第1次课：概述、粉尘来源及危害

同学们:上午好!今天课程:除尘技术自我介绍姓名：余新明办公室：行政楼410联系电话：[phone]短号:66655主要研究方向：大气污染控制设备研制及其应用《除尘技术》课程的性质、教学目的与任务1.《除尘技术》是环境工程专业的主干专业课程之一，是大气污染控制工程的主要内容，主要涉及颗粒物（含液滴）处理技术。2.通过本课程的教学与课程设计，使学生掌握颗粒污染物控制的基本理论和技术方法；掌握常用除尘设备的净化机理、结构特点及适用条件，除尘系统的基本构成、除尘系统设计与管网计算、除尘系统的测定等有关内容。3.通过适量的习题和实践环节，使学生巩固所学知识，培养学生分析问题和解决问题的能力，能进行一般除尘系统设计。教材及建议参考书教材：郝吉明，马广大主编，大气污染控制工程（第二版）建议参考书:1.张殿印，张学义编著，除尘技术手册2.刘天齐主编，三废处理工程技术手册（废气卷）3.黎在时编著，电除尘器的选型安装与运行管理4.郝吉明主编，大气污染控制工程例题与习题集5.唐敬麟、张禄虎主编，除尘装置系统及设备设计选用手册6.谭天佑，梁凤珍编，工业通风除尘技术对学习本课程的基本要求1.出勤率高；2.上课认真听讲并做好必要记录；3.按时、独立完成作业。第一章概论一、几个常用的概念与技术术语1.大气污染物:排入大气并对人类和环境产生有害影响的物质。按存在状态可分两大类：①气溶胶（颗粒）污染物——本课程将要解决的主要问题；②气态污染物。2.气溶胶：沉降速度可以忽略的颗粒（包括小固体粒子、液滴，粒径为0.001-1000μm[1]）或其在气体介质中的悬浮体系。一、几个常用的技术概念与术语3.粉尘(dust)：粒径为1-200μm，可暂时悬浮于空气中的小固体粒子；主要由爆破、破碎、研磨、筛分、运输、火山喷发、地震等机械或自然过程产生。4.烟尘(fume)：小固体粒子，粒径为0.01-1μm，冶金或化学过程产生，可长时间悬浮于空气中。一、几个常用的技术概念与术语5.总悬浮颗粒物（TSP）：TotalSuspendedParticles——悬浮于空气中的空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物的总和；是评价空气质量的重要指标之一。6.可吸入颗粒物(PM10):InhalableParticles—悬浮于空气中的空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物的总和。一、几个常用的技术概念与术语7.呼吸性粉尘—劳动保护中的常用概念:对人体健康影响大指能进入肺泡区的微细粉尘。一般认为空气动力径在7μm以下的粉尘方可进入呼吸道深部；肺泡内沉积的粉尘大部分在5μm以下。据估计，进入肺腔粉尘粒度为0.01-0.1μm，其中大部分被呼出，约10%-50%将沉积在肺内。可见，呼吸性粉尘是引起尘肺职业病的主要原因，必须对作业场所空气中的呼吸性粉尘的含量严加控制，尤其是含二氧化矽、石棉高的金矿、石棉矿等。二、按粉尘颗粒大小分类及其主要特征⑴粗尘——粒径大于40μm，极易沉降，除尘简单；⑵细尘——粒径为10-40μm，肉眼可见，在静止空气中呈加速沉降，除尘容易；⑶微尘（也称为显微粉尘）——粒径为0.25-10μm，普通光学显微镜可见，在静止空气中呈等速沉降，除尘较难。⑷超微粉尘（也称为超显微粉尘）——粒径≤0.25μm，超倍显微镜或电子显微镜可见，可长时间悬浮于空气中随空气分子呈布朗运动，除尘很难。结论：粉尘越细越不容易沉降，除尘越困难。三、锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）大气污染物排放标准：对大气污染源的污染物排放浓度或数量所作的限制性规定值。烟气标准状态：烟气的温度为273k，压力为101325Pa时的状态，简称“标态”。烟尘排放浓度：指烟气经净化装置后的烟尘排放浓度。空气过剩系数：燃料燃烧时实际空气消耗量与理论空气消耗量之比，用“a”表示。