大氣污染控制的基礎知識ppt課件

1、3.大氣污染控制根底知識 引見氣體及顆粒物的根本性質，氣態(tài)污染物及顆粒污染物控制的根底實際知識。3.1氣體的物理性質3.1.1氣體形狀方程 對理想氣體 3.1.2氣體的根本物理性質 那么理想氣體混合物平均摩爾質量和密度可由下式求得：1 密度 單位體積氣體的質量當為理想氣體時，可用理想氣態(tài)方程計算 對氣態(tài)污染物和空氣的混合物，其平均摩爾質量是混合物各組分摩爾質量的加權平均值 顆粒污染物和空氣混合物的密度也可用以下方程式 空氣體積濃度與顆粒物體積濃度關系如下： 2. 比熱 摩爾物質溫度升高一度所需求的熱量，比熱有恒壓比熱和恒容比熱兩種。對理想氣體： 比熱比 空氣、其態(tài)污染物和顆?；旌衔锏钠骄葻崾?/p>

2、個組分比熱的加權平均值，加權函數是組分的質量分數。用C表示質量分數，平均比熱可由以下各式求得： 恒壓平均比熱： 恒容平均比熱： 3粘度 對非均勻流動的氣體，在相鄰流層接觸面上，存在著切向作用力，稱為內摩擦力。單位面積上的內摩擦力或剪應力為： 氣體與溫度的關系在常壓下表示為： u0T=273K時的氣體粘度 假設混合物中含有等速運動的球形液滴，其粘度可用泰勒方程式計算： 式中： Cvp液滴的體積分數； p 液滴的粘度 氣體污染物與空氣混合物的平均粘度在低壓下可用下式計算： 對球形固體顆粒，上式可簡化為： 對不同顆粒物污染與空氣污染物的混合物的粘度，由于顆粒粘度對混合物粘度影響不大，故可用總體積粘度

3、替代方程式中的Cvp3.2物料恒算與能量恒算 3.2.1物料恒算 1物料恒算式 物料恒算是研討某一個體系內進出物料量及組成的變化，根據質量守恒定律，對特定體系，輸入體系的物料量等于輸出體系的物料量加上體系內積累的物料量之和。即：輸入的物料量=輸出的物料量+積累的物料量 假設體系內發(fā)生化學反響，那么對任一組分或元素做恒算時，必需把反響耗費或生成的量也包含在內，故： 輸入的物料量反響生成或耗費的物料量=輸出的物料量+積累的物料量 式中：對反響物作恒算時，由反響而耗費的量，取減號； 對生成物作恒算時，由反響而生成的量，取加號。假設體系為延續(xù)穩(wěn)定形狀，那么積累的物料量為零，對無化學反響的過程，那么：輸

4、入的物料量=輸出的物料量對有化學反響的過程，那么：輸入的物料量反響生成或耗費的物料量=輸出的物料量2 物料恒算的根本步驟1 搜集計算數據：如流量、溫度、壓力、濃度等；2 畫出物料流程圖；流向、變量等3 確定恒算體系；4 寫出一切化學反響式；5 列出物料恒算式，進展數學求解。 3. 延續(xù)性方程 對可緊縮流體作穩(wěn)定管流運動時的延續(xù)性方程： 對不可緊縮流體作穩(wěn)定管流運動時的延續(xù)性方程： 當過流斷面為圓形時，那么有： 普通以為，氣體為可緊縮性流體，液體是不可緊縮性流體。當流速較低時，氣體的流動可近似以為是在做不可緊縮流動。 斷定氣體能否作不可緊縮流動的規(guī)范是馬赫數，其定義為流體流速與聲速之比，即：假設

5、： 0.25 即：85.8m.s 可以為是不可緊縮流動。 3.2.2 能量恒算 1能量恒算的根本方程 根據能量守恒原理，能量恒算的根本方法為： 輸入系統(tǒng)的能量-輸出系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)內積累的能量式中能量包括：內能、動能、勢能、熱能、功等等。當系統(tǒng)延續(xù)穩(wěn)定運轉時，系統(tǒng)內積累的能量等于零。如教材圖3-5 ，以系統(tǒng)進、出口斷面為基準可列出恒算式 ： 式中的 U+Pv 為流體的焓，故上式可寫為： 令： 那么： 3機械能恒算 在廢氣保送過程中，往往傳熱量、內能的變化相對較小，此時總能量恒算式可簡化為：因：故： 那么：上式可寫為：或：2熱量恒算 對于沒有功的傳送，且動能和位能差可以忽略的設備和過程，總能量恒

