1、.PAGE ：.；PAGE 96 大氣污染控制工程 講義 大氣污染及其危害 一、 大氣污染的根本概念 早在英國愛德華二世(12841327)年代，這位國王就曾想經過制止運用煤來處理燃煤產生的煙氣污染問題。他曾公布了一道法令：“無論是誰被發現熄滅煤，他就是有罪的，都將遭到殺頭的懲罰。由此可見，大氣污染自古有之。好像其它污染控制一樣，大氣污染控制技術和工程、設備也是在大氣污染到了一定的程度、順應時代需求的產物：控制技術的研討與工程運用的主要推進緣由是嚴重的大氣污染事件的刺激。 美國的Donora是一座鋼鐵小城，在1948年僅有3家主要工廠：鋼鐵廠、電線廠和鋅板廠。在1948年的最后一個星期，濃濃的

2、煙霧覆蓋著這個小城，逆溫層使得工廠排放的煙霧難以從山谷中分散出去。到星期五，煙霧變得特別濃，據報道碳顆粒幾乎一動不動的懸浮在空中，能見度非常低，以致于當地人都迷失了道路，到星期五為止，衛生部門和醫院里充溢了需求就診的呼救。死亡發生在凌晨2點鐘，直到半夜有17人死亡，這時人們才認識到問題的嚴重性，馬上組織了醫療救助。 雖然Donora事件在美國逼迫人們認識并注重了大氣污染，但到英國發生類似的災難并引起同樣的認識之間又相隔了4年。1952年倫敦的“煙霧殺手事件是在同樣的氣候條件下發生的，在地面上濃密的煙霧與冰冷以及從煤爐里產生的煙混合引起了少見的黃色煙霧，并且繼續了1個多星期，能見度很低，以致公共

3、汽車的售票員不得不到車前步行引導汽車穿過大街，煙霧發生2天以后，當地的死亡人數急劇上升，到達數百人。二氧化硫濃度多上述二個污染事件的發生，人們到70年代才開場關懷大氣污染問題并試圖進展控制，大氣污染的公害才得以緩和。我國的大氣污染也曾經到了非常嚴重的地步。我國以煤炭為主要一次能源，1996年消費與消費均占一次能源的75，這種在相當長的時期內不會發生大的變化。大約72的工業和蒸汽燃料、52的化工原料和92的民用燃料于煤炭，其中最大的用煤行業是電力，其它為化工、冶金、建材、采礦等行業及民用，它們共占煤炭耗費總量的83。以煤炭為主的能源構造給環境帶來了嚴重的要挾，我國大氣污染以煙煤型污染為特征，燃煤

4、電力提供了90以上的熱力和電力。但如今氮肥廠和煤氣廠大多數造氣爐除塵依然采用較落后的盲腸式慣性除塵器或濕法除塵。前者的除塵效率很低，呵斥了嚴重的環境污染，后者不僅高檔次的熱能不能回收，浪費了大量水資源，同時呵斥了二次污染。據統計，由于燃煤1997年我國向大氣中排放二氧化硫1852噸、粉塵1565噸。我國汽車工業的飛速開展呵斥了日益嚴重的尾氣污染問題，1995年我國汽車尾氣中CO的排放量為770萬噸、HC和CO2排放量為350萬噸。上海市主要交通路口的CO和HC的日平均濃度分別到達6.54mg/m3和0.66mg/m3。 二、大氣污染物的種類及其性質 大氣污染物主要有氣態污染物(如二氧化硫和一氧

5、化碳)與顆粒態污染物(如煙塵、飛灰、氣霧)，其中顆粒分為液體和固體兩種，以固體顆粒污染物為主,如粉塵、煙、飛灰、黑煙等，液體顆粒污染物如水霧、油霧、堿霧、酸霧等。1，氣態污染物種類及其性質 氣態的污染物是以分子形狀存在的污染物。最重要的氣態污染物有：碳氧化物(一氧化碳、二氧化碳)、硫氧化物(硫化氫、二氧化硫、三氧化硫)、氮氧化物(一氧化氮、二氧化氮)和碳氫化合物，臭氧也應該列入，由于它對大氣有潛在的影響。 大氣污染物的濃度通常表示成每立方米多少微克，以及ppm。在25、760 mmHg(1大氣壓下)，ppm和g/m3的換算公式是：1ppm=1體積的污染物/106體積的氣體(污染物空氣)。表1

6、主要空氣污染物及其特性與危害性稱號分子式重要特性危害性二氧化硫無色，劇烈的窒息氣味，極易溶于水構成亞硫酸危害作物生長；腐蝕資料；毒害人體，如呵斥鼻炎、咽喉炎、嗅覺妨礙，嚴重時導致肺炎和窒息等。構成酸雨，破壞土壤和水體環境及生態。三氧化硫溶于水構成硫酸具有劇烈的腐蝕性；在大氣中遇水成為硫酸酸霧，構成酸雨，導致植物枯死。硫化氫濃度低時有腐蛋味，濃度高時無味刺激眼睛和呼吸道，濃度高時使人中毒死亡二氧化氮無色，相對惰性，在熄滅中不會產生，常在隔絕空氣的瓶中用作載體刺激呼吸器官，導致咳嗽、頭疼等，嚴重時死亡。引發光化學煙霧。一氧化氮無色氣體引發光化學煙霧。二氧化氮橙色或棕色氣體光化學煙霧組成中的主要成分

