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第四章大气污染控制工程概论第一节大气污染及其危害一、大气污染的基本概念早在英国爱德华二世(1284～1327)年代，这位国王就曾想通过禁止使用煤来解决燃煤产生的烟气污染问题。
他曾颁布了一道法令：“无论是谁被发现燃烧煤，他就是有罪的，都将受到杀头的惩罚”。
由此可见，大气污染自古有之。
如同其它污染控制一样，大气污染控制技术和工程、设备也是在大气污染到了一定的程度、顺应时代需要的产物：控制技术的研究与工程应用的主要推动原因是严重的大气污染事件的刺激。
美国的Donora是一座钢铁小城，在1948年仅有3家主要工厂：钢铁厂、电线厂和锌板厂。
在1948年的最后一个星期，浓浓的烟雾笼罩着这个小城，逆温层使得工厂排放的烟雾难以从山谷中扩散出去。
到星期五，烟雾变得特别浓，据报道碳颗粒几乎一动不动的悬浮在空中，能见度非常低，以致于当地人都迷失了道路，到星期五为止，卫生部门和医院里充满了需要就诊的呼救。
死亡发生在凌晨2点钟，直到半夜有17人死亡，这时人们才意识到问题的严重性，马上组织了医疗救助。
虽然Donora事件在美国逼迫人们认识并重视了大气污染，但到英国发生相似的灾难并引起同样的认识之间又相隔了4年。
1952年伦敦的“烟雾杀手”事件是在同样的气象条件下发生的，在地面上浓密的烟雾与寒冷以及从煤炉里产生的烟混合引起了少见的黄色烟雾，并且持续了1个多星期，能见度很低，以致公共汽车的售票员不得不到车前步行引导汽车穿过大街，烟雾发生2天以后，当地的死亡人数急剧上升，达到数百人。
二氧化硫浓度多上述二个污染事件的发生，人们到70年代才开始关心大气污染问题并试图进行控制，大气污染的公害才得以缓和。
我国的大气污染也已经到了十分严重的地步。
我国以煤炭为主要一次能源，1996年生产与消费均占一次能源的75％，这种在相当长的时期内不会发生大的变化。
大约72％的工业和蒸汽燃料、52％的化工原料和92％的民用燃料来自于煤炭，其中最大的用煤行业是电力，其它为化工、冶金、建材、采矿等行业及民用，它们共占煤炭消耗总量的83％。
第一章绪论1.大气组成干洁空气（N2、O2、Ar、CO2、臭氧）水汽（0.02％～6％）杂质：悬浮颗粒和气态物质2.干洁空气物理性质：分子量：29密度：1.293kg/m3 (标准状态, 273 K， 101.3 kPa )假设空气只有氮气和氧气组成，N2：O2=3.78:1几种常见元素的物质的量：N:14 O:16 H:1 C:12 Ca:40 S:323.大气污染的定义：由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，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、健康和福利或危害了生态环境的现象。
气溶胶粒子系：沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。
4.大气污染物分类：气溶胶态污染物：（1）粉尘（2）烟（3）飞灰（4）黑烟（5）霾（6）雾气态污染物一次污染物：直接从污染源排到大气中的原始污染物质。
二次污染物：由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物。
二次污染物中比较重要的是硫酸烟雾和光化学烟雾。
5.大气污染分类（了解）①煤烟型（还原型）污染：主要污染源是燃煤。
主要污染物是煤炭燃烧时放出的烟尘、SO2等一次污染物，以及由这些污染物发生化学反应而产生的硫酸、硫酸盐类二次污染物。
它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。
②石油型（交通型或氧化型）污染 :(光化学烟雾形成的原因:污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。
主要污染物是CO、NOX和HC。
在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。
