1、第_章緒論大氣組成干潔空氣（N2、O2、Ar、CO2、臭氧）水汽（0.02%6%）雜質：懸浮顆粒和氣態物質干潔空氣物理性質：分子量：29密度：1.293kg/m3 （標準狀態，273 K, 101.3 kPa ）假設空氣只有氮氣和氧氣組成，鹽：頊3.78：1幾種常見元素的物質的量：N:14O:16H:1C:12Ca:40S:32大氣污染的定義：由于人類活動和自然過程引起某種物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，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環境的現象。氣溶膠粒子系：沉降速度可以忽略的小固體粒子、液體粒子或固液混合粒子。大氣污染物分類：氣溶膠態污染物：（1）粉塵（

2、2）煙（3）飛灰（4）黑煙（5）霾（6）霧I氣態污染物J 一一次污染物：直接從污染源排到大氣中的原始污染物質。i二次污染物：由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經過一系列化學或光化學反應 而生成的與一次污染物性質不同的新污染物。二次污染物中比較重要的是硫酸煙霧和 光化學煙霧。大氣污染分類（了解）煤煙型（還原型）污染：主要污染源是燃煤。主要污染物是煤炭燃燒時放出的煙塵、SO2等一次污染物，以及由這些污染物發生化學反應而產生的硫酸、硫酸鹽類二次污染物。它們遇上低溫、高濕的陰天， 且風速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染物擴散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。石油型（交通型或氧化型）

3、污染:（光化學煙霧形成的原因:污染源主要是機動車（汽油車和柴油車）和機動船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相對濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴重的地 區可能會出現典型的二次污染一一光化學煙霧。）混合型污染：包括以煤炭為主要污染源而排出的煙氣、粉塵、二氧化硫及其它氧化物所形成的氣溶膠；以石油為污染源而排出的烯烴和二氧化氮為主的污染物。此類污染，其反應更為復雜。我國大氣污染的特點：以煤煙型為主，主要污染物為顆粒物和SO2全球性大氣污染問題（定義）：2溫室效應: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、水蒸汽等，可以使太陽短波輻射 幾乎無衰減地通過，但卻可以吸收地表的長波輻射

4、，由此引起全球氣溫升高的現象，稱為“溫室效應” 臬氧層破壞：氟氯烴化學穩定性好，在對流程不易被分解而進入平流層，受到紫外線的照射，分解并參與臭氧的消 耗導致臭氧層變薄，甚至出現空洞。酸雨:pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水（如霧、露、霜）稱為酸雨，現在泛指酸性物質以濕沉降或干沉 降（酸性顆粒物）的形式從空氣轉移到地面上。 空氣污染指數（API） （Air Pollution Index）是根據空氣環境質量標準和各項污染物的生態環境 效應及其對人體健康的影響來確定污染指數的分級數值及相應的污染物濃度限制值空氣質量指數（AQI）作業：氣體分數、摩爾濃度、質量濃度間的換算標準狀態下的氣體摩爾

5、體積：22.4 L/mol1.1、干潔空氣中N2O2Ar和CO2氣體所占的質量分數是多少?解：按1mol十空氣計算，空氣中各組分摩爾比即體積比。nco0.00033mol。（1）故氣2=0.78血。1，no2=0.209mol，氣=0.00934mol，（2） 質量百分數為：N 2% =0. 781 x 28. 0128.97 x 1x 100%=75. 51%O2% =0. 209 x 32. 0028.97 x 1x 100%=23. 08%Ar % =co % =0. 00934 x 39. 94=1. 29%x 100%28.97 x 1x 100% = 0.0. 00033 x 44

6、. 0128. 97 x 11.2根據我國環境空氣質量標準二級標準，求出SO2 NO2 CO三種污染物日平均濃度限制的體積分數。解：由我國環境空氣質量標準二級標準查得三種污染物日平均濃度限值如下：SO2： 0.15mg/m3，NO2： 0.12mg/m3，CO： 4.00mg/m3。按標準狀態下1m3干空氣計算，三種污染物體積百分數分別為：SO :20.15 x 10-3 22.4 小 x= 0.052 x10-6641000NO2：0. 12 x 10-322.4 nwx = 0. 058 x 10-6461000CO2：4.00 x10-3 22.4mx= 3.20 x 10-628100

