫一、燃燒前脫硫洗煤：物理、化學(xué)、生物洗煤：

16、物理、化學(xué)、生物煤炭轉(zhuǎn)化：熱解、氣化、液化煤炭轉(zhuǎn)化：熱解、氣化、液化第二節(jié) 二氧化硫污染控制技術(shù)二、燃燒中脫硫二、燃燒中脫硫流化床：溫度流化床：溫度脫硫劑：石灰石、石灰、白云石脫硫劑：石灰石、石灰、白云石第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 21三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 22三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 23三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）2223232242Ca(OH) (

17、s) SO (g) H O(l)CaSO 2H O(s)CaSO 2H O(s) 0.5O (g)CaSO 2H O(s) 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 24三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）2223232242Ca(OH) (s) SO (g) H O(l)CaSO 2H O(s)CaSO 2H O(s) 0.5O (g)CaSO 2H O(s) 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 25三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 26三、燃燒

18、后脫硫（煙氣脫硫）三、燃燒后脫硫（煙氣脫硫）3224 234 232243NHSOH O(NH ) SO(NH ) SOSOH O2NH HSO 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 27氮氧化物氮氧化物NOxNOxNONO2熱力型熱力型NOx燃料型燃料型NOx第三節(jié) 氮氧化物污染控制技術(shù)瞬時(shí)型瞬時(shí)型NOx（快速型（快速型NOx ）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 28一、低一、低NOx燃燒器（燃燒器（LNB）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 29二、選擇性催化還原脫硝（二、選擇性催化還原脫硝（SCR）322

19、232224NH4NOO4N6H O8NH6NO7N12H O第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 30三、選擇性非催化還原脫硝（三、選擇性非催化還原脫硝（SNCR）3222 222224NH6NO5N6HOCO(NH)2NO 0.5O2NCO2HO第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 31冷凝法冷凝法吸收法吸收法吸附法吸附法燃燒法燃燒法催化燃燒法催化燃燒法第四節(jié) 揮發(fā)性有機(jī)污染物控制技術(shù)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 32一、影響污染物在大氣中擴(kuò)散的氣象要素一、影響污染物在大氣中擴(kuò)散的氣象要素動(dòng)力因子動(dòng)力因子

20、熱力因子熱力因子風(fēng)風(fēng)湍流湍流大氣溫度層結(jié)大氣溫度層結(jié)大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度第五節(jié) 大氣污染物稀釋法控制技術(shù)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 33（一）、氣象的動(dòng)力因子1、風(fēng)、風(fēng) 氣象上，空氣的鉛直運(yùn)動(dòng)稱為氣象上，空氣的鉛直運(yùn)動(dòng)稱為升降氣流升降氣流； 空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)風(fēng)。風(fēng)主要是由于氣壓的水平分布不均勻而引起的，風(fēng)主要是由于氣壓的水平分布不均勻而引起的，而氣壓的水平分布不均是由溫度分布不均造成。而氣壓的水平分布不均是由溫度分布不均造成。 風(fēng)向風(fēng)向 風(fēng)的來(lái)向。風(fēng)的來(lái)向。 風(fēng)速風(fēng)速 單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)的距離。單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)

21、的距離。 ( (單位單位：m/s)m/s)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 341 1、風(fēng)、風(fēng) 風(fēng)向風(fēng)向方位表示法：方位表示法：( (地面風(fēng)地面風(fēng)) )用用8 8個(gè)方位或個(gè)方位或1616方位表示方位表示角度表示法：角度表示法：( (高空風(fēng)高空風(fēng)) )以正北為零點(diǎn)，角度順時(shí)針增加以正北為零點(diǎn)，角度順時(shí)針增加 正北為正北為360360( (或或0 0) )；正東；正東9090; ;正南正南180180; ;正西正西270270 風(fēng)向的風(fēng)向的16個(gè)方位個(gè)方位及對(duì)應(yīng)角度及對(duì)應(yīng)角度第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 35風(fēng)的陣性和擺動(dòng)稱為風(fēng)的陣性

22、和擺動(dòng)稱為大氣湍流大氣湍流大氣污染物的擴(kuò)散主大氣污染物的擴(kuò)散主要靠大氣湍流的作用要靠大氣湍流的作用機(jī)械湍流機(jī)械湍流熱力湍流熱力湍流小尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散小尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散大尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散大尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散復(fù)合尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散復(fù)合尺寸湍流作用下的煙云擴(kuò)散第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 363、局地風(fēng)、局地風(fēng)（1）海陸風(fēng)陸地陸地海洋海洋較暖較暖陸地陸地海洋海洋較冷較冷第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 37（2）山谷風(fēng)較冷較冷較暖較暖較冷較冷較較暖暖第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)