)③混合型污染：包括以煤炭为主要污染源而排出的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的气溶胶；以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化氮为主的污染物。
此类污染，其反应更为复杂。
6.我国大气污染的特点：以煤烟型为主,主要污染物为颗粒物和SO27.全球性大气污染问题(定义):温室效应:大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃、水蒸汽等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。
大气污染控制复习重点第一章概论1.大气：指环绕地球的全部空气的总和;大气污染：由于人类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、健康和人们的福利,甚至危害了生态环境;大气污染控制：大气污染控制是为了对付大气污染物而采取的和控制污染物排放政策,各种工业排放的特殊气体污染物,比较容易通过改变生产工艺或甚至关闭、迁移工厂的方式解决;2.大气污染形成的三要素：a 大量的污染物排入大气b 有不利的气象条件等影响c 污染物在大气中积累或变化以及有些污染物的协同作用,使其浓度达到危害的程度3.大气污染物的来源可分为自然污染源自然原因向环境释放污染物的地点、人为污染源人类生活活动和生产活动行程的污染源;人为污染源的分类：{按空间分布可分为：点源、面源按人们的社会活动功能不同：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源4.大气污染的影响：对人体健康的影响主要表现为引起呼吸道疾病对植物的伤害通常发生在叶子的结构中对器物、材料的损害包括玷污性损害和化学性损害对大气能见度的影响：降低能见度,有影响的污染物应是气溶胶粒子的气体或者有色气体5.大气污染综合防治措施在进行区域性经济和社会发展规划的同时,做好全面环境规划,采取区域性综合防治措施,从而控制城市和工业区的大气污染；运用法律、经济、技术、教育和行政等手段,对人类的社会和经济活动实施管理,从而协调社会和经济发展与环境保护之间的关系；实施清洁生产,可持续发展的能源战略,建立综合性工业基地；实行控制污染的经济政策；绿化造林；安装废弃净化装置;6.全球性大气污染问题1臭氧层破坏形成过程氟氯碳、NO X等物质向大气排放逐渐增多,是导致臭氧层破坏的主要原因;这些物质在低层大气层,正常情况下是稳定的,但在平流层受紫外线照射活化后,就变成了臭氧消耗物质;这种反应消耗掉平流层中的臭氧,打破了臭氧的平衡,导致地面紫外线辐射的增加;2酸雨是指小于的雨雪或其他形式的大气降水;雨水被中存在的酸性气体污染;酸雨主要是人为的向大气中排放大量造成的;我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨,少为硝酸雨,此外,各种机动车排放的也是形成酸雨的重要原因;3温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体,可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地表的长波辐射,由此引起全球气温升高的现象;4光化学烟雾：时间：光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节;形成：光化学烟雾是在阳光照射下,大气的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾有时带些紫色或黄褐色;其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯PAN、过氧苯酰硝酸酯PBN等;影响：人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性恶化、儿童肺功能异常等;臭氧影响植物细胞的渗透性,可导致高产作物的高产性能消失,甚至使植物丧失遗传能力,影响植物的生长,降低植物对的抵抗力;光化学烟雾会促成形成,造成橡胶制品老化、脆裂,使染料褪色,建筑物和机器受腐蚀,并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等;使大气的能见度降低,视程缩短;第二章1.