7、0第二章燃燒與大氣污染燃料組成:C，H，0，N，S，H2O，灰分煤中，的形態:有機硫（CxHySz）、黃鐵礦硫（FeS2）、硫酸鹽硫（MeSO）（灰分，不參與燃燒）、元素硫哪種是主要的含硫成份？用重力分選去除的是哪種？ 黃鐵礦硫（FeS2）燃料完全燃燒的條件:空氣、3T（溫度、時間、空氣湍流度）1）空氣條件：燃料燃燒時必須保證供應與燃料燃燒相適應的空氣量。空氣供應不足，燃燒不完全， 空氣量過大，會降低爐溫，增加鍋爐的排煙熱損失。2）溫度條件：燃料只有達到著火溫度才能與氧作用而燃燒。著火溫度系在氧存在下可燃質開始燃 燒所必須達到的最低溫度。各種燃料都具有特征著火溫度，按固體燃料、液體燃料、氣體燃

8、料 的順序依次上升。當溫度高于著火溫度時，燃燒過程的放熱速率高于向周圍的散熱速率，所以 維持較高的溫度才能使燃燒過程繼續進行。3）時間條件：燃料在燃燒室中的停留時間是影響燃燒完全程度的另一基本因素。燃料在高溫區的 停留時間應超過燃料燃燒所需要的時間，反應速率隨溫度的升高而加快，所以在較高溫度下燃 燒所需要的時間較短。4）燃料與空氣的混合條件：燃料與空氣中氧的充分混合也是有效燃燒的基本條件。混合程度取決 于空氣的湍流度。若混合不充分，將導致不完全燃燒產物的產生。對于蒸汽相的燃燒，湍流可 以加速液體燃料的蒸發。對于固體燃料的燃燒，湍流有助于破壞燃燒產物的燃料顆粒表面形狀 的邊界，從而提高表面反應的

9、氧利用率，并使燃燒過程加快。4.5.6.論煙氣體積，叫0表示。煙氣成分主要是叫S02.凡和水蒸氣，通常分為干煙氣（不含水蒸汽）和濕煙氣（含水蒸汽）。理論空氣量（定義）：單位量燃料按燃燒反應方程式完全燃燒所需要的空氣量（iWkg） 空氣過剩系數：把實際空氣量V，與理論空氣量七0之比定義為空氣過剩系數a 理論煙氣量、實際煙氣量：在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理Vfg=Vfgo+（a -1）&0理論煙氣量=干煙氣量+水蒸氣體積V = V s Tnn s1 p TPn = PsJ 寸s n實際煙氣量=理論煙氣量+過剩空氣量污染物排放量計算（占煙氣的體積分數）煙氣體積和密度的校正（掌握

10、）燃燒設備熱損失：排煙熱損失、不完全燃燒熱損失、散熱損失 10.燃煤煙塵的形成：固體燃料燃燒產生的顆粒物，包括:黑煙：未燃盡的碳粒飛灰：不可燃礦物質微粒（煙塵的主要成分）11.作業（熟悉原子量 C:12 N:14 0： 16 S:32 ）2.1已知重油元素分析結果如下：C 85.5%，H 11.3%，O 2.0%，N 0.2%，S 1.0%。計算:（1）燃油1kg所需的理論空氣量和產生的理論煙氣量。（2）當空氣的過剩量為10%時，求所需的實際空氣量及產生的實際煙氣量。（3）干煙氣中SO2和CO2的濃度。解：以1kg重油燃燒為基礎，則重量（g）摩爾數（mol）需氧量（mol）C85571.257

11、1.25H11311328.25O201.25-0.63N20.140S100.310.31（1）理論需氧量=71.25+28.25-0.63+0.31 = 99.18mol/ （kg重油）干空氣中氮和氧的摩爾比（體積比）為3.78,則01 （kg重油）完全燃燒所需要的理論空氣量=99.18X（3.78+1）=474.08 mol/ （kg重油）即474.08X22.4/1000=10.62m3/ （kg重油）（2）理論空氣量條件下煙氣組成（mol）為：CO2:71.25，H0 56.5， SO0.31,N99.18X3.78 +0.07=374.97理論煙氣量=71.25+56.5 + 0.

12、31 + 374.97 = 503.03 mol/ （kg重油） 即503.03X22.4/1000 = 11.27 m3/ （kg重油）當a=1.1時實際空氣量為：10.62X1.1=11.68 m3/（kg重油）實際煙氣量=11.27+10.62X0.1 = 12.33 m3/ （kg重油）（3） SO2體積=0.31X22.4/1000= 0.0069 m3/ （kg重油）CO2體積=71.25X22.4/1000= 1.596m3/ （kg重油）干煙氣量=12.33 - 56.5X22.4/1000=11.06 m3/ （kg重油）煙氣中 SO2 濃度=0.0069/11.06= 6.