23、與工程學(xué)院 38（3 3）城市熱島效應(yīng)）城市熱島效應(yīng)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 39（二）氣象的熱力因子近地層近地層大氣溫度大氣溫度隨地表溫度的升高而增高隨地表溫度的升高而增高隨地表溫度的降低而降低隨地表溫度的降低而降低大氣絕熱過(guò)程：大氣中的某一空氣塊作垂直升降運(yùn)動(dòng)時(shí)大氣絕熱過(guò)程：大氣中的某一空氣塊作垂直升降運(yùn)動(dòng)時(shí) 與周圍空氣不發(fā)生熱量交換。與周圍空氣不發(fā)生熱量交換。1、大氣溫度層結(jié)、大氣溫度層結(jié)（1 1）干絕熱遞減率）干絕熱遞減率氣溫隨高度的分布?xì)鉁仉S高度的分布自下而上地被加熱自下而上地被加熱自下而上地被冷卻自下而上地被冷卻?第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境

24、科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 40 （1 1）干絕熱遞減率）干絕熱遞減率一質(zhì)量恒定的空氣塊在大氣中絕熱上升時(shí)，因周圍氣壓降低一質(zhì)量恒定的空氣塊在大氣中絕熱上升時(shí)，因周圍氣壓降低而膨脹，部分內(nèi)能用于抵抗外界壓力而做膨脹功，則其溫度將下降；而膨脹，部分內(nèi)能用于抵抗外界壓力而做膨脹功，則其溫度將下降； 一質(zhì)量恒定的空氣塊在大氣中絕熱下降時(shí)，因外界氣壓增大而被一質(zhì)量恒定的空氣塊在大氣中絕熱下降時(shí)，因外界氣壓增大而被壓縮，外界壓力對(duì)氣塊做功并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因而其溫度將上升。壓縮，外界壓力對(duì)氣塊做功并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因而其溫度將上升。diddzdT)(i i空氣塊空氣塊d d干空氣干空氣干絕熱遞減率：干絕熱

25、遞減率：干空氣團(tuán)或未飽和濕空氣團(tuán)絕熱上升或下降單干空氣團(tuán)或未飽和濕空氣團(tuán)絕熱上升或下降單位高度（位高度（100m）時(shí)，溫度降低或升高的數(shù)值。）時(shí)，溫度降低或升高的數(shù)值。單位：?jiǎn)挝唬篕/100m d 約為約為0.98K/100m，可近似可近似1/100m第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 41 （2 2）氣溫遞減率）氣溫遞減率氣溫隨高度增高而降低，氣溫隨高度增高而降低，為正值為正值氣溫隨高度增高而增高，氣溫隨高度增高而增高，為負(fù)值為負(fù)值溫度層結(jié)（層結(jié)）溫度層結(jié)（層結(jié)） 氣溫沿鉛直高度的變化。氣溫沿鉛直高度的變化。氣溫垂直遞減率氣溫垂直遞減率 單位高差（通常取單位高差（

26、通常取100m）下）下 氣溫變化的負(fù)值。氣溫變化的負(fù)值。環(huán)境)(dzdT第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 42 （3 3）大氣溫度層結(jié)的四種類型）大氣溫度層結(jié)的四種類型A A、遞減層結(jié)（正常分布層結(jié)）、遞減層結(jié)（正常分布層結(jié)） 氣溫隨高度的增加而遞減，氣溫隨高度的增加而遞減， d d B B、中性層結(jié)、中性層結(jié) 氣溫隨高度的變化等于（或近似）氣溫隨高度的變化等于（或近似）d d ，= = d dC C、等溫層結(jié)、等溫層結(jié) 氣溫隨鉛直高度增加是不變的，氣溫隨鉛直高度增加是不變的，= = 0 0D D、氣溫逆轉(zhuǎn)（逆溫）、氣溫逆轉(zhuǎn)（逆溫） 氣溫隨高度的增加而增加，氣溫隨

27、高度的增加而增加， Hh h第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 47（3 3）湍流逆溫）湍流逆溫DCErABzT0rd混合逆溫層混合逆溫層第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 48T1T3T2T4暖空氣暖空氣冷空氣冷空氣層結(jié)曲線層結(jié)曲線鋒面層鋒面層（4 4）鋒面逆溫）鋒面逆溫第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 49 3、大氣穩(wěn)定度 一空氣塊受外力作用產(chǎn)生上升或下降運(yùn)動(dòng)。一空氣塊受外力作用產(chǎn)生上升或下降運(yùn)動(dòng)。當(dāng)外力去除后：當(dāng)外力去除后： 氣塊減速并有返回原來(lái)高度的趨勢(shì)氣塊減速并有返回原來(lái)高度的趨勢(shì) 穩(wěn)穩(wěn) 定定氣塊加

