颗粒污染物控制技术基础

1.1根据我国《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的二级标准，求出PM2.5、SO2、NO2三种污染物日平均浓度限值的体积分数。

解：查表得三种污染物二级标准（日平均浓度限值）分别为SO2 150μg/m3、NO2 80μg/m3和PM2.5 75μg/m3。

以SO2为例，求体积分数即求ppmC ppm=C mass1000 MW×22.4其中C mass的单位为μg/m3。

所以SO2 C ppm=150*22.4/(1000*64)=0.0525ppm=0.0525*10-6=0.0525*10-4%同理可得NO2 0.039*10-4%PM2.5属于颗粒物，假设标况下空气密度 1.29kg/m3，所以其质量分数为75*10-6/1.29*103=5.814*10-6%，质量分数与体积分数一样，其体积分数0.05814*10-4%1.2含CCl4废气，气流量为10 Nm3/s，CCl4体积分数为150ppm，请估算废气中CCl4的质量浓度（g/Nm3）和摩尔浓度（mol/Nm3）。

解：CCl4平均分子量154g/mol 体积分数1.50*10-4=1.50*102ppmρ=C mass=1.50*102*1000*154/22.4=1.03g/Nm3C=1.03g/Nm3/154g/mol=6.69*10-3mol/Nm31.3成人每次吸入的空气量平均为0.5L，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为100μg/m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。

已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。

解：成人每次吸入空气量为0.5L=5*10-4m3每小时吸入空气量5.0*10-4*15*60=0.45m3/h 每小时吸入颗粒物量0.45*100=45μg/h。

所以沉积在肺泡上颗粒物量为45*0.12=5.4μg/h1.4设人体内有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。

《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1、教学内容与要求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2、教学重点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。

1.4 细颗粒物控制技术的发展方向
一．燃烧过程中减少细颗粒物的生成； 二．燃烧后控制：
① ② 通过不同技术途径使细颗粒物长大后采用传统除尘技术 脱除； 结合现有污染物控制设备进行过程优化以及多场协同作 用提高对细颗粒物的脱除效果。
I. 燃煤中减少细颗粒物生成的途径
燃烧气氛 O2/CO2 吸附剂 添加剂 (3) 燃烧过程中非均相 反应和物理吸附抑制细 颗粒物生成
细颗粒物不仅本身严重污染环境，同 时还在复合污染形成的非均相反应中 起关键作用。
日期（2002年1月）
1.3 现有污染控制设施脱除细颗粒物的性能
固定源排放以粒径小于 2.5 微 米 甚 至 亚 微 米 级 的细颗粒为主，以数量 计可达到颗粒物总数的 90%以上；
16 14
细颗粒物的捕获率低： 现有除尘装置的除尘效 率可高达99%以上，但 这些除尘器对细颗粒物 的捕获率较低。
图3.2 声波辅助除尘装置示意图
3.2 国内外研究现状
一. 国外研究现状
国外主要研究机构有美国宾夕法尼亚州立大学、美国纽约 Buffalo州立大学、西班牙马德里声学研究所、德国联合研 究中心等。 美国宾夕法尼亚州大学主要针对频率6kHz的低频声波团聚 技术，涉及声波团聚的操作参数影响规律、团聚后微粒的 坚固性、双模态团聚等方面的研究；美国纽约Buffalo州立 大学在冷态实验条件下，对操作参数的影响规律作了较系 统地研究。 西班牙马德里声学研究所、德国联合研究中心主要针对高 频声波团聚技术的研究，自上世纪70年代以来，前者一直 致力于高频声源（频率10~20kHz）的开发研制工作，并于 上世纪 90年代进行了高频声波团聚微粒的中试研究。
其他重点研究：
1. 2. 3. 4.
1.6 存在的问题

四、系统日常运行维护要求
4.2.1空气监测子站日常巡检 ⑤ 检查数据采集、传输与网络通讯是否正常。 ⑥ 检查各种运维工具、仪器耗材、备件是否完好齐全。 ⑦ 检查空调、电源等辅助设备的运行状况是否正常，检查站房 空调机的过滤网是否清洁，必要时进行清洗。 ⑧ 检查各种消防、安全设施是否完好齐全。 ⑨ 对站房周围的杂草和积水应及时清除。 ⑩ 检查避雷设施是否正常，子站房屋是否有漏雨现象，气象杆 是否损坏。 ⑪ 记录巡检情况。

四、系统日常运行维护要求
国 家 /组织
状态规定 测量结果以μg/m3 为单位的污染 物需按参考状态（25℃，760毫米 汞柱）测算报告；以ppb、ppm为 单位的，无需折算参考状态 实况状态： 监测采样时的实际气温和气压 参考状态： 293K(20℃)，101.3kPa
浓度单位 ppb、ppm ppb μg/m3 μg/m3 μg/m3 和
三、振荡天平法监测原理
1 振荡天平法监测原理 当采样气流通过滤膜， 其中的颗粒物（PM10或 PM2.5）沉积在滤膜上，滤膜 质量变化导致振荡频率变化， 通过测量振荡频率的变化计 算出沉积在滤膜上颗粒物的 质量，在根据采样流量、采 样现场环境温度和气压计算 出该时段的（PM10或PM2.5） 标态质量浓度。
四、系统日常运行维护要求
4.1系统日常运行 环境空气自动监测仪器应全年365天（闰年366天）连续 运行，停运超过3天以上，须报负责该点位管理的主管 部门备案，并采取有效措施及时恢复运行。需要主动停 运的，须提前报负责该点位管理的主管部门批准。 在日常运行中因仪器故障需要临时使用备用监测仪器开 展监测，或因设备报废需要更新监测仪器的，须于仪器 更换后1周内报负责该点位管理的主管部门备案。仪器 更新须执行《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监 测系统安装和验收技术规范》（HJ 655-2013）的相关 要求。