6、算式可簡化為：假設進出設備的物料不止一種，那么該式為： 3機械能恒算 在廢氣保送過程中，往往傳熱量、內能的變化相對較小，此時總能量恒算式可簡化為：因： 故： 在流體保送過程中，內能變化應等于過程中交換的熱量Q和由于摩擦作用使部分機械能變成熱能損失之和，即：那么： 假設沒有摩擦損失和其他設備對流體做功 那么： 此為理想流體伯努里方程 或： 由于流體阻力客觀存在，實踐流體伯努里方程為： 3.3顆粒粒徑及粒徑分布3.3.1粒徑 顆粒群.由大小不同、外形各異、物理和化學性能不同的微小粒子構成的混合體。其粒徑分為反映單個顆粒大小的單一粒徑及反映顆粒群粒子尺寸的平均粒徑。1單個顆粒的粒徑三種表示方法：1)

7、 投影粒徑2幾何當量粒徑3物理當量粒徑 見表3-1 1平均粒徑反映顆粒群特性的粒徑平均值。定義：對一個不同粒徑的顆粒群，與一個均勻球形顆粒的顆粒群，假設其具有一樣的物理性質，那么球形顆粒的粒徑即為實踐顆粒群的平均粒徑。表3-23.3.2 粒徑分布表示法1 粒數分布2 質量分布表示方法：表格法、圖形法、函數法 1頻率分布 指某直徑范圍的顆粒質量占總顆粒質量的百分比2頻率密度分布頻度分布指單位粒徑間隔的頻率分布，或單位粒徑間隔質量占總質量的百分比 3篩上累計頻率分布指大于某一粒徑的全部顆粒質量占總質量的百分比 假設知分布曲線函數，可計算特定粒徑1加權平均徑指fdP曲線下形心位置的的直徑，為常用平均

8、粒徑。 2 眾徑d0m位于fdP曲線最高點的直徑3 中位徑d50 R=D50%處的直徑篩下累計頻率分布 由累計頻率分布的定義，進展積分，那么： 3.3.3粒徑分布函數1 對數正態(tài)分布2 羅辛-拉姆勒R-R分布3.4粉體顆粒的物理性質3.4.1 密度1.真密度 排除內部空氣后測得的粉塵密度2.堆積密度 包含間隙空氣的粉體密度3.4.2比外表積 單位體積或體積物體所具有的外表積3.4.3顆粒的潮濕性能 粉塵粒子與液體附著難易程度的性質 當塵粒與液體一旦接觸就能擴展潮濕外表而相互附著的粉塵稱為潮濕性親水性粉塵；如水泥、飛灰、石灰；適于濕式除塵。 反之，稱為非潮濕性疏水性粉塵；如煤粉、石墨粉.；不適于

9、濕式除塵。3.4.3顆粒的荷電性與導電性 1、顆粒的荷電性 粉塵顆粒獲得電荷的才干 運動顆粒的破碎、碰撞、摩擦等；進入氣體電離化電場中；均可獲得電子。其性能取決于內部化學組成及構造、及外部荷電條件。 2粉塵的導電性 粉塵顆粒傳輸電荷的才干通常用比電阻表示：3.4.5休止角堆積角、滑動角 粉塵自然堆積后，錐體母線與程度面的夾角表示粉塵的流動性，休止角越小，流動性越好。3.4.6顆粒的黏附性 顆粒之間及與其他物體的聚會和附著性能。黏附性好，收塵效率高，但又一黏附在器管壁 上構成堵塞。3.5氣體中的顆粒動力學3.5.1球形顆粒的阻力 顆粒在流體中勻速運動時，受力主要有重力、流體浮力及運動阻力運動流體

10、阻力可表示為CD阻力系數，為顆粒雷諾數Rep的函數，圖3-11為球形顆粒CDRep關系曲線可分三個區(qū)域 1 斯托克斯區(qū)：Rep1，顆粒處于層流形狀 Bird公式 2 過渡區(qū)：1Re500，流體運動向湍流過渡3渦流區(qū)：500Re2105，顆粒處于與湍流形狀3.5.2康寧漢修正因子 但顆粒尺寸與分子平均自在程相當時，顆粒與外表氣體構成速度差，構成滑動，顆粒所受阻力下降。 故引入康寧漢修正系數C式中：Kn努森數，對常壓下空氣，卡爾努特方程3.6凈化安裝的性能3.6.1凈化安裝的性能目的1處置氣體量 經由凈化器處置的氣體流量 由于漏風緣故，用平均處置量表示其漏風率為 2、凈化效率 單位時間內凈化安裝去除污染物的量與進入安裝的污染物的量之比 3、壓降阻力損失 凈化安裝進出口截面流體靜壓差 其表達式為： 3.6.2凈化效率計算 1總凈化效率 如圖3-12根據凈化效率的定義 或：假設安裝不漏風，那么： 假設凈化安裝串聯運用，那么系統(tǒng)總效率為： 1分級效率 除塵安裝對某一特定粒徑或該粒徑某一范圍內粉塵顆粒的除塵效率。設除塵器進口、出口及捕集口顆粒dpi 的質量流量分別為S1i 、S2i S3i 那么粒徑 dpi 顆粒的分級效率為： 當d1=50%時所對應的