環(huán)境保護(hù)與新能源第2次課-大氣污染

1、1大氣污染控制大氣污染控制21大氣與大氣污染二、大氣污染二、大氣污染1.按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）作出的定）作出的定義：大氣污染通常是指由于人類活動和自義：大氣污染通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間并因此而足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。環(huán)境的現(xiàn)象。34大氣污染大氣污染51大氣與大氣污染v2.大氣污染的分類：v（1）根據(jù)大氣污染影響范圍v局部地區(qū)污染v地區(qū)性污染v廣域性污染v全球（或國際性）性污染

2、。6煤煙型煤煙型（或還原型）（或還原型）污染污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、和微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、高濕的陰天，且高濕的陰天，且 風(fēng)速很小并伴有逆溫存在風(fēng)速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染的情況時，一次污染 物擴(kuò)散受阻，易在低物擴(kuò)散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧?？站鄯e，生成還原型煙霧。倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件1大氣與大氣污染（2）根據(jù)能源性質(zhì)、大氣污染物組成和反應(yīng)分類：781大氣與大氣污染大氣與大氣污染石油石油型型（或交通型或氧化型）（或交通型或氧化型）污染污染 污染源主要是機(jī)動車（汽油車和柴油車）污染

3、源主要是機(jī)動車（汽油車和柴油車）和機(jī)動船。主要污染物是和機(jī)動船。主要污染物是CO、NOX和和HC。在相對濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴(yán)在相對濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴(yán)重的地區(qū)可能會出現(xiàn)典型的二次污染重的地區(qū)可能會出現(xiàn)典型的二次污染光化學(xué)煙霧。它對人體、動植物、材料光化學(xué)煙霧。它對人體、動植物、材料 均均會產(chǎn)生破壞作用，并且嚴(yán)重影響大氣能見會產(chǎn)生破壞作用，并且嚴(yán)重影響大氣能見度。度。洛杉磯光化學(xué)煙霧事件洛杉磯光化學(xué)煙霧事件910二、幾種典型的大氣污染二、幾種典型的大氣污染（三）酸沉降（三）酸沉降是指大氣中的酸通過降水（如雨、霧、雪）遷移到地表，是指大氣中的酸通過降水（如雨、霧、雪）遷移到地表

4、，或在含酸氣團(tuán)氣流的作用下直接遷移到地表。酸沉降的研或在含酸氣團(tuán)氣流的作用下直接遷移到地表。酸沉降的研究始于酸雨研究。酸雨已成為當(dāng)今世界上最嚴(yán)重的區(qū)域性究始于酸雨研究。酸雨已成為當(dāng)今世界上最嚴(yán)重的區(qū)域性環(huán)境問題之一。直接引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和天然環(huán)境問題之一。直接引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和天然排放的排放的SOX（SO2和和SO3）和）和NOX（NO和和NO2），其天然），其天然源一般是全球分布的，而人為排放的源一般是全球分布的，而人為排放的SOX和和NOX則具有地則具有地區(qū)性分布的特點。區(qū)性分布的特點。酸酸 雨雨111大氣與大氣污染大氣與大氣污染v混合型污染。包括以煤炭為主要污染源而排

5、出的煙氣、粉塵、二氧化硫及其它氧化物所形成的氣溶膠；以石油為污染源而排出的烯烴和二氧化氮為主的污染物。此類污染，其反應(yīng)更為復(fù)雜。如臭氧和烯烴反應(yīng)生成的過氧化氫自由基等氧化物，可大大增加二氧化硫的氧化速率。v 特殊型污染。主要產(chǎn)生于工廠生產(chǎn)過程中排出和發(fā)生意外事故釋放的廢氣，如氯氣、氟化物、金屬蒸氣或酸霧等所引起的污染。 （）12全球變暖全球變暖溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)加劇加劇太陽輻射透過大氣層到達(dá)地球表面后，被巖石土壤等吸太陽輻射透過大氣層到達(dá)地球表面后，被巖石土壤等吸收，地球表面溫度上升，與此同時，地表物質(zhì)向大氣發(fā)收，地球表面溫度上升，與此同時，地表物質(zhì)向大氣發(fā)射出紅外長波射出紅外長波（400800

6、nm）為主的輻射。大氣層中某些為主的輻射。大氣層中某些氣體對短波和可見光吸收很弱，而對長波輻射吸收強(qiáng)烈，氣體對短波和可見光吸收很弱，而對長波輻射吸收強(qiáng)烈，因此地球表面從太陽輻射獲得的熱量相對多，而散失到因此地球表面從太陽輻射獲得的熱量相對多，而散失到大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度得以維持，大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度得以維持，這就是大氣的這就是大氣的“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”。 1大氣與大氣污染1314v“溫室氣體溫室氣體”：v主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烴、主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烴、一氧化氮等。一氧化氮等。v當(dāng)它們在大氣中的濃度增加時，大氣的溫室當(dāng)它們在大氣中的

7、濃度增加時，大氣的溫室效應(yīng)就會加劇，引起地球表面和大氣層下部效應(yīng)就會加劇，引起地球表面和大氣層下部的溫度升高的溫度升高 。1大氣與大氣污染151大氣與大氣污染16太陽光中的紫外線輻射，特別是太陽光中的紫外線輻射，特別是UV-B輻射對生物有輻射對生物有較大的傷害。而阻擋較大的傷害。而阻擋UV-B輻射的就是臭氧。（紫外輻射的就是臭氧。（紫外線輻線輻 射按照其波長的不同，可劃分為射按照其波長的不同，可劃分為UV-A（315-400nm）、）、UV-B（280-315nm）和）和UV-C（280nm）以下三個波段）以下三個波段）2.臭氧層破壞臭氧層破壞1大氣與大氣污染17大氣與大氣污染181大氣與大氣