28、速上升或下降氣塊加速上升或下降 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 既不上升也不下降，保持最后狀態(tài)既不上升也不下降，保持最后狀態(tài) 中中 性性垂直方向上大氣的穩(wěn)定程度，即是否容易發(fā)生對(duì)流垂直方向上大氣的穩(wěn)定程度，即是否容易發(fā)生對(duì)流大氣穩(wěn)定度是大氣對(duì)污染源排放污染物的擴(kuò)散能力的度量大氣穩(wěn)定度是大氣對(duì)污染源排放污染物的擴(kuò)散能力的度量第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 50（1）大氣穩(wěn)定度的判別n當(dāng)當(dāng)-d d 0 0，氣塊加速運(yùn)動(dòng)，大氣不穩(wěn)定；，氣塊加速運(yùn)動(dòng)，大氣不穩(wěn)定；n當(dāng)當(dāng)-d d 000， d d 大氣不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向上下左右翻滾，呈波浪型，大氣不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈，煙流沿主導(dǎo)

29、風(fēng)向上下左右翻滾，呈波浪型，污染物擴(kuò)散良好；污染物擴(kuò)散良好；錐錐 型：型：00，d d 大氣中性或穩(wěn)定，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向擴(kuò)散，兼顧上下左右擴(kuò)散，呈圓大氣中性或穩(wěn)定，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向擴(kuò)散，兼顧上下左右擴(kuò)散，呈圓錐型，污染物擴(kuò)散速度較波浪型慢；錐型，污染物擴(kuò)散速度較波浪型慢；扇扇 型：型：00， 00， d d，穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài) 排放口下方排放口下方00， d d，不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài) 煙流向上擴(kuò)散，一般無(wú)嚴(yán)重污染；煙流向上擴(kuò)散，一般無(wú)嚴(yán)重污染；熏煙型：熏煙型：排放口上方排放口上方00， 00， d d ，穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài) 煙流大量下沉，形成嚴(yán)重污染；煙流大量下沉，形成嚴(yán)重污染；第七章 氣態(tài)污染物控制

30、技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 52波浪型波浪型ZT大氣穩(wěn)定度與煙流類型大氣穩(wěn)定度與煙流類型波浪型：波浪型：00， d d 大氣不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向上下左右翻滾，呈大氣不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向上下左右翻滾，呈波浪型，污染物擴(kuò)散良好；波浪型，污染物擴(kuò)散良好；第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 53錐型錐型ZT大氣穩(wěn)定度與煙流類型錐錐 型：型：00，d d 大氣中性或穩(wěn)定，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向擴(kuò)散，兼顧上下左右擴(kuò)散，大氣中性或穩(wěn)定，煙流沿主導(dǎo)風(fēng)向擴(kuò)散，兼顧上下左右擴(kuò)散，呈圓錐型，污染物擴(kuò)散速度較波浪型慢；呈圓錐型，污染物擴(kuò)散速度較波浪型慢；第七章

31、 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 54ZT扇扇 型型扇扇 型：型：00， 00， d d，不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài) 排放口下方排放口下方00， d d，穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài) 煙流向上擴(kuò)散，一般無(wú)嚴(yán)重污染；煙流向上擴(kuò)散，一般無(wú)嚴(yán)重污染；第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 56ZT熏煙型熏煙型大氣穩(wěn)定度與煙流類型大氣穩(wěn)定度與煙流類型熏煙型：熏煙型：排放口上方排放口上方00， 00， d d ，不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài) 煙流大量下沉，形成嚴(yán)重污染；煙流大量下沉，形成嚴(yán)重污染；第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 574、大氣穩(wěn)定度的分

32、類第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 58日期日期太陽(yáng)傾角太陽(yáng)傾角經(jīng)緯度經(jīng)緯度太陽(yáng)高度角太陽(yáng)高度角云量云量太陽(yáng)輻射等級(jí)太陽(yáng)輻射等級(jí)風(fēng)速風(fēng)速大大氣氣穩(wěn)穩(wěn)定定度度等等級(jí)級(jí)式式8-7表表8-4表表8-3表表8-5第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 59太陽(yáng)傾角概略值第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 60大氣穩(wěn)定度的確定方法1 1、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；2 2、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；3 3、根據(jù)

33、太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。、根據(jù)太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。日期日期太陽(yáng)傾角太陽(yáng)傾角經(jīng)緯度經(jīng)緯度太陽(yáng)高度角太陽(yáng)高度角云量云量太陽(yáng)輻射等級(jí)太陽(yáng)輻射等級(jí)風(fēng)速風(fēng)速大大氣氣穩(wěn)穩(wěn)定定度度等等級(jí)級(jí)式式8-7表表8-4表表8-3表表8-5第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 61太陽(yáng)高度角，（太陽(yáng)高度角，（）；）；當(dāng)?shù)氐乩砭暥?，（?dāng)?shù)氐乩砭暥?，（）；）；?dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度，（當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度，（）；）；進(jìn)行觀測(cè)的北京時(shí)間，（進(jìn)行觀測(cè)的北京時(shí)間，（h）；）；太陽(yáng)傾角，（太陽(yáng)傾角，（）。）。)30015cos(coscossinarcsinsin0thth0第七章 氣態(tài)污染

