大气污染控制技术基础

《大气污染控制工程》复习要点（2010/10）第一章 概 论7. 第一节：大气与大气污染 1. 大气的组成：大气是由多种气体混合而成，其组成可以分为三部分： 干燥清洁的空气、水蒸气和各种杂质。

干洁空气的组成是氮、氧、氩 和二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的 99.996%（体积） ；氖、氦、 氪、甲烷等次要成分只占 0.004%左右。

P1（选择/填空） 2. 大气污染：系指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。

P3（名词解释/选择） [例： 大气污染与其他污染的区别是？--- 时间的持续 “ （足够的时间） ] ” 3. 大气污染分类：根据能源的性质、大气污染物的组成和反应分类， 煤烟型污染 石油型污染 混合型污染 特殊型污染（化工）（填空） 。

4. 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。

P3（填空） 5. 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，称为“温室效应” 。

P3（名词解释） 第二节：大气污染物及其来源 1. 大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污 染物，气体状态污染物。

P4（填空） 2. 大气污染物：系指由于人类活动或自然过程排入大气的，并对人和环 境产生有害影响的物质。

P4（名词解释） 3. 气溶胶粒子：系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们 在气体介质中的悬浮体系。

P4（名词解释） 4. 气溶胶粒子分类： 1）根据其来源和物理性质：粉尘、烟、飞灰、黑烟； 2）根据粉尘颗粒的大小：TSP、PM10、PM2.5。

P5（填空） 5. 总悬浮颗粒物（TSP） ：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径错误！ 未找到引用源。

100 错误！未找到引用源。

第五章颗粒物燃物控制技术基础为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。

第一节粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以颗粒的大小是粉尘的基本特性之一。

若颗粒是大小均匀的球体，则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。

但实际上，不仅颗粒的大小不同，而且形状也各种各样。

所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。

下面介绍几种常用的粒径定义方法。

（1）用显微镜法．．．．观测颗粒时，采用如下几种粒径表示方法：①定向直径d F，也称菲雷待(Feret)直径；为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图5—1(a)所示。

②定向面积等分直径d M，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图5—1(b)所示。

③投影面积直径d A，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图5一l(c)所示。

若颗粒投影面积为A，则d A＝(4A／π)1/2。

根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的d F＞d A＞d M。

（2）用筛分法．．．测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。

（3）用光散射法．．．．测定时可得到等体积直径d V，为与颗粒体积相等的球的直径。

若颗粒体积为V,则d V＝(6V ／π)1/3。

（4）用沉降法．．．测定时，一殷采用如下两种定义：①斯托克斯(stokes)直径d S，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。

②空气动力学当量直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的球的直径。

斯托克斯直径和空气动力学当量直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。

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。

1设计概况煤作为我国常规主要能源之一的地位，在相当长的一段时间里都不会改变。

煤通过燃烧和气化为人类提供能源和化工原料，但在应用过程中会排放大量的废水、废气和固相污染物，严重影响着人类赖以生存的环境与生态平衡。

所以，煤总是和不清洁联系在一起。

中国的电力结构中，燃煤发电一直占主导地位，比例约为77%，我国排放的SO2和NO x总量达4000万吨以上，源于燃煤的就占到85%和60%，所以对燃烧产生废气的治理是一项非常重要的任务，主要包括对废气进行脱硫、脱氮、除尘等过程[1]。

1.1烟尘治理烟尘是指烟和尘的混合物，是造成空气污染的主要污染物之一。

烟尘中大于10um粒径的称为降尘，10um以下的称为飘尘。

排尘量的多少、粒径的大小，随排烟发生装置的类型、构造、原料、燃料的种类、燃烧方式和操作条件的不同，有显著的变化。

防治烟尘对空气的污染，当通过工艺改革仍不能满足排放要求时，可采用净化装置把烟尘从烟气中分离并收集下来，这种装置称为除尘器。

除尘过程的机理是，将含尘气体引入具有一种或几种力作用的除尘器，使颗粒相对其运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集表面上。

颗粒大小种类不同，所受作用力不同，颗粒动力学行为亦不同。

颗粒捕集过程所要考虑的作用力有外力、流体阻力和颗粒间的相互作用力。

外力一般包括重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等；颗粒间的相互作用力在颗粒浓度不是很高时是可以忽略的。

