大氣污染控制工程課件

1、考核要求 考勤：占20% 作業(yè)：占20% 期末考試：占60%第第1 1章章 概概 論論大氣：環(huán)繞地球的全部氣體的總合。大氣：環(huán)繞地球的全部氣體的總合?？諝猓喝祟?、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外氣體。空氣：人類、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外氣體。大氣組成大氣組成干燥清潔的空氣干燥清潔的空氣水蒸氣水蒸氣 雜質(zhì)雜質(zhì)氮、氧、氬、二氧化碳 （99.996%）氖、氦、氪、甲烷等 （0.004%）懸浮顆粒物氣態(tài)物質(zhì)大氣污染大氣污染 由于由于人類活動(dòng)或自然過(guò)程人類活動(dòng)或自然過(guò)程使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣使得某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出中，呈現(xiàn)出足夠的濃度足夠的濃度，達(dá)到了，達(dá)到了足夠的時(shí)間足夠的時(shí)間，因此危

2、，因此危害了害了人體的舒適、健康人體的舒適、健康和和人們的福利人們的福利，甚至危害了，甚至危害了生生態(tài)環(huán)境態(tài)環(huán)境。大氣污染類型：大氣污染類型：局部、地區(qū)、廣域和全球性污染局部、地區(qū)、廣域和全球性污染全球性污染：全球性污染：溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)臭氧層破壞臭氧層破壞酸雨酸雨溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)溫室氣體：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、溫室氣體：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、 氟氯碳、水蒸氣等。氟氯碳、水蒸氣等。溫室效應(yīng)：使太陽(yáng)短波幾乎無(wú)衰減地通過(guò)，卻可溫室效應(yīng)：使太陽(yáng)短波幾乎無(wú)衰減地通過(guò)，卻可 以可以吸收地表的長(zhǎng)波輻射，由此引以可以吸收地表的長(zhǎng)波輻射，由此引 起地球氣溫升高的現(xiàn)象起地球氣溫升高的現(xiàn)象

3、。氣候變化：人類活動(dòng)使大氣氣候變化：人類活動(dòng)使大氣中中CO2濃度增加，從而濃度增加，從而 導(dǎo)致全球氣溫升高。導(dǎo)致全球氣溫升高。臭氧層破壞臭氧層破壞臭氧主要集中于平流層，可以吸收太陽(yáng)紫外線的輻射。臭氧主要集中于平流層，可以吸收太陽(yáng)紫外線的輻射。氟氯碳、氟氯碳、NOx等物質(zhì)向大氣排放逐漸增多，導(dǎo)致臭氧等物質(zhì)向大氣排放逐漸增多，導(dǎo)致臭氧層破壞。層破壞。223OYOYOOYOOY酸雨酸雨pH小于小于5.6雨、雪或其他形式雨、雪或其他形式的大氣降水稱為的大氣降水稱為酸雨酸雨。形成原因：形成原因：化石燃料燃燒和汽車尾氣排放的化石燃料燃燒和汽車尾氣排放的SOx和和 NOx，于大氣中形成硫酸和硝酸，又以，于大

4、氣中形成硫酸和硝酸，又以 雨、雪、霧等形式返回地面，形成雨、雪、霧等形式返回地面，形成“酸沉酸沉 降降”。大氣污染物大氣污染物氣溶膠狀態(tài)污染物氣溶膠狀態(tài)污染物氣體狀態(tài)污染物氣體狀態(tài)污染物（1）粉塵）粉塵（2）煙）煙（3）飛灰）飛灰（4）黑煙）黑煙（5）霧）霧總懸浮顆粒物總懸浮顆粒物（TSP）可吸入顆粒物可吸入顆粒物（PM10）氣體狀態(tài)污染物氣體狀態(tài)污染物以分子狀態(tài)存在的污染物。以分子狀態(tài)存在的污染物。種類：五類種類：五類 含硫化合物含硫化合物 含氮化合物含氮化合物 碳氧化物碳氧化物 有機(jī)化合物有機(jī)化合物 鹵素化合物鹵素化合物另一種分類：（1）一次污染物：直接從污染源排放到大氣中的原始污染物質(zhì)。

5、（2）二次污染物：由一次污染物與大氣中已有組分或者幾種一次污染物之間一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。污染物污染物一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO3、MSO4含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3碳的氧化物CO、CO2無(wú)有機(jī)化合物C1C10化合物醛、酮、過(guò)氧乙酰硝酸酯、O3鹵素化合物HF、HCl無(wú)（1）硫氧化物：）硫氧化物： SO2（2）氮氧化物：）氮氧化物： NO、NO2、N2O （3）碳氧化物：）碳氧化物： CO、CO2 （4）有機(jī)物：）有機(jī)物： CH4 VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）（揮發(fā)性有機(jī)物） （5）硫

6、酸煙霧：）硫酸煙霧： 硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠 （6）光化學(xué)煙霧：）光化學(xué)煙霧：臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯、酮類、醛類臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯、酮類、醛類大氣污染物的來(lái)源大氣污染物的來(lái)源按照主要污染物的統(tǒng)計(jì)分析：按照主要污染物的統(tǒng)計(jì)分析：燃料燃燒燃料燃燒 固定源固定源 工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸 流動(dòng)源流動(dòng)源按照空間分布：按照空間分布：點(diǎn)源點(diǎn)源面源面源煤煙型SO2和TSP 大氣污染防治的基本點(diǎn)是防和治防和治的綜合。 大氣污染綜合防治： 為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)，對(duì)多種大氣污染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能性理