燃料：煤、石油、天然气、清洁能源气体燃料的优点是燃烧迅速,其燃烧状态可基本上由空气与燃料的扩散或混合所控制;液体燃料以气态形式燃烧,因此它的燃烧速度受其蒸发过程控制;固体燃料的燃烧则受这两种现象控制:燃料中挥发性组分被蒸馏后以气态燃烧,而遗留下来的固定碳则以固态燃烧,后者的速率由氧向固体表面的扩散控制;2.燃烧过程的“3t”因素：燃烧温度,燃料只有达到着火温度在氧存在下可燃质开始燃烧所必须达到的最低温度,才能与氧化合而燃烧；燃料在燃烧室中的停留时间；空气的湍流度;高位发热量：包括燃料燃烧生成物种水蒸气的汽化潜热低位发热量：指燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时完全燃烧过程所释放的热量3.计算燃烧中的需氧量、烟气量习题第三章1.大气圈结构及气象要素大气圈分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层、逸散层;各层温度随高度的变化规律：(1) 对流层：大气圈最低的一层;大气温度随高度增加而降低;(2) 平流层同温层：气温随高度增高而增高;(3) 中间层：气人随高度升高而迅速降低;(4) 暖层：气人随高度升高而增高;(5) 散逸层：是大气的外层,气温很高;主要气象要素：气象上把水瓶方向的空气运动称为风,风是一个矢量具有大小和方向;风向：风的来向风速：单位时间内空气在水平方向运动的距离,单位用m/s 或km/hu ≈ √F 3 F 为风力等级风向频率：在一年月内某个方向的风出现的次数与总发出现次数之比最大风速：10min 内平均风速中风速的最大值瞬时风速：某一瞬时测量的最大风速风玫瑰图的绘制2.干绝热直减率γd ：干空气块解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;γd =|dT dZ |≈10℃/km 活着1K/100m气温直减率 γ：气温随高度的变化可以用气温直减率表示;判断大气稳定度,若△Z>0△Z 为气块运动高度,有三种情况：（1） γ>γd 时,a>0,气块加速度与其位移方向相同,气块加速运动,大气不稳定；（2） γ<γd 时,a<0,气块加速度与其位移方向相反,气块减速运动,大气稳定；（3） γ=γd 时,a=0,大气是中性的;3.逆温辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温;在陆地上常年可见,但以冬季最强;下沉逆温：由于空气下沉收到压缩降温而形成的逆温;多出现在高压控制区内;平流逆温：由暖空气平流到冷地面上而形成的逆温;湍流逆温：由低层空气的湍流混合形成的逆温锋面逆温：在对流层中的冷空气因与暖空气团相遇时,暖空气因其密度小就会爬到冷空气上面去,形成一个倾斜的过渡区,称为锋面;在锋面上,如果冷暖空气的温差很大时,即可出现锋面逆温;4.指数律风速廓线模式非中性层结构u=u1(ZZ1 )m式中u1——已知高度Z1出的平均风速,m\s；m——稳定度参数;0<m<1第四章1.高价连续点源扩散模式污染物浓度的计算a地面浓度ρ(x,y,0,H)=Qπu̅σyσzexp(−y22σy2)exp?(−H22σz2)b地面轴线浓度ρ(x,0,0,H)=Qπu̅σyσzexp(−y22σy2)c地面最大浓度ρmax=2Qπu̅H2eσzσy当x=xρmaxσz=H √22.污染物浓度的估算烟气抬升高度的计算计算方法P90 习题计算有效源高H=H s+?H扩散参数的确定P92大气稳定度级别的判断P92第五章1.颗粒的粒径分类1显微镜法A定向直径d F：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度B 定向面积等分直径d M：各颗粒在投影图中按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度C 投影面积直径d A ：与颗粒投影面积相等的圆的直径同一颗粒的d F >d A >d M2筛分法测得的筛分直径：颗粒能通过的最小方筛的宽度3光散色法测定得到等体积直径d v :与颗粒体积相等的圆球的直径;4沉降法A 斯托克斯Stokes 直径d s ：在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径B 空气动力学当量直径d a ：在空气中颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球的直径2.