13、24X 10-4煙氣中 CO2 濃度=1.596/11.06=14.42%第三章大氣污染氣象學大氣層構成和各層特點：1）對流層：最接近地面的一層，其厚度約10km16km,主要成分是N2, 02, H2O, CO2和Ar。特點：*空氣對流強烈（垂 直對流）*溫度隨高度增加而下降；*空氣質量約占大氣層總質量的3/4； *云、霧、雨、雪和雷電等天氣現象和 通常所說的大氣污染都發生在這一層，對人類活動影響最大。2）平流層：對流層頂至5055km高度稱為平流層。特點：*從對流層頂到2535左右的一層，氣溫幾乎不隨高度變化， 稱同溫層，從這一層到平流層頂，氣溫隨高度增高而上升，稱逆溫層；*層內幾乎沒有大

14、氣的對流運動，以平流 運動為主，大氣穩定一一污染物進入平流層，停留時間很長；*在2025km高度內形成臭氧層，吸收紫外線。3）中間層：平流層頂至85km高度稱為中間層。特點：*溫度隨高度增加而降低；*大氣具有強烈的對流運動4）暖層：中間層頂到800km高度為暖層。特點：*溫度隨高度增加而升高；*極為稀薄的氣體分子被高度電離，存 在大量離子和電子，故又稱為電離層。5）散逸層：散逸層是大氣圈的最外層，氣溫很高，空氣極為稀薄，氣體離子的運動速度很高，可以擺脫地球引力而 散逸到太空中。氣溫的垂直變化：大氣的絕熱過程：大氣中某一空氣塊做垂直運動時與周圍空氣不發生熱量交換的現象1)2)3)干絕熱直減率：干

15、空氣塊（包括未飽和濕空氣塊）絕熱上升或下降單位高度時，溫度降低或升高的數值。d TY =一 襯 a 1K / 100 m dd z氣溫直減率二項一一豆大氣穩定度的判斷依據及其對污染物擴散的影響:溫度隨高度增加而遞減，r為正值；反之，r為負值空氣中溫度層的四種類型：1）氣溫隨高度增加而遞減，Y Yd，為正常分布層或遞減層結；2）氣溫直減率接近于1K/（100m），即Y=Yd，稱為中性節層；3）氣溫不隨高度變化，Y = 0，稱為等溫層結；4）氣溫隨高度增加而增加，Y YYd，Y Y 0，稱為氣溫逆轉，簡稱逆溫逆溫（掌握怎么開始，怎么消失，哪個階段對地面污染最嚴重）1）輻射逆溫：地面白天加熱，大氣自

16、下而上變暖；地面夜間變冷，大氣自下而上冷卻。由于地面強烈輻射冷卻而形成的逆溫，成為輻射逆溫。2）輻射逆溫的生消過程: 圖中（a）是下午遞減溫度層結，（b）是日落前一 小時逆溫開始生成；隨著地面輻射冷卻加劇，逆溫 逐漸向上擴展，黎明時逆溫強度最強（圖中c）；日 出后太陽輻射逐漸增強，地面逐漸增溫，空氣也隨 之自下而上地增溫，逆溫便自下而上逐漸消失（圖 中d）；大約在上午10： 00左右逆溫層完全消失（圖 e）4.煙流形狀與大氣穩定度的關系（掌握煙流的形狀名稱，哪 個污染最嚴重，與大氣穩定度的關系）：1）波浪型（不穩）：發生在在全層不穩定大氣中，即Y Y Ad2）錐型（中性）：發生在中性條件下，即

17、Y =Y,只3）扇型（逆溫）：發生在煙囪出口處于逆溫層中，該層大氣Y -Y d0；煙流上部Y -Y d-1，這種煙流多發生在早上8:00-10:00，輻射 逆溫消失階段，污染最嚴重。5.地方性風場（掌握各自特點）1）海陸風:海風和陸風的總稱。成因主要是由于海洋和陸地的熱力性質差異而引起的。白天，由于太陽輻射，陸 地升溫比海洋快，在海陸大氣之間形成了溫度差、氣壓差，使低空大氣由海洋流向陸地，形成海風，高空大氣 從陸地流向海洋，形成反海風，它們同陸地上的上升氣流和海洋上的下降氣流一起形成了海陸風局地環流。在 晚上，由于有效輻射發生了變化，陸地降溫比海洋快，在海陸之間產生了與白天相反的溫度差、氣壓差

