大氣污染與控制

空氣污染與控制安全工程121李函函內(nèi)容概述空氣污染物的擴(kuò)散空氣污染控制工程室內(nèi)空氣污染與控制全球性大氣環(huán)境問題大氣污染(AirPollution)

通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。概述大氣污染及其分類1.

大氣圈及大氣組成（重點(diǎn)對流層和平流層）2.大氣污染類型①煤煙型污染指由于煤燃燒過程中排放的各種污染物而造成的污染。②氧化型污染

指由于機(jī)動車尾氣排放和燃油鍋爐的排氣中含有的氮氧化物和碳?xì)浠衔?，造成的二次污染。③混合型污染指由于燃煤和燃油過程中產(chǎn)生的污染物互相結(jié)合在一起造成的污染。

3.大氣污染物種類一)氣溶膠狀態(tài)污染物1.粉塵

是指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒，受重力作用可發(fā)生沉降，但在一定的時(shí)間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。2.煙塵是燃料和其它物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物。3.霧

是氣體中液滴懸浮體的總稱。4.大氣污染物種類

二)氣體狀態(tài)污染物

1.一次污染物：

從污染源直接排入空氣中的原始污染物；

2.二次污染物：

一次污染物進(jìn)入空氣后，經(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。

表1.2氣體狀態(tài)大氣污染物種類SO3、H2SO4及硫酸鹽NO2、HNO3及硝酸鹽無醛、酮、過氧乙酰硝酸酯、O3無SO2、H2SNO、NH3CO、CO2C1~C10化合物HF、HCI含硫化合物含氮化合物碳氧化合物碳?xì)浠衔稃u素化合物二次污染物一次污染物污染物5.大氣污染源類型1．按人們的社會活動功能分類

①生活污染源②工業(yè)污染源③交通污染源2．按污染源的幾何形態(tài)分類

①點(diǎn)污染源②面污染源③線污染源6.大氣污染危害1.顆粒物對人體健康的影響飄塵對人體的危害作用(PM10,PM2.5)

2.氣體狀態(tài)污染物對人體健康的影響①具有很強(qiáng)的刺激性的SO2氣體②NOX的毒性③O3的刺激性作用④揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)中的有毒有害3.對城市環(huán)境中的植物、器物和材料的損失4.能見度降低酸雨溫室效應(yīng)厄爾尼諾現(xiàn)象拉尼娜現(xiàn)象臭氧層破壞光化學(xué)煙霧空氣污染的擴(kuò)散幾個(gè)典型的大氣污染現(xiàn)象大氣污染流程圖污染源大氣狀態(tài)污染匯排放排放速率、類型源的結(jié)構(gòu)散布垂直和水平散布穩(wěn)定度，湍流、風(fēng)轉(zhuǎn)化化學(xué)反應(yīng)排除城建、清洗、吸收碰撞接受體反應(yīng)健康影響植物損害污染、腐蝕大氣污染物的種類顆粒污染物根據(jù)物理性質(zhì)的不同分粉塵(dust)煙(fume)飛灰(flyash)黑煙(smoke)霧(fog)總懸浮微粒(TSP)氣態(tài)污染物含硫化合物、含氮化合物、碳化物、碳?xì)浠衔?、鹵化物一次污染物二次污染物：如硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧按形成過程分空氣污染控制工程一.除塵裝置概述☆除塵裝置：從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備。☆除塵裝置類型：

1.機(jī)械式除塵器重力沉降室；慣性除塵器；旋風(fēng)除塵器2.濕式除塵器3.過濾式除塵器4.電除塵器干式機(jī)械除塵器一)重力沉降室

利用粉塵與氣體的密度不同,依靠自身的重力從氣流中自然沉降下來，達(dá)到凈化目的的裝置.類型a.水平氣流沉降室；b.垂直氣流沉降室。優(yōu)點(diǎn)簡單，價(jià)低，便于維護(hù)，壓力損失小，可處理高溫氣體.