粒径分布是指不同粒径范围内的颗粒个数或质量或表面积所占的比例;以颗粒的个数表示所占的比例时,称为个数分布；以颗粒的质量或表面积表示时,称为质量分布P122或表面积分布;个数频率P119、个数筛下累计频率P120、个数频率密度P1202.粉尘的物理性质的物理意义粉尘的密度：真密度用在研究尘粒在气体中的运动、分离和去除等方面,堆积密度用在贮仓或灰斗的容积确定等方面;真密度大,颗粒的粒径大,多采用重力沉降室、旋风除尘器粉尘的安息角与滑动角是设计除尘器灰斗或粉料仓的锥度及除尘管路过输灰管路的主要依据; 粉尘的比表面积与颗粒的许多的物理化学性质有关;比表面积大,颗粒的吸附性大,爆炸性毒性减小;粉尘的含水润湿性率为布袋除尘器的主要依据;含水润湿性率大的颗粒,易使湿式除尘器堵塞;粉尘的含水率会影响到其他物理性质,如导电性、粘附性、流动性等;粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据;对于润湿性好的亲水性粉尘,可以选用湿式除尘器净化;粉尘的荷电性和导电性：电除尘器利用粉尘荷电而除尘,袋式和湿式除尘器也可利用粉尘或液滴荷电来进一步提高对细尘粒的捕集性能；导电性对电除尘器的运行有很大影响;粉尘的粘附性：在气体除尘中一些除尘器的捕集机制是依靠施加捕集力以后尘粒在捕集表面上的粘附,但在含尘气体管道和净化设备中,要防止粉尘在壁面上粘附造成管道和设备堵塞;3.评价净化装置性能的指标包括技术指标处理气体的流量、净化效率、压力损失和经济指标压力损失等;4.压力损失的计算 p =ξρv 1225.净化效率的表示方法P1426.颗粒捕集的方式重力沉降——重力沉降室离心沉降——旋风除尘器静电沉降——电除尘器惯性沉降——湿式除尘器扩散沉降对于大颗粒的捕集,布朗扩散作用很小,主要靠惯性碰撞作用；反之,对于很小的颗粒,惯性碰撞的作用微乎其微,主要靠扩散沉降;第六章1.除尘装置的机理2.机械除尘器的类型：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器旋风除尘器的除尘效率的影响因素,如何提高除尘效率影响因素：二次效应被捕集的例子重新进入气流、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量;提高除尘效率的方法：通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上,能有效地控制二次效应；适当减小除尘器桶体直径,加长桶体,减小入口面积,加长锥体,增大排气管管径,增大除尘器下部的严密性;P173表6-33.电除尘器分为单口双口;电除尘器设计：P197比集尘表面积的确定长高比的确定气流速度的确定气体的含尘浓度4.湿式除尘器的类型：喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器、文丘里洗涤器其除尘效率最高,压力损失最大,分割粒径最小5.过滤式除尘器类型：空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器6.袋式除尘器的选择、设计习题7.除尘器的合理选择P2241选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放要求;2根据粉尘颗粒的物理性质选择合适的除尘器;3根据气体的含尘浓度选择合适的除尘器;在含尘浓度较高时,在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的预净化设备;4考虑烟气温度和其他性质;对于高温、高湿的气体不宜采用袋式除尘器;若烟气中同时含有SO2、NO 等气态污染物,可以考虑湿式除尘器同时考虑腐蚀问题;5选择除尘器时应考虑粉尘的处理问题6选择除尘器还应考虑设备的位子、可利用空间、环境条件等因素,还应经济合理;第八章1.