化学方法减轻雾霾污染的研究

环境工程研究进展论文论文题目化学方法减轻雾霾污染的研究姓名王杰学号3403110328班级环工1103班专业环境工程学院环境学院指导老师李磊老师完成时间2014年4月环境工程研究进展论文1化学方法减轻雾霾污染的研究摘要：前三年，北京的PM10降到了最低，但是经常出现雾霾。PM2.5主要集中在早晨和下午，汽车排放源已经成为主要污染源。过年禁止燃放烟花使得颗粒物浓度降到最低。与此同时，广州的雾霾也越来越严重，空气中长期悬浮着无数的黑炭，粉尘等颗粒物。使空气质量恶化，诱发呼吸道疾病，使生物气溶胶更加活跃传染病增多，影响植物的光合作用。表明城市大气污染治理方法需要完善，设计要可行、科学，规划要合理以及适用的治理雾霾的技术才能达到和谐环境。关键词：雾霾成因，吸附技术，化学方法,雾霾治理Abstract:Thefirstthreeyears,BeijingPM10hasfallentothelowest,butoftenappearhaze.Chemicalmethodsmainlyconcentratedinthemorningandafternoon,automobileemissionsourcehasbecomethemainpollutionsources.ChineseNewYearbanonfireworksmaketheparticleconcentrationtoaminimum.Haze,atthesametime,guangzhouisbecomingmoreandmoreserious,long-termairsuspensionwithamyriadofblackcarbon,dustandotherparticles.Worsenairquality,inducerespiratorydisease,makemoreactiveinfectiousdiseasesincreased,biologicalaerosolsaffectthephotosynthesisofplants.Showthatneedtoimprovetheurbanairpollutioncontrolmethods,designisfeasible,scientific,planningmorereasonableandapplicablemanagementfogtechnologytoachieveaharmoniousenvironment.Keywords:Hazeformation,adsorptiontechnology,Chemicalmethods,Hazegovernance环境工程研究进展论文2目录导言....................................................11、雾霾污染的现状.......................................12、雾霾污染的特点.......................................12.1污染的范围广2.2污染的时间长2.3污染的集中性2.4污染的危害大3、雾霾形成的原因及分析.................................13.1主观因素分析3.2客观因素分析4、雾霾的化学方法治理技术...............................14.1气相反应法4.1.1选择性催化还原法（SCR）4.1.2选择性非催化还原法（SNCR）4.2等离子体活化法4.2.1电子束法4.2.2脉冲电晕等离子法环境工程研究进展论文34.3固体吸附法4.3.1分子筛法4.3.2泥煤法4.3.3硅胶法4.3.4活性炭法4.4液体吸收法4.4.1水吸收法4.4.2稀硝酸吸收法4.4.3碱液吸收法4.4.4仲辛醇吸收法4.4.5氧化吸收法总结与展望...............................................1主要参考文献.............................................1导言近日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，环保部门数据显示，从东北到到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染。在这场遍及全国的雾霾中，北京污染尤甚。11日上午8时北京空气质量监测数据显示，无论城区、郊区还是交通环境评价点，其代表的全部区域被意味着最严重污染的“深褐色”覆盖，PM2.5指数达到340到446之间，属六级严重污环境工程研究进展论文4染。不仅北京的空气质量被称为“史上最脏”，小半个中国都脏兮兮的。在全国74个监测城市中，有33个城市的部分检测站点检测数据超过300，即空气质量达到了严重污染，北京甚至口罩兜售一空；多地的PM2.5濒临“爆表”，山东、湖北等省份的高速公路封闭，北京至武汉的动车被雾霾“拦停”……对此，外媒称这是“最严重雾霾”，“雾情令人窒息”；坏消息还上了新闻联播头条，罕见地就雾霾说了8分钟。1、雾霾污染的现状2013年10月底以来，从东北到京津冀鲁，再到长三角、长沙、柳州等地，雾霾侵蚀范围越发扩散，就连三亚也手外界污染物质的影响，一些市民出门也带上了口罩。而根据中国气象局发布的数据显示，2013年全国平均雾霾天数较常年同期偏多2.3天，是自1961年以来的52年里雾霾天数最多的一年；其中黑龙江、辽宁、河北等13省市均为历史同期最多。与此同时，“复旦大学通过研究老鼠的肺发现，新鲜的老鼠肺部在雾霾影响下，6天就变成‘黑肺’”“复旦大学公共卫生学院环境卫生教研室主任宋伟民教授说，PM2．5对肺的损伤一旦形成，几乎无逆转可能”等关于雾霾的谣言也甚嚣尘上。虽然有关方面及时辟谣，但这些谣言依然引起了人们对雾霾天气影响人体健康的担心甚至恐慌。2、雾霾污染的特点2.1污染的范围广从东北到京津冀鲁，再到长三角、长沙、柳州等地，雾霾侵蚀范围越发扩散，就连三亚也手外界污染物质的影响。2013年入冬后最大范围的雾霾污染，几乎涉及中东部所有地区。