7、一氧化碳不完全熄滅的產物，無色無味氣體CO與血紅蛋白結合，導致缺氧、窒息；長期呼吸含低濃度的CO，呵斥慢性中毒。二氧化碳無色，無味氣體完全熄滅產生，能夠會影響全球的氣候臭氧危害作物和財富，主要產生于光化學煙霧構成的氣候碳氫化合物對人體的危害主要是呵斥呼吸道和皮膚疾病，如皮炎、呼吸道和眼睛的炎癥，以及頭暈、乏力、咳嗽等。具有致癌作用。引發光化學煙霧。鉛乏力、慘白、頭疼、食欲不振煙塵及粉塵呼吸道病癥、塵肺、肺氣腫等。 2， 顆粒態污染物的種類及其性質 顆粒態污染物的分類如下：(1)塵埃：a,直接由正在傳送或處置的物質上帶走的固體顆粒如煤、灰和水泥；b，直接從正在機械加工的原資料上分發的固體物質，如

8、木材廠的木屑。c，那些用于機械加工的傳送資料如噴砂和砂磨中的砂，從稻谷傳送機和煤清洗工廠發生的灰塵也歸于這類。塵埃中含有相對大的顆粒，如水泥塵埃大約粒徑為100 m。(2)煙塵：一種固體顆粒，通常是金屬的氧化物，在升華、蒸餾和煅燒或化學反響過程中由蒸汽冷凝而成，如鋅和鋁氧化物于高溫過程中揮發的金屬冷凝和氧化，塵埃的粒徑很小，為0.030.3 m。(3)霧：經過蒸汽的冷凝或者化學反響所構成的液滴，如硫酸酸霧的構成。二氧化硫氣體變成液體是由于其露點為22，三氧化硫顆粒是吸濕性的，霧的直徑通常為0.53.0 m。(4)煙：由于含碳物質的不完全熄滅而構成的固體顆粒。空氣熄滅中，碳氫化合物、有機酸、二氧

9、化硫、二氧化氮也會產生，煙的粒徑大約為0.051 m。(5)水珠：由原始液體的霧化構成的液態顆粒。 三、大氣污染源 自然界和人類每天都向大氣中排放許多物質，都能夠是大氣的污染源。 自然界本身活動過程所產生的顆粒物質如植物花粉、真菌的孢子、森林起火產生的煙霧、火山迸發產生的塵埃以及風將裸露土壤的表層浮土吹起而導致灰塵和微生物細胞向大氣中轉移等，在一定情況下都有能夠成為污染大氣、危害人體安康的污染源。另外，自然界中由于微生物活動產生的硫化氫、氨氣、二氧化氮和甲烷以及二氧化碳也是大氣污染物的重要組成。 大氣的人為污染源主要有：居民生活(熄滅各種燃料)、工業消費、交通運輸三類，其中交通運輸具有挪動性的

10、特征。 由于人口添加、工農業消費的迅速開展等緣由，自二次世界大戰以來人類的活動成為大氣的重要污染源。可以說：大氣污染控制就是怎樣削減由于人類活動排放到大氣中的污染物量以及對排放的大氣污染物進展凈化。 工業消費過程中產生的主要大氣污染物有：二氧化硫：化石燃料的熄滅、火力發電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠等；排放大量二氧化硫將構成酸雨。通常無污染的降雨pH大約為5.6，但酸雨的pH可以降低到2甚至更低。低pH不僅影響水體中魚類的生存，也將導致重金屬的溶解釋放，加劇了問題的嚴重性。酸雨降落到附近的土壤，使得植物枯死。酸雨使得本來酸性的土壤更加不適用于作物的生長，從而成為不毛之地。氮氧化物：機動車

11、尾氣和化工消費中以及微生物發酵、農產品加工中都產生大量的氮氧化物。氮氧化物的污染危害性主要于二氧化氮，當二氧化氮參與大氣的光化學反響時，構成光化學煙霧。碳氫化合物：包括烷烴、烯烴、苯以及多環芳烴等，主要于石油化工業、有機合成工業。另外，作物生長過程中也向大氣中排放大量的甲烷，作物熄滅過程中產生大量的二氧化碳和煙霧等。污染危害性：許多碳氫化合物具有明顯的致癌性，如多環芳烴；碳氫化合物參與大氣的光化學反響，生成光化學煙霧。碳氧化物：屬于氣體污染物中排放量最大的一類污染物，排放源主要有燃料熄滅和機動車以及微生物對有機碳化合物的氧化分解等。其中，二氧化碳是“溫室效應氣體。重金屬：從汽車排放出來的尾氣含