1.1.1烟尘排放标准我国目前实施的控制空气污染的标准有：《大气环境质量标准》、《锅炉烟尘排放标准》和《工业企业设计卫生标准》。

这三个标准把各种有害有毒物质，在车间、工作场所的最高容许浓度和排放到空气中的浓度，都做了具体的规定，是进行空气质量管理的重要依据。

锅炉燃煤烟气烟尘可遵照锅炉大气污染物排放标准。

锅炉烟尘排放标准GB13271-2001（摘录）见表1-1[2]。

表1-1锅炉烟尘最高允许排放浓度* 一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。

（建筑工程考试）大气污染控制工程各章考试重点第1章概论1、大气污染和大气污染物的概念分别是什么？答：大气污染系指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，且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。

大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气的且对人和环境产生有害影响的那些物质。

2、全球性大气污染问题有哪些？答：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、大气污染物如何分类？答：大气污染物按其存于状态可概括为俩大类：气溶胶状态污染物（粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾）；于我国的环境空气质量标准中，仍可根据粉尘颗粒的大小分为总悬浮颗粒物（TSP）和可吸入颗粒物（PM10）气体状态污染物，以分子状态存于，包括：含硫化合物（SO2）、含氮化合物（NO和NO2）、碳氧化物、有机化合物、卤素化合物等。

4、目前中国的大气污染以哪种类型为主？主要大气污染物是什么？答：以煤烟型为主，主要大气污染物是SO2和烟尘。

5、环境空气质量功能区如何分类？答：根据环境空气质量标准，将环境空气质量功能区分为三类：壹类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区；二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、壹般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。

之上三类区分别执行壹、二、三级标准。

6、如何利用空气污染指数确定空气质量级别？空气污染指数空气质量级别描述表征颜色对健康的影响对应空气质量的适用范围0-50Ⅰ优秀蓝色可正常活动自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区51-100Ⅱ良好绿色可正常活动城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、壹般工业区和农村地区101-200Ⅲ轻度污染黄色健康人群出现刺激症状特定工业区201-300Ⅳ中度污染橘黄色健康人群中普遍出现症状》300Ⅴ重度污染红色健康人群明显强烈症状，降低运动耐受力，提前出现某些疾病第2章燃烧和大气污染1、煤中硫的存于形态有哪些？哪些形态的硫最终以SOX的形式排放？答：煤中含有四种形态的硫：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫和元素硫。

《大气污染控制工程》教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程英文名称：Air Pollution Control Engineering课程类型：必修课先修课程：《高等数学》《环境工程原理》《物理化学》学分：4总学时：64（理论学时：64）二、课程性质、目的与任务《大气污染控制工程》是环境工程专业的一门主干专业课程，由讲课、实验、课程设计等环节组成。

学习本课程之前要求先修完《高等数学》、《环境工程原理》、《物理化学》等有关基础课或专业基础课。

通过本课程的学习与实践，全面掌握大气污染的来源、途径和机理（包括基本概念、基本理论、基本技能）、大气污染控制的原理、方法和实践以及前沿研究领域，同时，还要求掌握与此相关的标准和政策法规及其发展前景。

通过本课程的学习，达到三个目标：（1）学习必要的理论知识和方法、技巧；（2）培养学生工程设计能力和研究能力，解决大气污染问题的实际操作、设计等实践实验能力；（3）了解大气污染控制工程领域前沿研究内容，激发学生的创造力，培养创新思维。

三、课程教学内容与要求（一）概论要求了解大气污染的分类、组成、分布及大气污染问题，理解大气污染的综合防治措施定义。

（1）大气污染和大气污染物（2）大气污染及其控制情况（3）大气污染的综合防治措施（4）大气环境标准2、教学重点大气污染的综合防治措施。

3、教学难点大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。

（二）燃烧与大气污染1、教学内容与要求要求了解燃料的种类、组成，理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，掌握燃烧的计算。

（1）燃料的性质（2）燃料燃烧过程（3）烟气体积及污染物排放量计算（4）燃烧过程硫氧化物的形成与控制（5）燃烧过程氮氧化物的形成与控制（6）燃烧过程中颗粒污染物的形成（7）燃烧过程中其他污染物的形成重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。