天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、浙江、上海等多地空气质量指数达到六级严重污染级别，使得京津冀与长三角雾霾连成片。首要污染物PM2.5浓度日度平均值超过150微克/立方米，部分地区达到300至500微克/立方米，其中上海市在12月6日污染达到600微克/立方米以上，局部至700微克/立方米以上。此次重霾污染最为严重的区域位于江苏中南部，南京市空气环境工程研究进展论文5质量连续5天严重污染、持续9天重度污染，12月3日11时的PM2.5瞬时浓度达到943微克/立方米。2.2污染的时间长“空气湿度大(如1月11日夜间空气相对湿度最大值为85%，通常只有20%-30%)，逆温层厚，进一步阻碍了空气垂直方向的对流输送，混合层高度低；空气大气污染物容量急剧减小，污染物‘横竖’都出不去，导致了局地和区域污染物的迅速积累，造成空气污染严重。”2.3污染的集中性雾霾为何集中于中东部地区，由于中东部地区污染物排放强度大，遭遇不利天气，造成雾霾集中出现，也表明产业布局过于集中雾霾最大面积一度超过150万平方公里，并且相对集中于我国中东部地区，反映了我国中东部排放强度高，产业布局过于集中的问题。最近几年，中东部一些地区燃煤总量持续增长，建筑面积也大幅增加。以北京为例，2005年国务院批准的北京市总体规划提出，2020年其人口总量要控制在1800万以内，而在去年底这个数字就突破了2000万，一些口径的统计甚至超过2300万。人口大量增加，直接带来能源的刚性需求。其他一些特大城市也出现了类似情况。“一旦人口增加，中心城市的污染排放更加集中，直接导致雾霾出现的区域更集中、污染程度更严重。”2.4污染的危害大“阴霾天气比香烟更易致癌。”中国工程院院士、广州呼吸疾病研究所所长钟南山曾在某论坛上指出，近30年来，我国公众吸烟率不断下降，但肺癌患病率却上升了4倍多。这可能与雾霾天增加有一定的关系。钟南山强调，浓雾缠绕、能见度非常低的天气会对人体健康产生影响。雾霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物。其中危害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，它能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。除了癌症，雾霾天还是心脏杀手。有研究表明，空气中污染物加重时，心血管病人的死亡率会增高。阴霾天中的颗粒污染物不仅环境工程研究进展论文6会引发心肌梗死，还会造成心肌缺血或损伤。雾霾笼罩时气压较低，空气中的含氧量有所下降，这时易感到胸闷。潮湿寒冷的雾和霾，还会造成冷刺激，导致血管痉挛、血压波动、心脏负荷加重等。同时，雾霾中的一些病原体会导致头痛，甚至诱发高血压、脑溢血等疾病。有心血管疾病的人，尤其年老体弱者，千万不要在雾霾天出门，以免发生意外。3、雾霾形成的原因及分析3.1主观因素分析污染物排放量大，主要来源是机动车、燃煤、工业污染和扬尘。空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增，污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低。实际上，家庭装修中也会产生粉尘“雾霾”，室内粉尘弥漫，不仅有害于工人与用户健康，增添清洁负担，粉尘严重时，还给装修工程带来诸多隐患。工厂制造出的二次污染。汽车尾气是主要的污染物排放，近年来城市的汽车越来越多，排放的汽车尾气是雾霾天气的一个因素。3.2客观因素分析1在水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边积累;大气空气气压低，空气不流动时主要因素。由于空气的不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。2垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。地面灰尘大，空气湿度低，地面的人和车流使灰尘搅动起来。环境工程研究进展论文74、雾霾的治理技术4.1气相反应法4.1.1选择性催化还原法（SCR）该法是在一定的温度和催化剂作用下，利用氨或烃做还原剂可选择性地将NOX还原为氮气和水的方法。此法对大气环境质量的影响不大，是目前脱硝效率较高，最为成熟，且应用最广的脱硝技术。SCR技术是还原剂（NH3）在催化剂的作用下，将烟气中NOx还原为氮气和水。“选择性”指氨有选择地将NOx进行还原的反应。催化反应温度在320℃~400℃。该技术无副产品，脱硝效率能达80~90％以上。4.1.2选择性非催化还原法是在900～1100℃温度范围内，无催化剂作用下，通过注入氨、尿素等化学还原剂还原剂可选择性地把烟气中的NOX还原为N2和H2O，达到去除的目的。在SNCR法中温度的控制是至关重要的。由于没有催化剂加速反应，故其操作温度高于SCR法。为避免NH3被氧化，温度又不宜过高。目前的趋势是以尿素代替NH3作还原剂。采用该方法一般可使NOX降低50%～60%。2.1.3混合型SNCR/SCR混合型SNCR/SCR方法是将选择性催化还原法于选择性非催化还原法联合起来使用的一种方法，此法前端温度在900～1100℃范围内，后端温度在320℃~400℃范围内。前段无催化剂，后段加装少量催化剂，主要由TiO2,V2O5,WO3组成。脱硝效率可达80%以上。4.2等离子体活化法4.2.1电子束法该法是在烟气中加入氨的情况下，利用电子加速器产生的高能电子束辐照烟气，将烟气中的SO2和NOX转化成硫酸铵和硝酸铵的一种烟气脱硫脱硝技术。环境工程研究进展论文84.2.2脉冲电晕等离子法脉冲电晕等离子法是靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体，产生高能电子。利用高能电子将烟气中SO2，NOX，H2O和O2等气体分子激活、电离、甚至裂解，产生强氧化性基团，如OH，HO，O，O3等，这些活性基团与SO2和NOX分子作用，生成SO3和NO2，在有氨注入的情况下，进一步