大气污染控制工程复习资料

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第一章

1.大气的恒定组分有哪些？

恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。

2.对流层与平流层有什么特点？

对流层：

１）相对于整个大气圈厚度而言很薄，按最厚处计，占总厚度的６－9%,其质量占总质量的75%。在这一层中除了有纯净的干空气以外，还含有一定量的水蒸气，适度的湿度对人和动植物的生存起到重要的作用。

２）一般情况下，温度自地表面向高空递减，0.65℃/上升100米。在对流层中，由于太阳的辐射以及下垫面特性和大气环流的影响，使得在该层中出现极其复杂的自然现象，有时形成易于扩散的气象特征，有时形成对生态系统产生危害的逆温气象条件，雨、雪、霜、雾、雷电等自然现象也都出现在这一层。

３）大气有较强的对流运动，大气污染也主要发生在这一层，特别是在靠近地面1—2Km 的近地层更易造成污染。近地层大气污染物的扩散能力主要取决于当时的气象条件。

４）温度、湿度等各气象要素水平分布不均匀。

平流层：

１）在这一层里气体的温度先随高度上升有缓慢的增加，然后上升（气温）较快。这是因为在该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线所致。

２）几乎不存在水蒸汽和尘埃，一般处于平流运动。

３）大气很干燥，没有云、雨等现象，是飞机理想的飞行区域。

3.一次污染物与二次污染物；气溶胶状污染物与气态状污染物、降尘与飘尘等。一次污染物：指直接从各类污染源排出的物质。

二次污染物：反应性的一次污染物与大气中的其它组分反应形成的物质。 气溶胶状污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。可分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾、雾

气态状污染物：气体状态污染物是以分子状态存在的污染物。

降尘：指空气动力学当量直径大于10微米的固体颗粒物。

飘尘：指悬浮在空气中的空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。

4.燃料型NO：燃料本身含氮变成游离氮原子和氧作用

热力型NO：高温下，大气中的氮和氧结合

5.我国大气污染的特征。

1）污染物微量（百万分之一计算），浓度用ppm(现已废止)、mg/m3计算；

2）污染物量变化（风经常影响其浓度）；

3）污染物质变化（如NOX和有机物在光的作用下会产生O3、甲醛等。)

6.低架源：几何高度低于30m的排气筒、无组织排放源。

高架点源：几何高度高于100m（包括100m）的排气筒、无组织排放源。

无组织排放：包括几何高度低于15m的排气筒排放。

7.最新火电厂大气污染物排放标准：火电厂大气污染物排放标准（GB13223－2011）。

第二章燃烧与大气污染

1.煤炭成分的表示方法，常用基准等。

煤的成分的表示方法，要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准，常用的基准有以下四种：

收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分。

空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分，即在实验室内进行燃料分析时的试样成分。

干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，干燥基更能反映出灰分的多少。

干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分

2.煤炭中的含硫物质主要有几类？ 有机硫包括硫醇或醚基化合物，硫醚，二硫化物，硫醌化合物和噻吩类杂环硫化物。

无机硫包括硫化铁硫，元素硫和硫酸盐硫。

a. 硫酸盐硫: 硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它形态的硫能燃烧放出热量。通常所说的SOx污染物不包括MeSO4。

b. 硫化铁硫：是主要的含硫成分，常见形态是黄铁矿硫。黄铁矿：但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。

c. 有机硫：以各种官能团形式存在。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。

3.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。

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称为理论烟气体积。

空气过剩系数：实际空气量与理论空气量之比为空气过剩系数。

空燃比：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。

干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；

湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。

4.燃烧主要产生的污染物有哪些？

硫氧化物：随温度变化不大，主要是煤中S。

粉尘：随燃烧温度而变化，通常随温度的升高而降低。

CO及HC化合物：随燃烧温度而变化，通常随温度的升高而降低。

氮氧化物：随燃烧温度而变化，通常随温度的升高而增高。

第三章大气污染气象学

1.大气稳定度及其判别。

1）大气稳定度：是指大气中任一高度上的一空气块在铅直方向上的稳定程度。

2）如何判别大气的稳定度？ 大气稳定度可用位温梯度进行判断。

或用层结曲线（大气温度随高度变化曲线）和状态曲线（即上升空气块的温度随高度的变化曲线）的分布来判断大气稳定度。

2.主要气象要素。

气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称为气象要素。

与大气污染关系密切的气象要素主要有：气温、气压、空气湿度（气湿）、风（风向、风速）、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。

1）气温：表示大气温度高低的物理量。通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。

2）气压：任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量.气压总是随高度的增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述。

3）空气湿度（气湿）：反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。

常用的表示方法有：绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。4）风：空气的流动就形成风。水平方向的空气运动称为风。

风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。风是矢量，有方向和大小，即风向和风速。风速(风的大小)。风向(风的来向)：可用8个方位或16方位表示(地面风)