12、有鉛顆粒。鉛的排放與含鉛汽油(運用四乙醚鉛作為防爆劑)有關。從運輸中來的氣體污染物包括一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物主要是由于趨軸箱、化油器和油箱的不完全熄滅及蒸發所產生的。氟化物：冶礦行業排放大量的氟化物、煙塵、粉塵、氯氣、氯化氫和鉛等污染物。生活、產業等活動產生惡臭物質成為大氣污染的一個新的和重要的來源。表2 幾種工業消費向大氣中排放的主要污染物行業工廠排放的主要污染物電力火力發電廠煙塵、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、苯并芘冶金鋼鐵廠有色金屬冶煉廠煉焦廠煙塵、二氧化硫、一氧化碳、氧化鐵塵、氧化錳塵粉塵(含各種重金屬)、二氧化硫煙塵、二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、酚類、苯、萘、烴類建材水泥廠水

13、泥塵、煙塵機械機械加工煙塵輕工造紙廠儀表廠燈泡廠煙塵、硫塵、硫化氫汞、氰化物煙塵、汞化工石油化工廠氮肥廠氯堿廠化學纖維廠合成橡膠廠農藥廠二氧化硫、硫化氫、氰化物、氮氧化物、氯化物、烴類煙塵、氮氧化物、一氧化碳、氨氣、硫酸酸霧氯氣、氯化氫、汞蒸汽煙塵、硫化氫、氨氣、二硫化碳、甲醇、丙酮等。丁間乙烯、苯乙烯、乙烯、異丁烯、異戊二烯、丙烯腈、二氯乙烷砷、汞、氯氣、農藥 環境空氣質量規范和大氣污染物綜合排放規范環境大氣質量規范表3 各項污染物的濃度限值(mg/Nm3)污染物稱號取值時間濃度限值一級規范二級規范三級規范二氧化硫SO2年平均日平均1小時平均0.020.050.150.060.150.500

14、.100.250.70總懸浮顆粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入顆粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25氮氧化物NOX年平均日平均1小時平均0.050.100.150.050.100.150.100.150.30二氧化氮NO2年平均日平均1小時平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.24大氣污染物綜合排放規范(排氣筒高度為15 m時的有組織排放，部分)表4-4 現有污染源大氣污染物綜合排放規范序號污染物最高允許排放濃度mg/Nm3最高允許排放速率(kg/h)一級二級三級1二氧化硫1200

15、(硫、二氧化硫和其它含硫化合物消費)1.63.04.12氮氧化物1700(硝酸、氮肥和火炸藥消費)0.470.911.43顆粒物22(碳黑塵、染料塵)禁排0.60.874氯化氫150禁排0.300.465鉻酸霧0.080禁排0.0090.0146硫酸霧1000(火炸藥廠)禁排1.82.87氟化物100(普鈣工業)禁排0.120.188氯氣*85禁排0.600.909鉛及其化合物0.90禁排0.0050.00710汞及其化合物0.015禁排0.000180.0002811鎘及其化合物1.0禁排0.0600.09012鈹及其化合物0.015禁排0.000130.0002013鎳及其化合物5.0禁排

16、0.180.2814錫及其化合物10禁排0.360.5515苯17禁排0.600.9016酚類115禁排0.120.1817氰化氫*2.3禁排0.180.2818硝基苯類20禁排0.0600.09019瀝青煙280(吹制瀝青)0.110.220.3420石棉塵20 禁排0.650.98*排放筒高度不低于25 m表4-5 新污染源大氣污染物綜合排放規范序號污染物最高允許排放濃度mg/Nm3最高允許排放速率(kg/h)二級三級1二氧化硫960(硫、二氧化硫和其它含硫化合物消費)2.63.52氮氧化物1400(硝酸、氮肥和火炸藥消費)0.771.23顆粒物18(碳黑塵、染料塵)0.510.744氯化

17、氫1000.260.395鉻酸霧0.0700.0080.0126硫酸霧430(火炸藥廠)1.52.47氟化物90(普鈣工業)0.100.158氯氣*650.520.789鉛及其化合物0.700.0040.00610汞及其化合物0.0120.000150.0002411鎘及其化合物0.850.0500.08012鈹及其化合物0.0120.000110.0002013鎳及其化合物4.30.150.2414錫及其化合物8.50.310.4715苯120.500.8016酚類1000.100.1517氰化氫*1.90.150.2418硝基苯類160.0500.08019瀝青煙140(吹制瀝青)0.18

18、0.2720石棉塵100.550.83污染物排入大氣后發生的物理和化學變化 正如廢水排放到天然水體中那樣，污染物排放到大氣后將發生一系列的物理和化學過程，主要是指污染物在大氣中的分散(稀釋)、沉降以及污染物和污染物之間、污染物與大氣中其它物質之間發生化學反響。這些物理和化學過程綜合的結果使得污染物的濃度發生改動，化學反響產生許多新的化學物質，這些過程能夠使得污染的危害性減弱，也有能夠使得污染的危害性加劇。同時由于大氣本身的特殊性(空間容量、雷電、物質組成等)，從而呵斥了污染物在大氣中變化過程的獨特性。另外，大氣不是微生物的良好生存場所，因此大氣中微生物對污染物的吸收和轉化作用也遠不及水體、土壤