18、，使低 空大氣由陸地流向海洋，形成陸風，高空大氣從海洋流向陸地，形成反陸風，它們同陸地上的下降氣流和海洋 上的上升氣流一起形成了海陸風局地環流。2）山谷風：山風和谷風的總稱。山谷風是由于山坡與谷地受熱不均勻而產生。在白天，太陽先照到山坡上，使山 坡上大氣比谷地上同高度的大氣溫度高，形成了由谷底吹向山坡的風，稱為谷風。在高空形成了由山坡吹向谷 地的反谷風，它們同山坡上升氣流和谷底下降氣流形成了山谷風局地環流。在晚上，山坡和山頂比谷底冷卻的 快，使山坡和山頂的冷空氣順著坡下滑到谷地，形成山風。在高空形成自山谷向山頂的反山風。它們同山坡下 降氣流和谷底上升氣流一起構成山谷風局地環流。3）城市熱島環流

19、：由城鄉溫度差引起的局地風。由于城市溫度經常比鄉村高（特別是夜間），氣壓比鄉村低，所 以可以形成一種從周圍農村吹向城市的特殊局地風，稱為城市熱島環流或城市風。第四章大氣污染物擴散模式高架連續點源擴散模式：1）地面軸線濃度模式：（此公式要記）（丘：。H ） = e X p （-）地面最大濃度（記住以第一個公式：掌握什么時候出現最大濃度，在水平距離多大的時候出現）_ 2Q .bmax 兀 uH 2 e b有效源高H=Hs+A HHs煙囪幾何高度， H抬升高度S計算：例4-3作業4-3 4-9計算擴散參數、最大濃度及其出現距離第五章顆粒污染物控制技術基礎斯托克斯直徑ds （定義）：同一流體中與顆粒密

20、度相同、沉降速度相等的球體直徑。空氣動力學當量直徑da （定義）：在空氣中與顆粒沉降速度相等的單位密度（1g/cm3）的球體的直徑。眾徑：頻度最大時對應的粒徑dp。中位粒徑：累積頻率F=0.5時對應的粒徑d50算術平均粒徑：又稱長度平均直徑，是所有單一顆粒的算術平均值粉塵密度：真密度：用真實體積求得的密度稱為粉塵的真密度堆積密度：以堆積體積求得的密度稱為粉塵的堆積密度。粉塵的安息角與滑動角(評價粉塵流動性的一個重要指標)：安息角小的粉塵，其流動性好；安息角大的粉 塵其流動性差。粉塵的物理性質與除塵器的關系1)2)潤濕性是選擇濕式除塵器的主要依據比電阻對電除塵器運行有很大影響，最適宜范圍104

21、Qcm1010 Qcm 降低粉塵比電阻的方法一一煙氣調質凈化裝置的性能處理氣體流量1)1，、/,、教咎：也)(叩)2)漏風率3)總凈化效率門Q Q1N2NQ1Nx100 (%)4)通過率5)分級效率n i HYPERLINK l bookmark104 o Current Document s A s , p Q n = = 1 = 1 2N2N%S 1P1NQ 1 N-s PP = -2 =2N 2N = 1 nS1 ER HYPERLINK l bookmark107 o Current Document sSn. = Si = 1 1i6)多級串聯運行時的總凈化效率:n = 1- (1-

22、n) (1-n) (1-n)T1239.由分級效率求總除塵效率:n = z nig1i10.11.1)2)3)12.13.分割粒徑：n =50%對應的粒徑。i顆粒捕集的理論基礎：通過顆粒雷諾數判斷顆粒運動所處的區域；RepWl,顆粒運動處于房流狀態，斯托克斯區域 1RepW500,顆粒運動處于湍流過渡區 500RepW2X1O5,顆粒運動處于湍流狀態，牛頓區域顆粒雷諾數重力沉降(記住公式)于斯托克斯區域的顆粒，顆粒的重力沉降末端速度:圖5-14球形顆粒的流體阻力與顆粒雷諾數的函數關系14.作業：5.5、5.7、5.95.5、解：氣體流量按P141 (543)漏風率 P141 (5 44)Q =

23、 2 (Q+ Q ) = 11000m 3 / s5 = Q1N Q2N x 100% = 000 x 100% = 20%Q100001Np0.340n = 1 蚓=1 = 91.9%P1N4.23)不考慮漏風，按P143 (548) 除塵效率：考慮漏風，按P142 (547)除塵效率：5.7、解：按大氣污染控制工程P145 (5 58) 粉塵濃度為一土 = 1 一 . 340 x 12 = 90.3%P&4.2 X 10000% = 1 (1 % )(1 - ) = 1 - (1 - 95%)(1 - 80%) = 99%排放濃度為排放量為22.2, 八，g / m3 = 10 g / m

