颗粒物控制技术
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大气颗粒物污染控制技术的研究与应用近年来,大气颗粒物污染问题越来越引起人们的关注。
大气颗粒物的污染不仅对人类健康造成威胁,还对环境产生不良影响。
为了解决这一问题,研究人员积极探索各种技术手段来控制大气颗粒物的排放和净化。
本文将介绍一些常用的大气颗粒物污染控制技术,并探讨其在实际应用中的效果和局限性。
一、高效过滤器技术高效过滤器技术是一种常用的大气颗粒物控制手段。
它通过安装在烟囱或管道的过滤装置中,将烟气中的颗粒物截留下来。
目前,常用的过滤装置主要包括静电除尘器、布袋除尘器、电力除尘器等。
这些过滤装置具有过滤效率高、排放浓度低等优点,可以有效地降低大气颗粒物的排放量。
然而,高效过滤器技术的应用也存在一些局限性。
首先,过滤装置需要定期清洁和更换滤材,维护成本较高。
其次,过滤装置对于细小颗粒物的过滤效果较差,因此在应对细颗粒物污染时需要辅助其他控制技术。
此外,过滤装置对于高温、高湿度的烟气处理能力有限,不适用于所有情况。
二、静电除尘技术静电除尘技术是一种利用静电力原理来收集颗粒物的技术。
通过在烟气中加入高电压电场,将烟气中的颗粒物带电并附着在电极上,从而实现颗粒物的收集和净化。
静电除尘技术具有高效、节能等优点,适用于各种粒径和浓度的颗粒物控制。
然而,静电除尘技术也存在一些问题。
首先,电极表面容易积聚灰尘,需要定期清洁和维护。
其次,静电除尘技术对于高湿度的烟气处理效果较差,湿度越高,除尘效果越低。
此外,静电除尘器本身需要消耗大量的电能,存在一定的能耗问题。
三、湿式除尘技术湿式除尘技术是一种通过喷水或水膜来收集和净化颗粒物的技术。
湿式除尘技术主要包括湿式电除尘技术和湿式洗涤技术。
湿式除尘技术通过水的作用,可以将细小颗粒物吸附在水膜上,从而实现颗粒物的净化。
湿式除尘技术具有较高的除尘效率和净化效果,尤其适用于细颗粒物和高湿度烟气的处理。
然而,湿式除尘技术对水资源的消耗较大,同时还会产生废水和废渣,对环境会造成一定的影响。
颗粒物污染控制技术研究进展近年来,随着城市化进程不断加快和工业化程度的加深,大气颗粒物污染问题日益凸显,给人们的健康和生活带来严重影响。
因此,研究颗粒物污染控制技术是当今的一个重要研究方向。
本文将从不同角度探讨当前颗粒物污染控制技术的研究进展。
一、颗粒物的种类和来源颗粒物分为可吸入颗粒物、可入肺颗粒物和细颗粒物三种类型。
可吸入颗粒物是指直径在10微米以下的颗粒物,可入肺颗粒物是指直径在2.5微米以下的颗粒物,而细颗粒物则是指直径在0.1微米以下的微小颗粒物。
颗粒物污染主要来源于机动车尾气、工业生产和焚烧固体废物等渠道。
由于颗粒物具有高度可悬浮性和滞留性,因此很容易被人体吸入,从而导致人体健康受到严重威胁,如引起不健康的生理反应、呼吸系统疾病、心血管疾病和神经系统疾病等。
二、常见的颗粒物控制技术目前,常见的颗粒物控制技术主要包括机械过滤法、静电集尘法、湿法脱硫除尘技术、燃烧控制技术以及三维电泳喷雾技术等。
1. 机械过滤法机械过滤法是将气体通过不同直径的过滤介质进行过滤,在介质表面截留大颗粒物和沉积小颗粒物,从而达到过滤的目的。
目前,高效静电过滤器已应用到汽车废气处理和工业粉尘控制领域。
2. 静电集尘法静电集尘法是利用电场将颗粒物带电而产生的静电力引导在电极上沉积,使颗粒物从气流中分离出来,其技术简单、效率高,通常用于粉尘和烟雾颗粒的集尘。
3. 湿法脱硫除尘技术湿法脱硫除尘技术是通过溶液或喷雾将气体中的污染物喷雾产生气液两相接触,利用化学反应和物理作用将气相污染物转化成液相,从而达到净化气体的目的。
4. 燃烧控制技术燃烧控制技术是指通过调节燃料、氧气和燃料输送及化学反应等因素,改变燃烧过程产物的性质和状态,从而达到减少大气污染物排放的目的。
5. 三维电泳喷雾技术三维电泳喷雾技术是应用电场传输技术与喷雾技术相结合,通过静电吸附作用实现微小颗粒物有效去除。
该技术具有去除细颗粒物效果好、设备简单且操作便利等优点。
第五章颗粒污染物控制技术基础第一节颗粒的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径大气污染中涉及到的颗粒物,一般指粒径介于0.01~100μm的粒子。
颗粒的大小不同,其物理、化学特性不同,对人和环境的危害亦不同,而且对除尘装置的影响甚大,因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