缺點(diǎn)沉降小顆粒的效率低，一般只能除去50μm以上的大顆粒.圖

水平氣流簡易重力沉降室二)慣性除塵器

利用粉塵與氣體在運(yùn)動中的慣性力不同，使粉塵從氣流中分離出來的方法。類型a.沖擊式結(jié)構(gòu)；b.反轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。慣性除塵器的特點(diǎn)

a.能分離10-30μm左右的塵粒，除塵效率為70％;b.適合安裝在煙道上使用;c.可設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)形式，作為前一級除塵器與其他除塵方法組成多級除塵系統(tǒng)。圖慣性除塵器的分離機(jī)理示意圖三)旋風(fēng)除塵器利用離心力作用將塵粒從氣流中分離并捕集下來的裝置?！钚L(fēng)除塵器的構(gòu)造及工作原理(圖)☆旋風(fēng)除塵器的分類a.切線進(jìn)入式旋風(fēng)除塵器；b.軸向進(jìn)入式旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)

a.結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低；b.無傳動機(jī)構(gòu)及運(yùn)動部件維護(hù)、修理方便；c.可用于高溫含塵煙氣的凈化;d.可承受內(nèi)、外壓力；e.可干法清灰，可用它回收有價(jià)值的粉塵；f.可用以凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣。濕式除塵器

用水或其他液體與含塵廢氣相互接觸，實(shí)現(xiàn)分離捕集粉塵粒子和吸收有害氣體的裝置.類型a.重力噴霧除塵器；b.旋風(fēng)水膜除塵器；c.貯水式?jīng)_擊水浴除塵器；d.填料塔除塵器；f.文丘里除塵器；優(yōu)點(diǎn)①除塵效率比干式除塵器的高；②可處理高溫、高比阻、易燃易爆含塵氣體；③具有除塵、冷卻和凈化的作用。

缺點(diǎn)①有廢水處理問題；②洗滌水有一定的腐蝕性，金屬設(shè)備易被腐蝕；③在寒冷地區(qū)使用濕式除塵器容易凍結(jié)；④能耗比較大。圖

填料洗滌除塵器的類型a.錯(cuò)流型；b.順流型；c.逆流型圖

文丘里洗滌除塵器裝置系統(tǒng)過濾式除塵器一)過濾式除塵器

利用多孔過濾介質(zhì)分離捕集氣體中固體或液體粒子的凈化裝置。類型1.按使用原料的性狀不同;

2.按除塵器的應(yīng)用目的;3.按粉塵粒子在除塵器中被捕獲位置的不同(圖);

內(nèi)部過濾:粉塵粒子是在濾層內(nèi)部而被捕集.

外部過濾:粉塵粒子是被阻擋在濾料的表面上.圖

過濾除塵器的過濾方式電除塵器

當(dāng)含塵氣體通過強(qiáng)電場時(shí)被電離而荷電，荷電的塵粒在電場力作用下到達(dá)集塵極，從而使塵粒從含塵氣體中分離出來一種除塵裝置?！铍姵龎m器的機(jī)理

含塵氣體通過兩極間非均勻電場時(shí)，在放電極周圍強(qiáng)電場作用下，氣體被電離，使帶電塵粒在電場作用下推向集塵極，從而達(dá)到除塵目的?！铍姵龎m器的類型1.按集塵電極的型式①管式電除塵器；②板式電除塵器。2.按含塵氣流在電除塵器中流動方式①立式電除塵器；②臥式電除塵器

3.按收塵極上清灰方式的不同

①干式電除塵器；②濕式電除塵器圖

平板型集塵極的不均勻電場示意圖++++(+)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)離子化區(qū)(A)集塵極(+)荷電層荷電層荷電層(-)(-)放電極(-)(B)(A)集塵極(+)高壓直流電源含塵氣體圖

管式電除塵器的示意圖圖

噴水型濕式電除塵器示意圖二、有害氣體凈化揮發(fā)性有機(jī)氣體凈化工藝☆冷凝法☆固體吸附法☆液體吸收法☆焚燒法☆生物氧化法工業(yè)上常用的吸附劑①活性氧化鋁和氧化鋁；②硅膠；③活性炭；④分子篩沸石

常見吸附劑的主要特性預(yù)熱室催化床補(bǔ)充能量熱交換器廢氣入口一般催化燃燒流程排氣SOx的來源與脫硫途徑☆來源1、煤燃燒中產(chǎn)生的低濃度的SO2煙氣是主要來源2、鉛鋅冶煉廠及硫酸廠排放的高濃度SO2☆