19、環境。污染物在大氣中的分散和稀釋 大氣對污染物的稀釋分散是大氣環境容量的一個重要方面。在廢氣濃度較低、危害性相對較小或排放總量小的場所下，常用煙囪將廢氣或煙塵排放到一定高度的空中，使得污染物向更廣范圍進展分散，到達稀釋并降低污染危害的目的，這種做法是適用而且合理的。 廢氣或煙塵在煙囪中借助于煙囪對氣流的動力和廢氣本身的熱浮力的作用從煙囪口排出，進而繼續上升，然后在大氣中分散。廢氣或煙塵在大氣分散過程中，與周圍大氣發生能量交換和物質轉移，直到與周圍大氣的速度、溫度等根本相近時廢氣或煙塵便隨著大氣運動而浮沉和分散，最后與大氣融為一體。 廢氣或煙塵在大氣中的分散與許多要素有關，如廢氣或煙塵的性質(比

20、重、溫度)、氣候條件(風力、風向、氣溫、濕度)、煙囪高度等，其中氣候條件是最重要和難以人工控制的要素。 在大氣中分散，廢氣或煙塵在外觀上往往具有一定的幾何外形，此稱為煙羽。煙羽的外形通常有五種：波浪形、錐形、扇形、屋頂形、熏煙形，主要與氣候條件有關。圖1 煙羽外形污染物在大氣中的化學反響 大氣污染過程中，原污染物或初級污染物在大氣中往往由于一系列的化學反響而構成二次污染物。眾所周知的洛山磯光化學煙霧就是二次污染物構成的結果，如下表所示是光化學煙霧中的重要化學反響。NO2光 NOO (1)OO2 O3 (2)ONO NO2O2 (3)OHC HCO. (4)HCO.O2 HCO3. (5)HCO

21、3.HC 醛、酮等 (6)HCO3.NO HC2.NO2 (7)HCO3.O2 O3HCO2. (8)HCOx.NO2 過氧化硝酸鹽 (9) 上述反響的步驟闡明了在汽油和其它染料的熄滅過程中所構成并排放到大氣中的二氧化氮由于陽光的作用而產生了臭氧，臭氧就是二次污染物，它與碳氫化合物反響構成一系列的化合物，包括醛類、有機酸和環氧化合物。這樣，大氣就可以被看作為一個宏大的反響器，反響過程中不斷有新的污染物構成，使得污染情況越來越復雜。 大氣污染控制的根本原理和特點 與水污染控制類似，大氣污染控制的根本出發點也是提倡清潔消費、改革工藝技術和改造消費設備，盡快能地削減污染物的排放量。同樣，在污染物的排

22、放前也應該充分思索資源和能源的回收利用，如：廢氣或煙塵中有用物質的搜集和回用、廢熱的回用、酸性廢氣作為堿性廢水的中和藥劑等。在必需排放時，要采取相應的措施減少污染的危害性，詳細方法有：污染源位于居民區的下風向(與污水排放口設置在給水水源地下游一樣)；合理利用大氣的環境容量和自凈才干，建造煙囪(好像污水的排放口)實行高空排放；在污染源進展廢氣及煙塵的處置，使其到達一定要求后再排放等。就技術原理來說，廢氣或煙塵的處置與凈化過程中廣泛運用到物理方法(如分散稀釋、沉淀、離心、阻隔、吸收)、化學方法(如熄滅、催化氧化)、物理化學方法(如吸附)和生化方法(如生物濾池對廢氣的凈化)以及塵渣和污泥的妥善處置。

23、這些處置方法和凈化設備在工程運用中可以單獨運用，但往往是有機地組合成一個完好的處置工藝系統，這些方面與污水處置具有很大的共性。 與水污染控制不同，大氣污染控制具有許多獨特之處，表如今：污染物成分的特殊性；許多廢氣或煙塵的溫度較高；污染物在大氣中分散稀釋過程較在水體中更為復雜，同時受氣候要素的影響更為顯著；廢氣或煙塵的處置、凈化技術以及設備的選擇、設計和制造也與水污染控制有一定的差別。另外，交通運輸大氣污染的挪動性，也是大氣污染控制特殊性的一個方面。大氣污染控制技術與設備表6 大氣污染控制中的主要技術方法和設備：大氣污染控制技術物理法分別重力除塵、離心除塵、靜電除塵、過濾除塵、洗滌除塵；溶劑吸收

24、；物理吸附；換熱分散煙囪高空排放化學法分別化學吸附轉化熄滅、催化轉化生物法轉化一、污染物的分散稀釋 廢氣或煙塵中污染物在大氣中的稀釋分散受氣候條件(大氣穩定度、大氣溫度和濕度)、煙氣性質(比重、溫度、排出速度)以及妨礙物情況所影響。 大氣處于穩定形狀時，污染物不易稀釋分散，污染物會積聚在地面呵斥污染；大氣處于不穩定形狀時，污染物易于稀釋分散，污染物對地面的影響得以緩減。對煙氣的大氣分散構成妨礙的主要有：山谷和街谷將導致煙氣中煙塵降落、地面濃度增高，加劇污染危害。因此，為發明良好的分散稀釋條件，設計中應使得因此高于200 m半徑范圍內的妨礙物5 m以上。煙囪有效高度的計算： h效h囪h動h浮 (