3、教学难点燃烧过程污染物排放计算。

（三）大气污染气象学1、教学内容与要求要求了解与大气污染相关的气象学基本知识，理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。

大气污染控制原理随着全球经济的快速发展，工业化和城市化加快了人类对自然环境的破坏，其中尤以大气污染对人类健康和社会经济发展带来的不良影响最为严重。

大气污染控制原理是在减少、避免和控制大气污染源头的排放的基础上，保护大气环境，维护人类健康和社会可持续发展的一项环境治理技术措施。

一、大气污染产生的原因大气污染的产生主要源于人工和自然因素的污染物排放，其中包括：1. 工业废气排放：炼油、钢铁、水泥、化工等行业的生产活动中所产生的废气排放。

2. 交通运输污染：汽车、飞机、火车等交通工具排放的废气和尾气。

3. 农业活动污染：化肥、杀虫剂、农药等农业生产中产生的氮氧化物和氨排放。

4. 自然因素污染：火山喷发、沙尘暴等。

以上均是导致大气污染问题的主要原因之一。

二、大气污染控制的原理为了有效地控制大气污染，必须依据大气污染的来源和传播规律，采取一系列的治理措施。

目前主要应用的大气污染控制主要是：1. 排放控制：通过降低或者消除污染物的排放，来达到防治大气污染的目的。

2. 燃烧优化：对燃烧过程进行调整，实现热效率的最大化，从而降低污染物排放。

3. 空气净化：通过增强空气净化设备的处理能力，以过滤和清除有害气体从而净化大气。

4. 能源结构调整：加强对可再生能源的开发和利用，降低化石燃料的消耗来达到减少污染物排放。

三、缓解大气污染的对策为了更好地实现大气污染的控制，需要在治理措施上进一步加强。

具体可从以下几个方面着手：1. 提高环保意识：加强大气污染宣传教育，提高全民环保意识和参与度。

2. 完善法律法规：切实加强针对大气污染的法律和行政管理，保证环境治理法规的有效执行。

3. 推广新技术：加强对新技术的研究和应用，探究新型的大气污染治理技术。

4. 地方政府的控制：加强地方政府在大气污染治理中的责任和义务，形成对大气污染治理的高压态势。

四、结论作为社会发展的核心肌髓，大气污染需得到完善的治理。

维护大气环境不仅是责任，也是义务。

第七章气态污染物控制技术基础第一节气体吸收一概述1．定义：吸收净化法是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气的目的的一种方法。

吸收2．分类：（ 1）物理吸收：可看成是单纯的物理溶解过程。

如：水吸收HCL 、 CO2等。

吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度；吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。

（ 2）化学吸收：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。

如：碱液吸收CO2、 SO2等；酸液吸收NH 3等。

吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件；吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。

（3）异同点：同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。

异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并是吸收的程度更趋于完全。

结合大气污染治理工程中所需净化治理的废气，具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。

二吸收净化的基本原理1．气液相平衡（1）定义：在一定的温度和压力下，气液两相发生接触后，吸收质便由气象向液相移动，随着液体中吸收质浓度的逐渐增加，吸收速率逐渐渐少，解析速率逐渐增大，经过一段时间接触后，吸收速率和解析速率相等，即吸收质在气象中的分压和在液相中的浓度不再变化，此时气液两相达到平衡，简称相平衡。

在平衡状态下，被吸收气体在溶液上方的分压称为平衡分压，可溶气体在溶液中的浓度称为平衡浓度，或平衡溶解度，溶解度。

（ 2）气体在液体中的溶解度：在100kg 水中溶解气体的千克数。

参见 P241 图 7-4，常见气体在水中的溶解度，可知：①不同性质的气体在同一温度和压力下的溶解度不同；②气体的溶解度与温度有关，多数气体的溶解度随温度的升高而降低；③温度一定时，溶解度随溶质分压升高而增大。

在吸收系统中，增加气相总压，组分的分压会增加，溶解度也随之增加。

2．亨利定律（ 1）定义：对于稀溶液，在较低压力下，x— p 是通过原点的直线，但在压力偏高时与直线偏差很大，这样在较低压力下，我们就可用“亨利定律”来表示。