实际颗粒的形状多是不规则的,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.显微镜法定向直径dF(Feret 直径):各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM(Martin直径):各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA(Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直径( Heywood测定分析表明,同一颗粒的dF>dA>dM)显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径2.筛分法筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度(筛孔的大小用目表示-每英寸长度上筛孔的个数)3.光散射法等体积直径dV:与颗粒体积相等的球体的直径4.沉降法斯托克斯(Stokes)直径ds:同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径da:在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度(1g/cm3)的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关,是除尘技术中应用最多的两种直径粒径的测定结果与颗粒的形状有关,通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度:与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs(Φs<1)正立方体Φs=0.806,圆柱体Φs=2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)某些颗粒的圆球度二、粒径分布粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例,也称粒子的分散度。
有个数分布、表面积分布、质量分布等,除尘技术中多采用质量分布。
粒径分布的表示方法有列表法、图示法和函数法。
第五章颗粒污染物控制技术基础第一节颗粒的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径大气污染中涉及到的颗粒物,一般指粒径介于0.01~100μm的粒子。
颗粒的大小不同,其物理、化学特性不同,对人和环境的危害亦不同,而且对除尘装置的影响甚大,因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
实际颗粒的形状多是不规则的,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.显微镜法定向直径dF(Feret 直径):各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM(Martin直径):各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA(Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直径( Heywood测定分析表明,同一颗粒的dF>dA>dM)显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径2.筛分法筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度(筛孔的大小用目表示-每英寸长度上筛孔的个数)3.光散射法等体积直径dV:与颗粒体积相等的球体的直径4.沉降法斯托克斯(Stokes)直径ds:同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径da:在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度(1g/cm3)的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关,是除尘技术中应用最多的两种直径粒径的测定结果与颗粒的形状有关,通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度:与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs(Φs<1)正立方体Φs=0.806,圆柱体Φs=2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)某些颗粒的圆球度二、粒径分布粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例,也称粒子的分散度。