25、10)式中：h囪煙囪高度(m) h動煙氣動能引起的上升高度(m) h浮煙氣浮力引起的上升高度(m)最大落地濃度和間隔 的計算： C最大 = 0.23.Q.Cz (10) V風.h效2.Cy X最大(h效/Cz)2/(2n) (11)式中：C最大最大落地濃度(g/m3) X最大最大落地濃度處距煙囪的間隔 (m) Q污染物排放量(g/s) Cz、Cy程度和垂直方向上的分散系數 V風平均風速(m/s) n隨大氣穩定性而變的薩頓分散系數二、污染物的分別1，除塵 除塵技術，更廣義地說是非均相分別技術，它涉及粉塵的捕集、凈化、回收等問題。 許多煙氣中含有固體顆粒狀污染物，運用除塵設備將它們從煙氣中分別出來

26、，到達凈化煙氣、減少排放量的目的。 除塵設備按其起作用的技術原理劃分主要有：重力除塵設備、離心除塵設備、慣性除塵設備、洗滌除塵設備、阻隔除塵設備、靜電除塵設備等。重力除塵設備 重力除塵設備類似于污水處置中的沉淀池(如圖2所示)，其中心部分是重力沉降室，按氣流方向分為：平流式沉降室和垂直式沉降室兩種。煙氣中的固體顆粒物由于比重相對較大，在重力沉降過程中逐漸與煙氣主體別分開來，并沉淀到除塵設備的塵斗。 影響顆粒物重力沉降分別效率的要素主要有：煙氣的過流速度、顆粒的大小和比重、布氣效果等。煙氣過流速度越小，那么除塵效率越高，但過流速度太小那么除塵設備的長度太大，投資費用增高。普通控制煙氣過流速度為1

27、2m/s，除塵效率為4060。除塵設備的進氣和出氣口要留意防止氣流的短流和偏流問題，必要時安裝氣流分布板，并控制設備的總阻力損失為50130Pa為適宜。與污水處置的沉淀池類似，有時在重力沉降室的高度上添加幾塊程度隔板，以提高煙氣過流量和除塵效率。特點：構造簡單、投資少、壓力損失小(50150Pa)，維修管理容易；體積大、效率低，適用于除去100 m以上的塵粒，普通作為預處置設備。圖2 含塵煙氣的重力沉降室表示圖Lu0含塵煙氣 v H 除塵氣體離心除塵設備 經過煙氣在設備中的回轉呵斥離心力場，塵粒由于離心力聚集在除塵器內壁，并在重力作用下沉降到灰斗，氣流在除塵器中心構成內渦旋，從而將塵粒從煙氣中

28、分別出來，又稱為離心除塵器、旋風除塵器。 如圖3所示是通用型離心除塵器內氣流形狀。圖3 通用型離心除塵器內氣流形狀 離心除塵器具有構造簡單、造價較低、沒有運動部件等特點，適用于去除粒徑為10微 m以上的塵粒，許多情況下是作為預除塵安裝出現的，除塵效率為70以上，壓力損失為5001500Pa，設備的入口速度為812m/s左右。適當添加筒體高度、較小筒體直徑都有利于提高除塵效率(添加氣流在圓筒內的旋轉圈數和強化離心力場)，但直徑過小，那么除塵容易逃逸，高度太大，阻力損失加大。普通筒體總高度(包括灰斗)為直徑的5倍為宜。離心除塵器的卸灰部分應保證嚴密無縫(保證灰斗部分處于負壓形狀)，否那么將嚴重影響

29、除塵效率(灰都中塵粒被氣流重新帶走)。留意及時排灰。適當提高進氣速度：防止細、軟、潮、粘的顆粒在除塵器內壁結塊，降低除塵效率、添加阻力損失。(3)慣性除塵設備：使含塵煙氣急劇改動氣流風向，塵粒由于慣性力而偏離流線(塵粒的慣性力對于氣流的慣性力)并撞擊在擋板上，實現塵粒與氣流分別的一種除塵設備。主要有彎管式、百葉窗式和多層填料隔板式三種，如以下圖4所示是各種慣性除塵設備的任務原理表示圖。圖4 慣性除塵器任務原理 碰撞即為阻力損失，故這種除塵設備的壓力損失較大，為2001000Pa(取決于設備型式)，但除塵效率較高，為5070。在實踐運用中，這種設備普通作為預處置設備，用來分別較大、較重的顆粒，對

30、25微 m以上的塵粒除塵效率為6585。對于粘結性和纖維性粉塵，由于堵塞不宜運用慣性除塵器。(4)濕式除塵設備：在濕式除塵器中水與含塵氣體的接觸有三種方式，即：水滴、水膜和氣泡，運用濕法除塵的前提條件是粉塵的親水性好。 濕式除塵器型式包括噴淋式水流自上向下噴成霧狀，塵粒和液滴之間的碰撞、攔截和凝聚等作用使得塵粒隨液滴降落下來、旋風式(又稱為水膜式除塵器，水流經噴嘴沿切線方向在圓筒內壁構成薄膜，含塵煙氣也沿切線進入圓筒，但兩種流體的方向相反，塵粒在離心力作用下緊貼筒壁運動并被水膜粘附，從煙氣中分別出來)。 濕式除塵器的特點：除塵的同時也能去除廢氣中氣態污染物；捕集的粉塵不會產生飛揚；設備構造簡單