脫硫途徑燃燒前脫硫（低硫煤，煤的分選與預(yù)處理）1.選煤技術(shù);2.水煤漿技術(shù);3.煤氣化技術(shù);4.煤液化技術(shù).燃燒中脫硫（爐內(nèi)脫硫）①型煤；②硫化床燃燒技術(shù)；③爐內(nèi)噴鈣技術(shù)燃燒后脫硫（煙氣脫硫）SOx的來源與脫硫途徑燃燒后脫硫（煙氣脫硫）FGDPlantPrinciplePicture

ProcesswaterLimestoneslurrytankFiltratetankGGH

Fluegas

CleangasWastewaterGypsumstorageOxidationairLimestoneVacuumbeltfilterWetballmill

Limestonesilo

GypsumAbsorber強(qiáng)制氧化濕法脫硫工藝NOx的形成機(jī)理①熱力型NOX：高溫空氣燃燒時(shí)生成的NOX；②燃料型NOX：有機(jī)燃料燃燒時(shí)分解的N2和空氣中的O2反應(yīng)生成的NOX；③瞬時(shí)NOX：低溫火焰中由于含碳自由基的存在，通過中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為NOX。

NOx的控制技術(shù)燃燒后煙氣凈化——催化燃燒還原1.選擇性催化還原法(SCR)脫硝（圖）在催化作用下，以氨作還原劑，將NOX還原為氮?dú)夂退姆椒ā?/p>

☆催化劑的活性成分：貴金屬(如Pd、Pt)和金屬氧化物(如Cu、Fe、V、Mn)等，☆載體：二氧化鈦和沸石等。2．選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝不用催化劑，用氨和尿素在850℃~1100℃內(nèi)，將NOX還原成N2的方法。3．吸收法凈化煙氣中的NOX4．吸附法凈化煙氣中的NOX汽車尾氣凈化方法1、燃料處理技術(shù)1）對現(xiàn)用燃料的處理2）采用車用替代燃料2、機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)1）分層燃燒系統(tǒng)與電噴技術(shù)2）發(fā)動機(jī)增壓和增壓中冷技術(shù)相結(jié)合的燃油系統(tǒng)3、及外凈化技術(shù)室內(nèi)空氣污染與控制全球性大氣環(huán)境問題(一)酸雨概念：指pH值小于5.6的天然降水（濕沉降）和干沉降。形成原因：排放大量的SO2和NOX，包括自然排放和人為排放。人為排放為主。酸雨的分布：歐洲、北美、中國中國酸雨的分布變化主要位于長江以南（1）對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響（2）導(dǎo)致土壤酸化（3）腐蝕建筑物及名勝古跡酸雨的危害我國酸雨的化學(xué)特征(硫酸型）SO42-NO3-Ca2+NH4+溫室效應(yīng)：太陽發(fā)出的短波輻射透過大氣層到達(dá)地面，使地表溫度上升，發(fā)出長波輻射，大氣中的溫室氣體對短波吸收很弱，而對長波輻射吸收很強(qiáng)。因此地表從太陽輻射獲得的熱量相對多，而散失到大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度得以維持，這就是大氣的溫室效應(yīng)。溫室氣體：二氧化碳、CFC11、CFC12、甲烷、氧化亞氮一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳、全球變暖原因：溫室效應(yīng)的加劇1、排放控制對策：控制化石燃料消耗，以抑制CO2的排放；主要是控制CO22、固定化對策：使已生成的CO2變?yōu)槠渌镔|(zhì)，以防止其向大氣中排放；3、適應(yīng)對策：在已發(fā)生全球變暖的情況下，采取相適應(yīng)的對策以使其影響降低到最小程度。減緩全球變暖的對策臭氧層破壞:臭氧分子吸收紫外線分解為一個(gè)氧氣分子和一個(gè)氧原子：氧氣分子可以吸收紫外線分解為兩個(gè)氧原子：氧氣分子和氧原子也可以合并生成臭氧分子，以便吸收更多的紫外線：上述反應(yīng)過程吸收了99％的來自于太陽的紫外線。氟氯烴（CFCs）很大程度上導(dǎo)致了平流層臭氧的減少。這兩個(gè)反應(yīng)都造成了臭氧的減少。1979－1986年TOMS測得的總臭氧全球平均值注：Dobson單位－將0°C，標(biāo)準(zhǔn)海平面壓力