有个数分布、表面积分布、质量分布等,除尘技术中多采用质量分布。
粒径分布的表示方法有列表法、图示法和函数法。
第五章颗粒污染物控制技术基础第一节颗粒的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径大气污染中涉及到的颗粒物,一般指粒径介于0.01~100μm的粒子。
颗粒的大小不同,其物理、化学特性不同,对人和环境的危害亦不同,而且对除尘装置的影响甚大,因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
实际颗粒的形状多是不规则的,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.显微镜法定向直径dF(Feret 直径):各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM(Martin直径):各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA(Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直径( Heywood测定分析表明,同一颗粒的dF>dA>dM)显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径2.筛分法筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度(筛孔的大小用目表示-每英寸长度上筛孔的个数)3.光散射法等体积直径dV:与颗粒体积相等的球体的直径4.沉降法斯托克斯(Stokes)直径ds:同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径da:在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度(1g/cm3)的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关,是除尘技术中应用最多的两种直径粒径的测定结果与颗粒的形状有关,通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度:与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs(Φs<1)正立方体Φs=0.806,圆柱体Φs=2.62(l/d)2/3/(1+2l/d)某些颗粒的圆球度二、粒径分布粒径分布是指某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例,也称粒子的分散度。
有个数分布、表面积分布、质量分布等,除尘技术中多采用质量分布。
粒径分布的表示方法有列表法、图示法和函数法。
炼铁颗粒物的排放浓度及控制技术炼铁作为重要的基础性产业,其发展对经济发展和社会进步具有重要意义,但炼铁过程中产生的颗粒物排放给环境带来了很大的压力。
随着人们对环境保护的重视程度不断提高,控制颗粒物排放成为了炼铁行业持续发展的必然选择。
本文将介绍炼铁颗粒物的排放浓度及控制技术。
一、炼铁颗粒物的排放浓度1. 炼铁颗粒物的产生来源炼铁颗粒物主要来源于高炉炉排煤气、烧结机、焦炉、矿物粉磨机排风等,其中以高炉炉排煤气的颗粒物排放量最大,占总量的80%以上。
2. 炼铁颗粒物排放浓度我国炼铁行业颗粒物排放浓度不断下降。
根据我国2017年发布的《炼铁行业污染物排放标准》(GB 28662-2012),高炉炉排煤气颗粒物排放限值为20mg/Nm3,而现阶段已经实现了排放浓度小于10mg/Nm3的目标。
与此同时,随着环保要求的提升和新技术的应用,炼铁颗粒物排放浓度还有进一步降低的空间。
二、炼铁颗粒物的控制技术1. 煤气净化技术(1)电除尘技术电除尘技术是目前炼铁行业应用最广泛的颗粒物去除技术之一。
通过电场的作用,颗粒物在电极之间被捕集下来,实现颗粒物的净化。
电除尘技术具有高效净化、节能环保等优点。