31、、阻力小(噴淋式和旋風式)、操作方便；可以處置高濕和有爆炸危險的氣體。缺陷是設備龐大、效率較低，對高溫煙氣中的熱能不能進展回收利用，呵斥能源的浪費，并且洗滌除塵后排放大量的含塵污水，需求進展妥善處置；設備腐蝕問題和冬季防凍問題。 濕式除塵器的除塵效率：阻力損失為250500Pa，停留時間為2030s，對10 m以上的塵粒除塵效率為70左右。 如圖5、圖6所示是噴淋除塵器和濕式旋風水膜除塵器的構造和構造原理。圖5 噴淋除塵器構造和任務原理圖6 濕式旋風水膜除塵器構造和任務原理 在工業污染治理中，可以運用某些工業廢水作為旋風水膜除塵器的洗滌介質，到達以廢治廢的目的。如某印染廠采用堿性精煉廢水作為洗

32、滌介質對鍋爐廢氣進展消煙除塵處置，煙氣流量為2104 m3，廢水流量為50 T/d，除塵率到達85以上，同時對廢水起到了預調理(降低pH)和預處置(降低COD)作用。 進氣速度為15m/s以上，阻力損失為5001500Pa，對1 m以上塵粒除塵效率為8899)、水浴式、泡沫式、填料式、放射式等。可以將粒徑為0.120 m的液體或固體粒子從氣流中去除，同時可以去除氣流中的溶解性氣態污染物。表7 各種濕式除塵器的比較類型設備比較噴霧接觸型噴淋塔用霧化噴嘴將液體霧化成細小液滴，氣體是延續相，與之逆流運動。阻力損失小，液體耗費多，適用于去除幾 m以上的微粒。放射洗滌器高壓噴嘴霧化，氣液同向流，阻力損失

33、大，適用于去除1 m以上的微粒。離心洗滌器將離心分別與濕式除塵結合起來，可捕集1 m以上的微粒，阻力損失中等。氣體霧化型文丘里管洗滌器運用高速氣流吸入液體并霧化成細小液滴，適用于齲齒1 m以下的微粒和粘性粉塵。液膜型填料塔設置填料使得液體構成大面積的液膜，提高兩相接觸效果，適用于去除幾 m以上的微粒。進氣濃度太高將導致填料堵塞。湍流塔填料為塑料球、玻璃球或卵石球，氣流可以將球浮動起來，液體從上下雙向噴入床層，兩相接觸強度高，適用于去除1 m左右的微粒，阻力損失大。鼓泡接觸型泡沫洗滌器篩板上堅持一定高度的液體層，氣流由下向上經過液層構成泡沫沖擊泡沫洗滌器氣體鼓泡后又沖擊到上面擋板上，兩相接觸強度

34、高，適用于去除1 m以上的微粒，離子損失較小。表8 各種濕式除塵設備的根本運轉參數稱號根本流速m/s液氣比 cm3/m3壓力損失Pa除塵效率噴淋式0.122310050070旋風式15500.51.5100015009095水浴式10201100015008095泡沫式515135008009599填料式0.512350025008590文氏管式60900.31.53000800099放射式102010501000200090表9 濕式旋風水膜除塵器的除塵效果除塵對象粉塵粒徑(m)進口濃度(g/N m3)出口濃度(g/N m3)除塵效率(%)鍋爐飛灰2.51.125.90.0460.10688

35、98.8鐵灰石焦炭飛灰0.5206.9550.0690.18499石灰窯飛灰12517.70.57697鉛反射爐煙氣0.521.154.60.0530.0929598表10 濕式文丘里管除塵器的除塵效果除塵對象進口濃度(g/N m3)出口濃度(g/N m3)除塵效率(%)炭黑7.680.1298.44石灰窯石灰和氧化鈉塵粒160.04599.09氧化鋁消費硅鋁粉2.00.00599.75(5)阻隔除塵設備：又稱為過濾式除塵設備，其根本任務原理與污水的過濾凈化和污泥的過濾脫水根本類似。按照過濾介質的根本型式分，阻隔除塵設備主要有兩種：布袋除塵器和顆粒層除塵器。 含塵煙氣在經過多孔介質時被截留、較

36、大塵粒由于碰撞而被捕集、塵粒靜電吸附(氣流、介質和塵粒摩擦生電)。隨著除塵的進展，介質外表積聚的塵粒越來越多，阻力損失越來越大，但除塵效率也越來越高。在實踐運用中過濾資料可以制成袋、筒、抽屜、管狀、平板等型式。如以下圖7是濾筒式除塵器的濾筒構造及其任務表示圖。圖7 濾筒式除塵器及其濾筒構造 濾筒式除塵器的起始阻力損失為250400Pa、終了的阻力損失為12501500Pa，對細小粉塵(1-5 m)以上的粉塵除塵效率為99.99。a,布袋除塵器：在袋時除塵器中，濾袋可以做成多種外形，如扁袋式、抽屜式、濾筒式等，其中布袋除塵器中以扁袋除塵器運用最廣泛，它具有除塵效果好，處置才干大的優點。圖8 扁袋