分年限规定锅炉烟气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物的最高容许排放浓度和烟气黑度的排放限值即为锅炉大气污染物排放标准。四、关于国标GB与地标DB国标（GB）--国家主管部门发布实施，全国范围适用。地标（DB）—地方主管部门发布实施，本地区适用。•排放标准具有强制性。任何污染工程治理后的排放浓度或强度只能达到或优于此标准，才算合格工程。•排放标准具有时效性。受技术水平、经济条件的影响，不断修订完善，使用时必须注意。•一般而言，地方标准应严于国家标准（如：北京锅炉大气污染物排放标准）。一般只对本地区具有强制性。第二章粉尘来源与危害第一节粉尘来源一、粉尘的概念粉尘——由自然力或机械力产生的能够悬浮于空气中的固体微小颗粒。国际上通常是指粒径小于75μm的固体悬浮物。除尘技术中一般将粒径为1-200μm的或者更大的固体悬浮物均视为粉尘。一、粉尘的概念尘源：产生并向空气中放散粉尘的地点或设备。按照尘源产生和排放特点，尘源可分为点源、面源、线源；移动源、固定源；连续源、间断源、瞬时源等。尘化作用：使粉尘或雾滴从静止状态变为悬浮于空气中的现象称为尘化作用。含尘气体：含有固体微粒或粉尘的气体（含尘气体也称为气溶胶）。二、粉尘来源与产生量l.粉尘来源可分为两大类①自然过程引起的火山爆发、森林火灾、自然风化、地震、沙尘暴等造成的，具有不可控性、偶然性、局部性，其影响可由自然环境自净逐步消除，不可控制。②人类活动引起的（连续、严重、可控）全世界每年排入大气的粉尘在1亿吨以上，严重污染着大气，对人类健康产生威胁，是最令人担忧的，连续不断的、日益严重的。但可以通过一定的技术措施加以控制来降低或消除影响即可控。2010年3月20日北京遭沙尘暴袭击后的天安门（网上下载）2010年3月20日北京遭沙尘暴袭击后的天安门人类活动引起的粉尘主要来自三个方面①工业生产污染源火力发电、冶金、化工、采矿作业、材料及设备加工、工业窑炉等工业生产部门的生产及燃料燃烧过程，均向大气中排放大量粉尘及有害成分。工业生产污染源是造成粉尘污染最主要的来源，必须采取有效措施加以控制。人类活动引起的粉尘主要来自三个方面②交通运输污染源汽车、火车、轮船、飞机等交通运输工具排放的尾气及行走诱导的二次扬尘产生的粉尘污染物，是粉尘污染的重要来源之一。人类活动引起的粉尘主要来自三个方面③生活污染源生活炉灶、采暖锅炉等向大气中排放的烟尘。污染源分布广、污染物总量大，对局部环境有很大影响，不容小视。空气污染物总量中大约10%-15%是以粉尘颗粒物形式存在的。其中来自机动车辆占3%，工业生产占53%。由发电站产生的占13%、工业锅炉占20%、垃圾处理产生的占9%。第二节粉尘的危害粉尘的危害主要危害：归纳以下六个方面一、对人体健康的危害：尘肺病二、爆炸危害：煤尘爆炸三、对能见度的影响：沙尘暴四、对建筑物、植物、动物的影响：污染腐蚀五、对设备、产品的影响：磨损设备、出次品六、对大气环境质量的影响：粉尘浓度超标一、粉尘对人体健康的危害粉尘易引起人体疾病：1.呼吸系统疾病：尘肺是粉尘引起的以肺部组织弥漫性纤维病变，可分为矽肺——最常见的职业病，是吸入游离二氧化硅（石英）沉积引起的；石棉肺、水泥肺、金属肺、棉肺等也很常见。其中，游离二氧化硅、石棉粉尘是强致病性粉尘，必须高度重视。2.其它系统疾病：眼睛（石灰粉尘）及皮肤病变（石墨粉尘）。一、粉尘对人体健康的危害粉尘致病的影响因素：成分、分散度。粉尘中含游离二氧化硅或石棉危害更大，易引起矽（石棉）肺病，含量愈高，得病愈快；粉尘分散度的高低与其在空气中的悬浮性能、被人体吸入的可能性和在肺内的阻留及其溶解均有密切关系。估计进入肺腔的粉尘粒度约为0.01-0.1μm，其中大部分被呼出，约10%-50%将沉积下来。粉尘放射性、溶解度、荷电性等也与其危害程度密切相关。在有粉尘危害的环境工作应注意防护，免受其害。