8、污染191大氣與大氣污染20我國青藏高原上我國青藏高原上空也存在一個相空也存在一個相對周圍地區(qū)濃度對周圍地區(qū)濃度 較低的區(qū)域。較低的區(qū)域。213.酸雨酸雨酸雨：酸雨：由于人類活動的影響，使降水中溶入其它酸性物質(zhì)，從而使其pH值降到值降到5.6以下的降水以下的降水。 酸雨的形成：酸雨的形成：是復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，是由自然排放和人為活動等釋放到大氣中的人為活動等釋放到大氣中的SO2或或NOx通過通過氧化反應(yīng)（氣相或液相反應(yīng)），生成硫酸或硝酸和亞硝酸，氧化反應(yīng)（氣相或液相反應(yīng)），生成硫酸或硝酸和亞硝酸，附在凝結(jié)核上降落到地面上的。附在凝結(jié)核上降落到地面上的。 影響與危害：影響與危害：（1）

9、損害水生、陸生生物：如魚類和森林）損害水生、陸生生物：如魚類和森林（2）對人體健康影響：使有毒重金屬溶入飲用水中，危）對人體健康影響：使有毒重金屬溶入飲用水中，危害飲用者害飲用者（3）腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件、油漆以及名勝古跡等）腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件、油漆以及名勝古跡等 22我國酸雨的化學(xué)特征23中國酸雨的分布變化PH5.6 PH7.0 N/A Taiwan Acid rain distribution in 80s PH7.0 PH7.0 PH5.6 PH5.0 PH4.5 PH90%；v（2）吸收劑利用率高，可超過90%；v（3）煤種適應(yīng)性強(qiáng)，副產(chǎn)品易于回收；v（4）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高，已達(dá)90

10、% 以上v（5）裝置基建投資大 (約占電廠投資的1118%)v（6）運(yùn)行費(fèi)用高（約占電廠總運(yùn)行費(fèi)用的818%）4748（四）其他濕法脫硫工藝v1.海水脫硫法基本原理基本原理 自然界海水呈堿性， pH值 8.0-8.3 SO2為海水吸收后，生成可溶性硫酸鹽 恢復(fù)硫自然循環(huán)49（四）其他濕法脫硫工藝2. 氨法脫硫就是以氨水作為SO2的吸收劑，所產(chǎn)生的副產(chǎn)品為亞硫酸氨v氨水做吸收劑3224234232243()()2NHSOH ONHSONHSOSOH ONH HSO 圖 氨法煙氣脫硫工藝流程50（五）干法脫硫技術(shù)v干法煙氣脫硫v所得到得脫硫產(chǎn)物是干態(tài)形式所得到得脫硫產(chǎn)物是干態(tài)形式v特點：v投資較濕

11、法低投資較濕法低v無需裝設(shè)除霧器及煙氣再熱器無需裝設(shè)除霧器及煙氣再熱器v適合于含硫量中等、有高品位石灰石適合于含硫量中等、有高品位石灰石來源的電廠應(yīng)用來源的電廠應(yīng)用51（五）干法脫硫技術(shù)1.循環(huán)流化床煙氣脫硫52氮氧化物污染控制氮氧化物污染控制v1 低氮氧化物燃燒技術(shù)v2煙氣脫硝技術(shù)533低NOx燃燒技術(shù)v一.傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)1. 低氧燃燒v降低NOx的同時提高鍋爐熱效率vCO、HC、碳黑產(chǎn)生量增加54傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)v2. 降低助燃空氣預(yù)熱溫度燃燒空氣由27oC預(yù)熱到315oC，NO排放量增加3倍55傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)v3. 煙氣循環(huán)燃燒降低氧濃度和燃燒區(qū)溫度主要減少熱力型NOx5

12、6傳統(tǒng)低NOx燃燒技術(shù)v4. 兩段燃燒技術(shù)第一段：氧氣不足，煙氣溫度低，NOx生成量很小第二段：二次空氣，CO、HC完全燃燒，煙氣溫度低57v選擇性非催化還原法選擇性非催化還原法v噴氨法（尿素等氨基還原劑）v由于氨只和煙氣中反應(yīng)，而一般不和氧反應(yīng)，不使用催化劑，氨還原NO僅在9501050這一狹窄范圍內(nèi)進(jìn)行，故噴氨點應(yīng)選擇在爐膛上部對應(yīng)位置。v噴射點必須在9501050攝氏度之間。v噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應(yīng)充分進(jìn)行、使用最少量氨達(dá)到最好效果的重要條件。58v爐膛噴射脫硝爐膛噴射脫硝v若噴入的氨未充分反應(yīng)，則泄漏的氨會到鍋爐爐尾部受熱面，不僅使煙氣飛灰容易沉積在受熱面，且煙氣中氨遇到三氧化硫會生成硫酸氨（粘性，易堵塞空氣預(yù)熱器，并有腐蝕危險）。v總之，SNCR噴氨法投資少，費(fèi)用低，但適用范圍窄，要有良好的混合及反應(yīng)空間、時間條件。當(dāng)要求較高的脫除率時，會造成氨泄漏過大。59選擇性非催化脫硝法(SNCR)爐墻上多層氨噴口位置示意圖噴入氨/尿素燃燒器煙氣1050oC-950oC60 煙氣SCR脫硝法采用催化劑促進(jìn)氨與還原反應(yīng)。若使用鈦和鐵氧化物類催化劑，其反應(yīng)溫度為300oC至400oC，當(dāng)采用活性焦炭時，其反應(yīng)溫