(2)布袋除尘技术布袋除尘技术是利用滤料对颗粒物进行捕集,使其与流体分离并被存储在袋内,达到净化目的。
布袋除尘技术适合处理粒径较大,含尘浓度较低的颗粒物。
2. 减少颗粒物产生(1)优化炉内操作炼铁过程中,通过优化炉内操作可以减少煤气中颗粒物的产生。
例如,采用高品质焦炭、控制煤质、适当加水等可以降低炉渣粘度和收缩,从而降低颗粒物排放。
(2)深度脱硫减少粉尘颗粒物产生炼铁过程中,通过深度脱硫的方式可以减少硫化物的排放,从而降低煤气中颗粒物的产生。
同时,深度脱硫还可以减少腐蚀和结垢等问题。
3. 二次排放控制技术(1)高温除尘技术高温除尘技术是指在高温下对煤气进行去除固体颗粒物的技术,其净化效率要高于常规的除尘技术。
高温除尘技术可用于处理热煤气、含湿煤气等。
颗粒物污染控制的技术与实践随着城市化进程的加速和工业的发展,颗粒物污染问题日益严重,已经成为影响人们健康的重要环境问题之一。
颗粒物是空气中粗细不一的固体颗粒和液滴的总称,对人体健康的危害主要表现为引起呼吸系统疾病、致癌等。
因此,采取有效的技术措施控制和减少颗粒物污染,对于保障公众健康和改善空气质量具有重要意义。
本文着重探讨颗粒物污染控制的技术与实践。
一、颗粒物污染的来源颗粒物污染的来源主要有两种:一是工业排放,包括烟气、粉尘、废水等,由于工业生产过程中需要使用大量的燃料和化学品,因此会产生大量的废气和固体废物。
而且工厂的运行过程也会产生噪音、振动等环境问题。
二是交通污染,交通工具的尾气是另一个导致大气颗粒物污染的重要来源。
汽车尾气和轮胎时刻释放颗粒物和氧化氮,不仅会污染城市大气,还会诱发各种疾病。
二、颗粒物污染控制技术1、静电除尘技术静电除尘就是采用高压静电场对烟气中的带电颗粒进行电荷相互作用,然后通过施加电场使其向极板移动,最终收集到极板上,实现颗粒物分离的目的。
它的主要特点是:高效、低能耗、寿命长、结构简单等。
静电除尘被广泛应用于钢铁、水泥、建材、化工等工业领域中。
2、湿法除尘技术湿法除尘是通过喷淋或添加湿润剂,使颗粒物与液体接触,形成较大的颗粒或降低颗粒的粘度,从而在除尘器上进行固液分离。
湿法除尘的适应范围广,且处理效果为95%以上,适用于一些颗粒比较清晰、易吸湿的烟气。
由于带水气流会使输送、处理设备受到腐蚀,因此,湿法除尘常常用来处理具有高腐蚀性或易结垢的烟气,在实际生产中应该结合工艺要求和场地条件进行选择。
3、布袋除尘技术布袋除尘是指在固定的容器内部,安装上高效过滤材料制成的滤袋,依靠过滤材料对流体中杂质的分离与截留,将空气过滤后排放。
布袋除尘技术的优点在于高精度过滤、利用率高、操作简单等,目前广泛应用于钢铁行业、火电厂等烟气处理领域。
4、等离子体除尘技术等离子体除尘技术也叫电晕除尘技术,是运用等离子体所具有的电化学反应和辐射特性,在经过等离子体装置处理过烟气后,使颗粒物带上电荷而被捕捉下来的一种除尘方法。
大气污染物排放与控制技术大气污染成为了全球环境面临的严重问题之一。
随着工业化的快速发展和人口的增加,大气污染物的排放量也大幅增加,对人类健康和环境造成了严重威胁。
因此,探索和应用大气污染物排放与控制技术是当今的重要任务之一。
本文将介绍几种常见的大气污染物排放与控制技术,以期为解决大气污染问题提供一定的参考。
一、颗粒物排放与控制技术颗粒物是大气污染中最常见也最危害健康的一类物质。
通过控制颗粒物排放,可以有效减少空气中的细颗粒物含量,改善大气质量。
常见的颗粒物控制技术包括:1.过滤器技术:使用高效过滤器捕捉颗粒物,防止其进入大气中。
2.电除尘技术:通过电磁场将颗粒物带电,然后利用静电力使其沉积到收集板上,以达到控制排放的目的。
3.湿式除尘技术:通过水喷淋的方式将颗粒物湿化并沉降下来,以减少其排放量。
二、二氧化硫排放与控制技术二氧化硫的排放对大气和环境造成了严重影响,不仅污染大气还可能导致酸雨的发生。
为了控制二氧化硫的排放,以下是几种常见的控制技术:1.烟气脱硫技术:采用石灰石、石膏等吸附剂将二氧化硫从烟气中吸附出来,达到减少排放的目的。
2.燃烧技术优化:通过调整燃料供给、燃烧温度和燃烧条件等,使燃烧效率提高,从而减少二氧化硫的排放。
3.氧化脱硫技术:利用化学反应将二氧化硫氧化为更易处理或更容易被吸附的物质,进而控制二氧化硫的排放。
三、氮氧化物排放与控制技术氮氧化物是大气污染中另一主要成分,对环境和人体健康有很大影响。
以下是几种常见的氮氧化物控制技术:1.选择性催化还原(SCR)技术:利用催化剂将氮氧化物与氨反应生成无毒或低毒的氮氧化物,从而减少其排放。
2.低氮燃烧技术:通过调整燃烧过程和燃料供应,以减少氮氧化物的生成和排放。
3.再循环燃烧技术:将部分燃烧产物再循环到燃烧室中,降低燃烧温度,减少氮氧化物的生成和排放。
