大气污染控制工程复习总结

◆第一章绪论◆大气污染的分类◆根据大气污染影响范围◆①局部地区污染◆②地区性污染◆③广域性污染◆④全球（或国际性）性污染。◆根据能源性质、大气污染物组成和反应分类◆煤烟型（还原型）污染◆石油型（交通型或氧化型）③混合型污染。④特殊型污染.◆大气污染形成具备的条件：◆（1）大气污染源◆（2）大气作用◆（3）复杂地形◆（4）受害对象。◆全球大气环境问题◆全球变暖◆臭氧层破坏空中◆酸雨◆大气污染物按存在状态，可以分为气溶胶状态污染物和气态污染物.◆气溶胶状态污染物（颗粒物）◆粉尘烟飞灰黑烟雾霾◆气体状态污染物包括一次污染物和二次污染物。大气污染物的来源：天然源人为源1第一章概论1.大气污染:系指由于人类的活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康生活或危害了生态环境。2.全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。3.大气污染分类按影响范围:局城性污染、广域性污染、全球性污染、地区性污染按污染特征分类：煤炭型污染、石油型污染、混合型污染、特殊型污染按污染物的化学性质分类：还原型、氧化型按存在状态分为：气溶胶状态污染物（粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾、雾），气体状态污染物（以二氧化硫为主的含S化合物、以NO为主的含N化合物、碳的氧化物、有机化合物、卤素化合物）4.大气污染源的分类污染源存在的形式:固定污染源和移动污染源污染物排放的方式:高架源和地面源。污染源的几何形状:点源、面源和线源污染物排放的时间:连续源、间断源、瞬时源人类社会活动功能:工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等5.一次污染物：直接从污染源排入大气的各种气体、颗粒物质等。二次污染物：某些一次污染物在大气中与其他化学物结合而发生化学反应产生的新的污染物。6.颗粒物：悬浮在大气中的微粒之统称。降尘：粒径10微米的固体颗粒物。飘尘：粒径10微米的固体颗粒物。第二章燃料与大气污染1.煤的分类：褐煤、烟煤、无烟煤2.燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。P293.煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。4.灰分：是煤中不可燃矿物物质的总称。5.元素分析：是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。P316.煤中含有硫的形态（四种）：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫。7.煤的成分表示方法中常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。8.燃料完全燃烧的条件为：空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。9.燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。P3910.燃料燃烧的理论空气量:单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。12.空燃比（AF）：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。P42（空燃比为无量纲）13、燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失14、理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积。15、过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。空气过剩系数为：a=M——过剩空气中O2的过剩系数设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示，假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为理论需氧量：0.264N2P-O2P所以（燃烧完全时）若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2此时各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。标况下烟气量计算式：污染物排放量的计算（例题、习题）第三章污染气象学基础知识大气层可分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层1.干绝热垂直递减率（干绝热直减率）:干气块（包括未（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。以γd表示。2、逆温：温度随高度的增加而增加。逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。3.辐射逆温由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。[以冬季最强]下沉逆温：由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温成为下沉逆温。4.五种典型烟流和大气稳定度（1）波浪型r＞rd很不稳定（2）锥型：r=rd中性或稳定（3）扇型：r＜rd稳定（4）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：r＞rd不稳定;在排出下方；，r＜rd，大气处于稳定状态。（5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：r＜rd，大气处于稳定状态；第五章颗粒污染物控制技术基础1.定向面积等分直径：各种颗粒在投影图中按同一方向将颗粒面积二等分的线段长度。2.斯托克斯直径：为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。3.空气动力学当量直径：为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球的直径。4.个数频率：为间隔中的颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。5.