一、粉尘对人体健康的危害典型案例（2009年7月河南开胸验肺事件）：28岁的河南新密市刘寨镇农民张海超怀疑自己在打工时得了“尘肺病”，郑州和北京的多家大型综合医院也给出了怀疑是“尘肺病”的诊断，但当地职业病法定诊断机构——郑州市职业病防治所给出的诊断结果却是肺结核，与“尘肺病”无关。张海超最后不得已采用“开胸验肺”这种极端方式来证明自己患的是尘肺病。此事件引起社会广泛高度关注——中央电视台曾作报道。在当地劳动部门的调解下，张海超最终获得赔偿61.5万元。河南农民张海超开胸验肺事件——2009年7月二、粉尘爆炸危害1.粉尘爆炸影响因素同时具备氧气、高温源（点火源）、可燃粉尘、容器4个条件，粉尘才会燃烧、爆炸。粉尘浓度、粒径分布、粒径形状、比热及热传导率、带电与导电性、粒子凝聚和特性。2.粉尘爆炸危险采矿、粉末冶金、粮食加工、食品生产、塑料工业、燃料、农药和医药制造获输送、纺织等工艺普遍存在着粉尘爆炸的危险。二、粉尘爆炸危害:典型案例•实例11987年3月15日发生在哈尔滨亚麻纺织厂的事故：除尘器内的粉尘爆炸沿通风系统蔓延，将装有除尘器的中央换气室和房屋设备全部炸毁并引起大火，死58人、伤177人，使189台设备损坏。直接经济损失880多万元。哈尔滨亚麻纺织厂发生特大亚麻粉尘爆炸事故事故原因分析：1.此次亚麻粉尘爆炸事故是由中央换气室南部的两台除尘器首先爆炸，然后引起整个系统爆炸。2.存在静电引起布袋除尘器内亚麻粉尘爆炸的可能性3.结论意见1987年3月15日发生的哈尔滨亚麻厂特大亚麻粉尘爆炸事故是从除尘器内粉尘爆炸开始的。通过地沟、吸尘管和送风管道的传播导致其它除尘器的连续爆炸、燃烧和厂房内空间爆炸。多数专家认为这次事故是由中央换气室南部除尘器首爆的。在布袋除尘器内静电引爆是有可能的。不少专家认为明火（机械摩擦、金属撞击、电气火花）导致亚麻粉尘爆炸也是有可能的。二、粉尘爆炸危害•实例22010年2月24日河北省秦皇岛抚宁县的骊骅淀粉股份有限公司燃爆事故。据专家现场勘查分析，是车间粉尘爆炸所致。截至2月25日14时30分，燃爆事故人员救援及现场清理工作已基本结束，经救援指挥部确认，事故发生时现场共有107人，其中39人平安，目前已有19人死亡，49人受伤，其中8人伤势较重。此次事故初步估计造成经济损失约450万元。秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司是年产淀粉60万吨的大型企业。河北省秦皇岛骊骅淀粉股份淀粉四车间发生燃爆2010年2月24日16时三、粉尘对能见度的影响1.能见度—正常视力的人在当时天气条件下能够识别目标物的最大水平距离，以目力测定用以判定大气透明度的一个气象要素。取决于光的传播和眼睛从视场中区别物体的能力。光线通过含尘介质，光强减弱，影响能见度。见北京沙尘暴画面。2.作业时易发生误操作、造成事故；长时间的能见度降低还会使视力疲劳，造成眼疾。四、对建筑物、动植物的影响粉尘落在涂过涂料的建筑物表面、玻璃幕上，引起污染、妨碍美观，造成重涂或清洗费用巨大。加快文物腐蚀速度，主要表现为：金属文物锈蚀矿化、石质文物酥解剥落、纺织品及壁画褪色长霉。粉尘影响植物生长，动物吃了粘有有毒尘粒，健康会受到损害。五、粉尘对设备、产品的影响1.对机器设备的磨损冲击磨损最严重。含尘气流进入机器内部，加快了机器零件的磨蚀。细粉尘的磨损比粗粉尘的磨损小。除尘系统设备和管道的磨损问题。2.对产品质量的影响引起产品质量下降。电子、医药等现代产品，在生产要特别重视防止粉尘污染。六、对大气环境质量的影响粉尘是主要大气污染物。TSP是评价大气质量的空气污染指数(API:AirPollutingIndex)之一，往往是控制空气质量的关键指标。如：城市空气质量等级预报主要依据SO2、NOx和TSP浓度值来判断，其污染等级多半受颗粒物TSP浓度的控制。作业：1.简述粉尘的主要来源及其危害。2.解释下列名词：①粉尘；②总悬浮颗粒物（TSP）；③可吸入颗粒物(PM10)；④大气污染物排放标准。