脱硫的方法分为燃烧前燃料脱硫—洗煤燃烧中多用流化床燃烧后——若高浓度二氧化硫,对尾气回收处理,通常是生产硫酸；若低浓度则石灰石/石灰法洗涤、改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫、氧化镁法、氨法、喷雾干燥法、干法喷钙脱硫、循环流化床;2.设计燃烧电厂尾气的净化装置主要污染物：颗粒污染物,硫氧化物除尘脱硫的设计：第九章1.燃烧过程中形成的NO X分为三类：燃料型NO X：燃料中固定氮生成的NO X热力型NO X：由大气中氮生成,主要产生于原子氧和氮之间的化学反应瞬时型NO X：在低温火焰中由于含碳自由基的存在还会生成第三类NO2.脱硝技术选择性催化氧化还原法SCR脱硝选择性非催化氧化还原法SNCR脱硝吸收法净化烟气中的NO X吸附法净化NO X。
大气污染控制
如今，大气污染已成为全球范围内一个严重的问题。
在过去几十年里，随着工业化和城市化的快速发展，大气污染的程度不断加剧，对人类健康和环境产生了严重的危害。
为了解决这一问题，各国政府和国际组织采取了一系列措施来控制大气污染。
首先，大气污染的来源主要包括工业生产、交通运输、能源消耗和城市化过程中的排放等。
因此，大气污染控制的首要任务是减少污染物的排放。
为了达到这一目标，政府需要制定相关的法律法规，对企业和个人的排放行为进行监管，并对不符合标准的单位进行处罚。
同时，政府还应该鼓励和支持企业采用清洁能源和环保技术，减少对环境的污染。
其次，大气污染控制还需要重视城市规划和建设。
随着城市人口规模的不断扩大，城市化过程中的污染情况也日益严重。
为了减少交通拥堵和尾气排放，政府应该加强公共交通建设，提高城市交通运输效率。
同时，政府还应该加大对城市绿化的投入，增加公园和植被覆盖率，吸收和分解大气中的污染物。
此外，大气污染控制还需要加强监测和信息公开。
政府应该完善大气污染监测网络，及时掌握大气污染的情况，并向公众公开相关数据和信息。
通过公开透明的监测数据，公众可以更好地了解大气污染的状况，增强环境保护意识。
同时，政府还应该加强对大气污染治理的宣传和教育，提高公众的环境意识和参与度。
综上所述，大气污染控制是一个复杂而又紧迫的问题。
为了保护人类健康和环境，政府和社会各界需要共同努力，采取一系列有力的措施来控制大气污染。
只有通过持续不断的努力，我们才能实现真正的大气清洁，让人们呼吸到清新的空气，享受健康和美好的生活。
环境工程的大气污染控制资料一、引言随着工业化和城市化的迅猛发展，大气污染成为现代社会所面临的重要环境问题之一。
为了保护人类健康和生态平衡，环境工程师扮演着关键角色，从事大气污染的控制和治理工作。
二、大气污染的来源1. 工业排放：生产过程中的燃烧和化学反应释放出大量污染物，如二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和颗粒物等。
2. 交通排放：汽车和公共交通工具的尾气中含有一氧化碳、挥发性有机化合物（VOCs）和氮氧化物等污染物。
3. 动植物排放：一些生物过程也会释放出有害气体，如硫化氢、甲烷等。
4. 燃煤排放：燃煤是大气污染的主要源之一，其中含有大量的SO2、NOx和颗粒物。
三、大气污染的影响1. 人类健康：空气中的污染物可引起呼吸系统和心脏疾病，并加剧哮喘、过敏等疾病的发作。
2. 环境损害：大气污染可对土壤、水体、植被和野生动物造成损害，破坏生态平衡。
3. 气候变化：某些大气污染物如二氧化碳是温室气体，对全球气候变暖产生贡献。
4. 经济影响：大气污染导致能见度下降和旅游业受损，给经济发展带来负面影响。
四、大气污染控制方法1. 排放源控制：对工业企业和发动机排放进行严格的监管和控制，采用先进的脱硫、脱氮和除尘技术。
2. 车辆尾气净化：推广使用清洁能源汽车、加强车辆尾气治理和检验，在交通拥堵区域设置绿化带。
3. 森林保护和扩大绿地：植被可以吸收空气中的污染物，保护森林和增加城市绿地，有助于改善空气质量。
4. 废气处理和利用：对于工业废气采取合理的处理方式，如焚烧、吸附和催化转化等，减少对大气的排放负荷。
五、大气污染监测与评估1. 监测方法：利用气象站、监测车和空气质量监测站等设备，对空气中的污染物进行实时监测和分析。
2. 污染物排放清单：建立企业污染物排放清单，推动企业自主监测和报告，加强对企业违法排放的惩罚。
3. 环境影响评估：针对新建项目或改造项目，进行环境影响评估，评估其对大气环境的潜在影响，提出相应控制措施。