综上所述,大气污染物排放与控制技术是应对大气污染问题的重要手段。
通过应用适当的技术,可以有效减少大气污染物排放,改善空气质量,保护环境和人类健康。
大气颗粒物指的是分散在大气中的固态或液态颗粒状物质,根据其粒径大小,又可分为空气动力学直径小于或等于100 um的总悬浮颗粒物(TSP)和空气动力学直径小于或等于10um的可吸入颗粒物(PM10)。
可吸入颗粒物又可细分为细粒PM2.5(空气动力学直径小于或等于2.5 u m)和粗粒(空气动力学直径介于2.5 um至10 um ) 。
可吸入颗粒物的产生分为自然源和人为源,人为源主要来自煤的燃烧、机动车排放和一些工业生产过程。
有研究结果表明,空气动力学尺度大于10 um的颗粒物,基本上被阻止于人的鼻腔;2 um -10 um的颗粒,可进入人体咽喉,约90 %可进入并沉积于呼吸道的各个部位,10%可以到达肺的深处,并沉积于肺中;小于2 um的颗粒,100 %可以吸入肺泡中,其中0.3 um-2 um的粒子几乎全部沉积于肺部而不能呼出,进而进入人体血液循环。
图中给出了可吸入颗粒物在人体肺泡处沉积比例,可见对人体危害最大的颗粒主要集中在1微米尺寸附近,而这尺寸段的颗粒却是最难清除的。
由于可吸入颗粒粒径小、比表面积大,因而其吸附性很强,容易成为空气中各种有毒物质的载体,特别是容易吸附多环芳烃、多环苯类和重金属及微量元素等,使得致癌、致畸、致变的发病率明显升高。
2002年美国纽约大学药学院的研究表明,烟尘等细颗粒物和肺、心脏病所导致的死亡有关,其所指的细颗粒物即为PM2.5,其主要来自化石燃料的燃烧,特别是以煤为燃料的火力发电站、以及上业机械和汽车。
该研究对于长期生活于污染空气下易于诱发肺癌之说,己获得确定的证据。
通过对1982年至1998年期间所得到的50万例数据分析表明:空气中的可吸入颗粒物每增加10 ug / m3,肺癌致死的危险就增加8%,心脏病死亡率则增加6%,总死亡率增加4%,研究并没有发现死亡率和总悬浮物以及粗颗粒相关。
自上世纪80年代,随着对大气颗粒物研究的深入,人们认识到粒径在10 um以下的颗粒物是对环境和人体健康危害最大的一类污染物,并且细颗粒的危害性比粗颗粒更加严重,因此各个国家对其制定的排放标准日趋严格。
如美国国家环保局EPA所制订的环境空气质量标准对大气颗粒物的控制就经历了从TSP到
PM10到PM2.5的过程,首先在1985年将原始颗粒物指示物质由TSP项目修改为PM10,进而又于1997年在原有PM10的标准上增加了PM2.5的排放标准,并且规定PM2.5的三年平均年浓度低于15ug/m3,三年中平均99%的24h浓度低于65 ug / m3,可以降低细颗粒物对人体健康、环境和气候等的危害;欧盟也于1997年提出了自己的PM2.5标准。
我国也在1996年颁布的《环境空气质量标准》( GB3095一1996)中规定了PM10的标准,并统一在空气质量日报中取消了TSP质量指数,采用PM10指标。
可吸入颗粒物除对人体健康产生不良影响以外,还会对能见度、酸沉降、云和降水、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等造成重要影响。
如:大气中的颗粒物减弱了阳光对地面的辐射,影响了地面和大气系统能量收支,影响气候,包括降低地表温度,影响风速、风向等;空气中的金属氧化物,硫酸盐及氯化物粉尘颗粒对二氧化硫的具有催化氧化效果,是硫酸气溶胶的凝结核,它们可在一定的湿度环境下吸收空气中的SO2, SO3及H2SO4而生成较大的雾滴,形成散布于空气中的气溶胶,从而引起酸雨:城市中的汽车排放的尾气和空气中悬浮的颗粒物,在特定的光辐射条件下,可形成光化学烟雾污染,产生大量的二次气溶
胶粒子,主要是爱根核态粒子(0.01=0.1um)和积聚模态粒子(0.1-2um),尤其是积聚模态粒子,其消光系数最大,是光化学烟雾污染期大气能见度明显降低的主要原因。
目前,可吸入颗粒物(小于l0um)是我国城市大气环境的首要污染物,尤其是空气动力学自径小于2. 5 um的颗粒物(PM2.5)。
许多大中城市,可吸入颗粒物超标十分严重,并且污染程度具有上升趋势。
从产生的方式看,城市大气中。
可吸入颗粒物主要是由汽车尾气和燃煤排放产生的一次气溶胶和通过气粒转化过程形成的二次气溶胶组成。
水体中氮的主要通过水中生物吸收利用,例如能够进行氨化作用的生物分解有机氮产生氨。
产生的氨,一部分供微生物或植物同化,一部分被转变成硝酸盐。
至于铅为什么对儿童威胁大,是因为重金属主要是通过肝来解毒,儿童的肝功能发育还不完全,因此受到的危害会更大。