37、式除塵器的任務原理表示圖 出氣 進氣 過濾時滑動門封鎖 圖9 除塵布袋構造圖9 除塵抽屜構造 袋式濾料通常是由合成纖維(聚氯乙烯、尼龍、滌綸、聚丙烯、聚酯等)、天然纖維(棉布和紙等)或玻璃纖維織成的布或氈，濾料性能的要求：容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低，運用壽命長、耐溫、耐磨、機械強度高等。普通地，在煙氣溫度低于120，并要求具有耐酸性和耐久性場所，常選用滌綸絨布和滌綸針刺氈，針刺氈的容塵量大、效率高、阻力小，但清灰較難、必需及時清灰；在塵粒高溫煙氣(250表11 工業滌綸絨布的根本性能濾布構造斷裂強度(kg f)曲磨次數(次)平磨次數(次)過濾氣速(m/min)在下限時的阻力損失(Pa)

38、除塵效率()織物組織經線緯線經向緯向經向緯向雙層7/3斜紋20s/2地緯20s/2絨8s231.7104.812165911022374999.50 煙氣經過布袋的速度控制在0.52 m/min，對于0.1微 m的塵粒除塵效率可到達99以上，阻力損失為10001500Pa。在袋式除塵器任務時，除塵主要靠粉塵初層起作用，因此清灰不能破壞濾布外表的粉塵初層，否那么呵斥除塵效果的下降。例如，對粒徑為0.10.5m的微粒，剛清灰后的濾袋其除塵效率僅為90左右，而構成粉塵初層后除塵效率到達9以上。對于高溫、高濕度、粘性的煙氣普通不宜采用袋式除塵器進展除塵。 實踐上多數袋式除塵器是按照其清灰方式來命名的，

39、如機械振打式、低壓氣流反吹式、緊縮空氣正吹、脈沖噴吹式(利用47atm的緊縮空氣的脈沖產生沖擊波使得濾袋振動導致粉塵層零落，脈沖周期普通為60s，控制參數有緊縮空氣壓力、脈沖頻率和時間、清灰次序等)、低頻聲波式，如圖10所示。圖10 各種除塵袋的清灰方式 (e)脈沖噴吹(f)低頻聲波表12 LSB35型順噴脈沖袋式除塵器的主要技術參數進氣濃度(g/m3)過濾速度(m/min)處置才干(m3/h)噴吹壓力(105Pa)除塵效率(%)阻力損失(Pa)過濾面積(m2)濾袋數量(條)濾袋規格(mm)脈沖閥個數(個)32025396099004799.55001200333512025005b,顆粒層除

40、塵器：以石英砂粒或其它顆粒介質(硅石、焦炭等)來分別煙氣中的塵粒。顆粒粒徑為25 mm，顆粒層高度為100200mm，煙氣過流速度為0.12 m/s，效率為99左右，阻力損失為8001300 Pa。顆粒層除塵器通常有如下型式：振動反吹清灰型、交叉流碎石挪動床型、耙式顆粒過濾型(清灰時，靠梳耙將含塵顆粒層攪動，以便于將阻留的粉塵吹走)和沸騰式顆粒過濾型。顆粒層除塵器在清灰時，反吹空氣以一定速度和壓力從顆粒層下部經過氣流分布板鼓入，使得顆粒層呈流化形狀，粉塵因碰撞、摩擦而零落，被氣流帶走，進入一級除塵器搜集。顆粒層除塵器具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕，抗沖擊，功率介質費用低廉來源廣等優點，但再生較為困

41、難，同時對微細粉塵的捕集效率還不高。另外，需定期停風進展反吹，不能延續任務，因此往往多臺并聯運轉，輪番進展除塵和反吹。 高溫煙氣的除塵稱為近年來過濾除塵技術的研討與運用熱點，常用的耐高溫過濾資料有：金屬纖維，普通用于650左右的煙氣除塵，如美國Memtec公司用316、316L等資料消費的Fibermet金屬纖維濾管可用到650，比利時研制的Fecralloy纖維任務溫度甚至可達1000，除塵效率為99.999以上，德國Plansee公司開發用鉻粉和鉬粉燒結成多孔金屬濾管也可用于1000以上的煙氣除塵；陶瓷管、陶瓷纖維，可抗700以上高溫，能到達較高的除塵效率，出口濃度10mg/Nm3，目前國

42、外以真空成型陶瓷纖維管(剛性)和陶瓷編織袋開展較快，可耐溫8001000，如德國的Babcock公司試管式陶瓷過濾器內裝60根濾管用于PFBC安裝中。但由于過濾器元件易損、易裂，除塵器的構造上銜接困難、價錢高，因此國外也還處于實驗階段，離廣泛的工業運用尚有一定間隔 。 覆膜濾料除塵器：外表極其光滑靠微孔篩濾的原理，除塵效率高，對極細的粉塵也非常有效，粉塵剝離性好，膜的憎水性使得潮濕的粘性粉塵也難以粘附。在瀝青焦冷卻器煙氣、石灰窯煙氣等的凈化中勝利運用，處理了多年來在煙氣中水分多、粉塵粘性大、粉塵濃度高等引起的結露、糊袋和阻力升高的問題。 波紋滾筒除塵器：高效、低阻的節能型產品，過濾面積為濾袋的