34、物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 62大氣穩(wěn)定度的確定方法1 1、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；2 2、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；3 3、根據(jù)太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。、根據(jù)太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。日期日期太陽(yáng)傾角太陽(yáng)傾角經(jīng)緯度經(jīng)緯度太陽(yáng)高度角太陽(yáng)高度角云量云量太陽(yáng)輻射等級(jí)太陽(yáng)輻射等級(jí)風(fēng)速風(fēng)速大大氣氣穩(wěn)穩(wěn)定定度度等等級(jí)級(jí)式式8-7表表8-4表表8-3表表8-5第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 63太陽(yáng)輻射等級(jí)第七章

35、 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 64大氣穩(wěn)定度的確定方法1 1、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；、根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式計(jì)算太陽(yáng)高度角；2 2、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；、根據(jù)太陽(yáng)高度角與云量確定太陽(yáng)輻射等級(jí)；3 3、根據(jù)太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。、根據(jù)太陽(yáng)輻射等級(jí)與地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度。日期日期太陽(yáng)傾角太陽(yáng)傾角經(jīng)緯度經(jīng)緯度太陽(yáng)高度角太陽(yáng)高度角云量云量太陽(yáng)輻射等級(jí)太陽(yáng)輻射等級(jí)風(fēng)速風(fēng)速大大氣氣穩(wěn)穩(wěn)定定度度等等級(jí)級(jí)式式8-7表表8-4表表8-3表表8-5第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 65大氣穩(wěn)定

36、度的等級(jí)第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 66n煙羽：煙羽：煙氣在水平方向的擴(kuò)散煙氣在水平方向的擴(kuò)散n煙羽抬升高度：煙羽抬升高度：煙羽軸線與煙囪口間的距離煙羽軸線與煙囪口間的距離Hn有效煙囪高度：有效煙囪高度：煙氣所達(dá)到的高度煙氣所達(dá)到的高度HH=Hs+HHs：煙囪實(shí)體高度：煙囪實(shí)體高度排放因素排放因素氣象因素氣象因素下墊面狀況下墊面狀況煙流噴速、煙氣溫度煙流噴速、煙氣溫度平均風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、環(huán)境空氣溫度、平均風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、環(huán)境空氣溫度、大氣穩(wěn)定度、逆溫層大氣穩(wěn)定度、逆溫層地形、建筑物構(gòu)型地形、建筑物構(gòu)型第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程

37、學(xué)院 67（一）煙氣抬升過(guò)程n噴出階段噴出階段：依靠煙流本身的初始動(dòng)量向上噴射n浮升階段浮升階段：由于煙流的熱力作用（煙 空），促使煙流在浮力作用下上升n瓦解階段：瓦解階段：上升一定高度后，煙流與空氣充分混合，喪失浮力和動(dòng)力作用隨風(fēng)飄動(dòng)，氣流波動(dòng)很大n變平階段變平階段：大氣湍流的作用下，煙流向上下左右擴(kuò)散，煙羽越來(lái)越大（截面積）第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 68sasvHnsnHTTTQQuHQnH)(2 .3531021u第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 69中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式：中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式：2、當(dāng)、當(dāng)Qh50

38、04.18kJ/s 或或 TsTa35K時(shí)：時(shí)：uQDvHhs)04. 05 . 1 (2第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 70三、污染物落地濃度高斯模式高斯模式應(yīng)用湍流擴(kuò)散統(tǒng)計(jì)理論提出正態(tài)分布假設(shè)下的擴(kuò)散模式應(yīng)用湍流擴(kuò)散統(tǒng)計(jì)理論提出正態(tài)分布假設(shè)下的擴(kuò)散模式由湍流引起的擴(kuò)散由湍流引起的擴(kuò)散第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 71（一）高斯模式的有關(guān)假定（一）高斯模式的有關(guān)假定 原點(diǎn)：污染物排放點(diǎn)或排放點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)。 x軸：平均風(fēng)向方向。 y軸：在水平方向上垂直于x軸，正向在x軸的左向。 z軸：垂直于水平面xoy，向上為正向。坐坐標(biāo)標(biāo)系系第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 72（一）高斯模式的有關(guān)假定（一）高斯模式的有關(guān)假定 1、污染物濃度在、污染物濃度在y、z軸上的分布是正態(tài)分布；軸上的分布是正態(tài)分布； 2、在全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的；、在全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的；