5）云：是发生在高空的水汽凝结现象。

云量：指云遮蔽天空的成数。总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。云高：指云底距地面的垂直距离，以米为单位。

6）能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离，单位：m，Km。能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多少。大气中的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。 7）太阳高度角为太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱的最主要的因子之一，它随时间而变化。

8）降水是指大气中降落至地面的液态或固态水的通称。如雨、雪等。降水是清除大气污染物的重要机制之一。

3.什么是干绝热直减率？

干绝热垂直递减率（干绝热直减率）: 干气块（包括未饱和湿空气）在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离的温度变化值。（通常取100米），根据计算，得到γd约为0.98℃/100m，近似1℃/100m。

4.什么是逆温？逆温与大气污染有什么关系？

定义：温度随高度的增加而增加。形成逆温的过程多种多样：①辐射逆温（较常见）；②平流逆温；③锋面逆温；④湍流逆温；⑤下沉逆温。

具有逆温层的大气层是强稳定的大气层。由于污染的空气不能穿过逆温层，而只能在其下面积聚或扩散，所以可能造成严重污染。

5.风速廓线模式有哪些？

对数律风速廓线模式、指数律风速廓线模式

6.海陆风、山谷风等地方性风场。（P83）

7.污染物浓度如何估算？（P92）

8.烟囱的有效高度和烟气抬升高度的关系。

烟囱的有效高度H由烟囱几何高度Hs和烟流（最大）抬升高度ΔH组成，即H=Hs+ΔH，要得到H，只要求出ΔH即可。ΔH：烟囱顶层距烟轴的距离，随x而变化的。

9.污染系数与风向频率的关系。

污染系数表示风向、风速综合作用对空气污染物扩散影响程度。其表达式为：

污染系数= 风向频率/该风向的平均风速

10.通风系数、本底浓度等概念。

大范围内的平均污染浓度，可以认为与混合层高度D和混合层内的平均风速的乘积成反比。通风系数Dū——单位时间内通过与平均风向垂直的单位宽度混合层截面的空气量。通风系数越大，污染浓度越小。

本底浓度是该地区已有的污染物浓度水平。本底浓度超标的地区不宜建厂，本底浓度虽未超标，但加上拟建厂贡献，短期内又无法改进的也不宜建厂，应选择本底浓度小的地区建厂。

第四章除尘技术基础

空气动力学直径：在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为1g/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。

几何当量径：指颗粒的某一几何量（面积、体积等）相同时的球形颗粒的直径。

分割粒径（半分离粒径）d50：即分级效率为50%的颗粒直径。

临界粒径:能够从分离器内100%分离出来的最小颗粒的直径，用dc表示。

众径:最大频度的粒径dom称为众径。或累积粒径分布最多的颗粒直径大小。

中位径：相当累积粒径分布为50%时的颗粒直径大小。

斯托克斯径：在同一流体中，在层流区内，与颗粒密度相同、沉降速度相同的球形颗粒的直径。沉降速度:等速段的颗粒运动速度称为沉降速度.

斯托克斯定律：（p157）

惯性碰撞：小颗粒随气流一起绕过靶；距停滞流线较远的大颗粒，也能避开靶；距停滞流线较近的大颗粒，因其惯性较大而脱离流线，保持自身原来运动方向而与靶碰撞，继而被捕集。通常将这种捕尘机制称为惯性碰撞。

拦截:距停滞流线较近的小颗粒，刚好避开与靶碰撞，但其表面与靶表面接触时被靶拦截住，并保持附着状态。

驱进速度：即沉降速度

有效驱进速度：实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出相应的驱进速度值，以ωe表示，称为有效驱进速度。

电晕放电：只是在放电极的一小段距离内气体有强烈的电击穿，放电时在电极周围的空气电离。

起始电晕电压：指开始发生电晕放电时的电压，也称临界电压，与之相应的场强称为电晕起始场强或临界场强。

电场荷电和扩散荷电：离子在电场作用下沿电力线作有规则运动，与粒子碰撞使粒子荷电，称之为电场荷电。由于离子的不规则热运动而与粒子碰撞以致粒子荷电，称之为扩散荷电。德意希公式：（P199）

气布比：即过滤速度，为单位时间内烟气实际体积流量与滤布面积之比。

达西方程（p213）:

第五章机械除尘器-----旋风除尘器

原理：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。

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，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。

影响除尘器的除尘效率和压力损失的因素：

1．工作条件

1）进口速度VI

VI增大，则切向速度Vθ增大，dcp减小，效率增大。但不能过大，过大会影响气流运动的方向（剧烈、方向混乱），破坏了正常的涡流运动，另外阻力会加大，故常选用V2=12—25m/s。2）除尘器的结构尺寸

一般而言，直径越小，则效率越高。

筒体长度增大，则效率增大，但过大阻力会增大，所以，筒体长度不大于5倍筒体直径。

旋风器斜放对效率影响不大。

2．流体性质

对于气体而言，μ增大对除尘不利，效率减小。温度增大，则μ增