个数筛下累积频率：为小于间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比。6.个数筛下累积频率：为大于间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比。7.粉尘的物理性质包括：密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、粘附性、自然性和爆炸性。安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，一般为35°～55°。滑动角：系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。P146（粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。）粉尘的比电阻：粉尘的导电性通常用电阻率表示。高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低。8.颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。9.评价净化装置性能的指标包括技术指标和经济指标两方面。技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素10.分级效率：系指除尘装置对某一粒径或粒径间隔内粉尘的除尘效率。第六章除尘装置1.从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备成为除尘装置或除尘器。根据主要除尘机理，可分为1.机械除尘器2.电除尘器3.袋式除尘器4.湿式除尘器2.机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。3.旋风除尘器的基本原理？旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。4.旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。缺点：效率80%左右，捕集5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。5.普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。6.影响旋风除尘器效率的因素：二次效应（避免措施-锁气器）、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量。7.旋风除尘器按进气方式分为：切向进入式、轴向进入式。按气流组织分：回流式，直流式，平旋式和旋流式。8.旋风除尘器的结构形式：切向进气方式——直入式和蜗壳式多管旋风除尘器（直流式旋风子并联）。9.旋风除尘器的设计原则▼D在（150～1000）mm范围内取值；▼类型系数K在（0.07～0.30）之间，一般a/b=1～4；▼为防止粒子短路漏到出口管，和≤s，其中s为排气管插入深度；▼为避免过高的压力损失，b≥(D-de)/2▼为保持涡流的终端在锥体内部，(H+L)≥3D；▼为利于粉尘易于滑动，锥角＝7°～8°；▼为获得最大的除尘效率10.重力沉降室的结构和原理重力沉降室是通过重力作用使粉尘从气流中沉降分离的除尘装置。含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。重力沉降室分为（1）层流式（2）湍流式。重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小，维修管理容易。缺点：体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。电除尘器机理：电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，使尘粒子从含尘气体中分离出来的装置。电除尘与一切机械方法的区别在于分离力直接作用在尘粒子上，使粒子与气体分离的力，而不是作用在整个粉尘气体上。电除尘器主要优点：1、压力损失小，ΔP=200～500Pa2、处理烟气量大，可达105-106m3/h3、能耗低，约0.2-0.4kWh/(1000m3)4、对细粉尘有很高的捕集率，可高于99%5、可在高温或强腐蚀性气体下操作。电除尘的性能缺点除尘器的主要缺点是设备庞大，消耗钢材多，初投资大，要求安装和运行管理技术较高，故目前我国电除尘的应用还不太普遍。电除尘的工作原理两电极间加一电压。一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流），高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上的电荷互相作用的电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层。当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将沉集的粉尘层清除掉落入灰斗中。电除尘过程：（1）放电（2）荷电；（3）迁移（4）清灰。电晕放电：在电晕中产生离子的主要机制是由于气体中的自由电子从电场中获得能量，和气体分子激烈碰撞，是电子脱离气体分子，结果产生带阳电荷的气体离子并增加了自由电子，这种现象称为电离。在曲率很大的表面（如一尖端或一根细线）和一根管子或一块板之间有电位差，则能形成非均匀电场而产生电晕放电。电除尘中所采用的单极性电晕是在放电电极和收尘电极间形成的稳定的自发发生的气体放电，电离过程局限在放电电极邻近的强电场中的辉光区或邻近辉光区的地方。影响电晕特性的因素1、电极的形状、电极间距离；2、粉尘的浓度、粒度、比电阻；3、气体组成的影响；4、温度和压力的影响。增加电压—电流特性方法改变电荷载体的有效迁移率，从而改变电压—电流特性。1、温度，场强不变，减小气体密度；2、气体密度，场强不变，提高温度；3、温度，气体密度不变，增大场强。粉尘荷电电除尘过程的基本要求就是：相同条件下荷电速度快，荷电量大。粒子荷电种类1、离子在电场力作用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，d0.5um为主，称为电场荷电；2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，d0.15为主，称为扩散荷电；3、场电荷和扩散电荷的综合作用。影响荷电时间的因素1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短；2、不规