43、過濾面積為普通的3040倍，除塵器阻力較高及體積較大。即使降低過濾風速、降低運轉阻力，除塵器的體積和占地面積也大大縮減。 上海化工研討院近年來開發出全濾餅式過濾除塵器，在這種除塵器中不銹鋼濾材僅僅起到一個支撐濾餅的骨架作用，利用可編程序控制使得除塵器系一致直維持一個最正確的濾餅厚度對粉塵進展高效除塵。特點為：耐高溫，采用特種不銹鋼過濾資料，可以耐受600以上高溫；超高效，控制最優的濾餅厚度，除塵效率可以調理；適用于粘性強和吸濕性強的粉塵處置，不易結霧和堵塞；零壓清灰，采用振打清灰或聲波清灰，清灰效果好；阻力損失低；維修率低；價錢低，過濾速度提高后價錢與扁袋相近。高溫外表過濾除塵器另一關鍵技術是

44、開發了大通量的程控高溫煙氣換向閥。圖11 全濾餅式過濾除塵器系統表示圖 高溫煙氣進入 Bn B1 B1 An A2 A1 Bn B1 B1 An A2 A1 凈化氣出口 (6)靜電除塵設備：工業規模的靜電除塵器與1907年在美國加州誕生。在靜電除塵器中，以金屬筒體作為一個電極(集塵極)，在其內部懸掛許多根金屬線作為另一極(電暈線)。電源輸出36萬伏直流或脈沖電壓在兩極之間構成高壓電場，在高壓電場中煙氣發生電離，氣流中塵粒由于帶負電荷在電場中向正極(集塵電極)作定向運動從而與煙氣主體相分別，到達除塵目的。靜電除塵器有電源控制箱、升壓變壓器和整流器等組成。與其它除塵器相比，靜電除塵器對細小粉塵的除

45、塵效率高(99)，壓力損失小(200500Pa)，處置煙氣的流量大，但一次性投資、構造復雜、耗用鋼材較多、占地大。另外，靜電除塵效率受粉塵的比電阻影響較大：當粉塵的比電阻1012時，靜電除塵遭到干擾。另外，靜電除塵器在高溫下難以維持穩定的電暈，加之對粉塵的比電阻和氣體成分等性質的敏感性及電極的腐蝕問題，因此不適用于較高溫度。靜電除塵過程中，粉塵將聚集在電極上，必需及時去除，否那么將嚴重影響電流的大小和均勻度。電極的清潔方法：電磁振打或錘式振打清灰，振打必需留意振打強度和頻率，既到達清灰目的，又不至于使得粉塵重新飛揚。靜電除塵器類型很多：其中按照電極的外形劃分有板式、管式和棒式三種；按電源類型劃

46、分為交流電式和直流電式兩種；按照除塵器內煙氣流向有臥式和立式；按照電極清灰方式有干式和濕式；按照電暈極性有正電暈型和負電暈型；按電暈區與收塵區的關系分為合建式和分建是兩種。表13 靜電除塵器的影響要素和影響情況影響要素影響情況粉塵比電阻粉塵比電阻是衡量粉塵導電性能的重要目的。比電阻超越臨界值(1010)時，電暈電流經過粉塵會遭到限制，影響塵粒荷電量、荷電率和電場強度，導致除塵效率下降。其中，粉塵比電阻超越51010后，導電性極差、難以捕集，當粉塵到達集塵極后很難放出，粉塵層與極板之間構成的新電場嚴重妨礙了后續粉塵在電極上的富集，最終構成反電暈景象，除塵器無法任務。煙氣溫度煙氣溫度與粉塵比電阻成

47、反比、與粉塵的粘滯性成正比。降低煙氣溫度有利于提高除塵效率。煙氣濕度煙氣濕度越大，吸收或凝結在粉塵外表上的水分越多，那么粉塵導電性越好，除塵效率越高。煙氣流速添加煙氣流速導致除塵效率下降；煙氣流速較低時，驅進速度隨煙氣流速的添加而提高，直接影響除塵器的處置流量。粉塵濃度粉塵濃度超越一定程度后，由于電暈區構成的離子吸附在粉塵上導致電暈閉塞，除塵效率下降。粉塵粒徑粉塵粒徑與其驅進速度有關，荷電粉塵的除塵速度與粒徑成正比。在高濃度粉塵中，假設細小粉塵太多將導致電暈閉塞。表14 各種除塵器適用的場所及其特點除塵器能夠捕集的微粒粒徑分為(m)除塵效率(%)初投資運轉費重力除塵器1001000095119119909511911990971251259095119119甲苯回收與凈化 投資(萬元) 凈化率(%) 回收量(噸/年) 回收價值(萬元/年)30006888022698852