24、3 2.2210X (1-99%) = 0.1 g/m3 2.22X0.1 = 0.222 g/s5.9、解：按大氣污染控制工程P144 (5 54)門t = n.g1. = 72.86%第六章除塵裝置根據主要除塵機理，除塵器可分為：機械除塵器、電除塵器、過濾式除塵器、濕式除塵器了解三種機械除塵器的除塵原理重力沉降室：含塵氣流通過橫斷面比管道大得多的沉降室時，流速大大降低(0.32m/s),停留時間 增加，使大而重的塵粒以其沉降速度us緩慢落至沉降室底部。設計重力沉降室的模式有層流式和 湍流式兩種。慣性除塵器：沉降室內設置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發生急劇轉變，借 助塵粒本

25、身的慣性力作用，使其與氣流分離。旋風除塵器：普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、椎體和排氣管等組成。含塵氣體進入除塵器后， 沿外壁由上向下作旋轉運動，同時有少量氣體沿徑向運動到中心區域。當旋轉氣流的大部分到達椎 體底部后，轉而向上沿軸心旋轉，最后經排出管排出。氣流做旋轉運動時，塵粒在離心力的作用下 逐步移向外壁，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。除塵裝置的性能比較、適用場合重力沉降室：優點是結構簡單、投資少、壓力損失少，維修管理容易，但它體積大，效率低，因此 只能作為高效除塵的預除塵裝置，除去較大較重的粒子。慣性除塵器：一般慣性除塵器的氣流速度愈高，氣流方向轉變角度愈大，轉變次數

26、愈多，壓力損失 也愈大。慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵時，具有較高的除塵效率。電除塵器：與其他除塵器的根本區別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個氣流上， 除塵效率一般可大于99%，對微小塵粒也有足夠的捕集效率。4.1)重力沉降室層流式重力沉降室(P172):2)5.湍流式重力沉降室:h = UsL = Q ( h0.5um的粒子，以電場荷電為主；N!pIT + OCXJ,十(.濟,工 +2HjOt HH + HCO； PL gHz CO,+ H?( soq)+ h2H-sOaJ LSOj ll K HSQ；CpO f FTjO，頃cm,COI* + 2OH 0日

27、 i HSU 卜 NH?。h H2W + 2( ?H -ZELjCJ總反應QiOQq 導土 +-2HJ + CQ CaO + CO CaO + SO2 + 2 O2 CaSO4 石灰石/石灰濕法石灰石/石灰濕法區別:石灰石系統的最佳操作pH為5.8-6.2；石灰系統約8。3.噴霧干燥法：脫硫過程：1）SO2被霧化的Ca（OH） 2漿液或Na2cO 3溶液吸收2）溫度較高的的煙氣干燥液滴形成干固體廢物3）干廢物（亞硫酸鹽、硫酸鹽、未反應的吸收劑和飛灰），由袋式或電除塵器捕集煙氣脫硫工藝的綜合比較:濕法、干法、濕干法（半干法）脫硫效率（濕法工藝可達到95%以上，而干法和濕干法工藝的效率通常在60%

28、-85%）；鈣硫比（濕法為1.0-1.2,濕干法為1.5-1.6,干法為2.0-2.5）；脫硫劑利用率（濕法可達到90%以上，濕干法為50%左右，而干法通常在30%以下）；對鍋爐原有系統的影響；占地面積（干法占地面積最小）；流程的復雜程度（濕法流程最復雜）；動力消耗（濕法的動力消耗大于干法）；工藝成熟度第九章氮氧化物控制技術燃燒過程NOx的形成機理燃料型NOx：燃料中的固定氮生成的NOx熱力型NOx：高溫下N2與O2反應生成的NOx（1）在室溫條件下，幾乎沒有NO和NO2生成，幾乎所有的NO都轉化成NO2。（2）在800K左右，NO和NO2生成量仍然微不足道，但NO的生成量已經超過NO2（3）在常規的燃燒溫度（大于1500K），有可觀量的NO生成，然而NO2量仍然微不足道。瞬時NOx :低溫火焰下由于含碳自由基的存在與凡反應生成的NOx低NOx燃燒技術蒸汽壓（溫度越高，蒸汽壓越大）與有機物的揮發性y氣P VOCs控制工藝：燃燒法：（直接燃燒：只適用于凈化含可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者用于凈化有害組分燃