7、性、區(qū)域適應(yīng)性和實(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評(píng)價(jià)，從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施工程措施。1、全面規(guī)劃、合理布局大氣污染綜合防治措施5、綠化造林2、嚴(yán)格環(huán)境管理3、控制大氣污染的技術(shù)措施 實(shí)施清潔生產(chǎn) 實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略 建立綜合性工業(yè)基地4、控制污染的經(jīng)濟(jì)政策 保證必要的環(huán)境保護(hù)投資 實(shí)行“污染者和使用者支付原則”安裝廢氣安裝廢氣凈化裝置凈化裝置 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人群健康保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人群健康的基 本要求為目標(biāo)而對(duì)環(huán)境空氣中的 各類污染物的容許濃度容許濃度所做的規(guī) 定。大

8、氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：以實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為 目標(biāo)，對(duì)從污染源污染源排入大氣 的污染物濃度所做的限制性污染物濃度所做的限制性 規(guī)定規(guī)定。 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：為保準(zhǔn)達(dá)到污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)而 從某一方面做出的具體技術(shù)規(guī) 定。 警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)環(huán)境空氣質(zhì)量不致惡化或根據(jù)大氣污 染 發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)防發(fā)生污染事故而規(guī)定的污 染物含量的極限值。 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095-1996 二氧化硫（SO2） 總懸浮顆粒物（TSP） 可吸入顆粒物（PM10） 二氧化氮（NO2） 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 一氧化碳（C

9、O） 臭氧（O3） 鉛（Pb）、 苯并a芘（BaP） 氟化物 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)： 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，長(zhǎng)期 接觸情況下，不發(fā)生危害性影響的空 氣質(zhì)量要求。 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)人群健康和城市鄉(xiāng)村的動(dòng)植 物，短期和長(zhǎng)期接觸情況下，不發(fā)生 危害性影響的空氣質(zhì)量要求。 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群不發(fā)生急慢性中毒和城市 一般動(dòng)植物正常生長(zhǎng)的空氣質(zhì)量要求。 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 三類區(qū)： 一類區(qū)：自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、急需特殊保 護(hù)區(qū)。 二類區(qū)：居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化 區(qū)、一般工業(yè)區(qū)、農(nóng)村地區(qū)。 三類區(qū)：特定工業(yè)區(qū)。 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB16297-1996，

10、規(guī)定了33種大氣污染物的排放限值，指標(biāo)分別為最高允許排放濃度、最高允許排最高允許排放濃度、最高允許排放速率、無(wú)組織排放監(jiān)控濃度放速率、無(wú)組織排放監(jiān)控濃度。 任何排氣筒必須同時(shí)遵守最高允許排放濃度和最高允許排放速率，超過(guò)任何一項(xiàng)即超標(biāo)。 按照污染源所在的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)功能區(qū)類別，執(zhí)行相應(yīng)級(jí)別的排放速率標(biāo)準(zhǔn)。大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)第一章第一章 概論概論第二章第二章 燃燒與大氣污染燃燒與大氣污染第三章第三章 大氣污染氣象學(xué)大氣污染氣象學(xué)第四章第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算模式大氣擴(kuò)散濃度估算模式第五章第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第六章第六章 除塵裝置除塵裝置

11、第七章第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第八章第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制第九章第九章 固定源氮氧化物的污染控制固定源氮氧化物的污染控制第十章第十章 集氣罩和管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)集氣罩和管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第2章章 燃燒和大氣污染燃燒和大氣污染常規(guī)燃料常規(guī)燃料固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料煤煤石油石油天然氣天然氣燃燒迅速，燃燒迅速，燃燒狀態(tài)由燃燒狀態(tài)由空氣與燃料空氣與燃料的擴(kuò)散或混的擴(kuò)散或混合所控制。合所控制。受蒸發(fā)過(guò)程受蒸發(fā)過(guò)程控制。控制。氣態(tài)燃燒受氣態(tài)燃燒受蒸發(fā)控制；蒸發(fā)控制；固態(tài)燃燒受固態(tài)燃燒受氧向固體表氧向固體表面的擴(kuò)散控面的擴(kuò)散控制。制。 固體燃

12、料，可燃成份主要由碳、氫及少量的氧、氮和硫等一起構(gòu)成的有機(jī)聚合物。 分類：褐煤、煙煤和無(wú)煙煤。分類：褐煤、煙煤和無(wú)煙煤。第第1節(jié)節(jié) 燃料的性質(zhì)燃料的性質(zhì)煤煤 工業(yè)分析工業(yè)分析 （1）水分：外部水和內(nèi)部水，）水分：外部水和內(nèi)部水，10%13%左右。左右。 （2）灰分：不可燃礦物質(zhì)的總稱，）灰分：不可燃礦物質(zhì)的總稱，25%左右。左右。 （3）揮發(fā)分：與空氣隔絕條件下加熱分解出可燃?xì)怏w。）揮發(fā)分：與空氣隔絕條件下加熱分解出可燃?xì)怏w。 （4）固定碳：是煤的主要可燃物質(zhì)。）固定碳：是煤的主要可燃物質(zhì)。 去掉外部水分的煤中主要組成去掉外部水分的煤中主要組成碳、氫、碳、氫、氮、硫和氧氮、硫和氧等含量。等含量

13、。元素分析元素分析C: 分析尾氣的分析尾氣的CO2。H：分析尾氣的：分析尾氣的H2O。N: 先轉(zhuǎn)換為氨，再通過(guò)堿吸收。先轉(zhuǎn)換為氨，再通過(guò)堿吸收。S: 先轉(zhuǎn)換為硫酸鋇，再用重量法測(cè)定。先轉(zhuǎn)換為硫酸鋇，再用重量法測(cè)定。硫的形態(tài)硫的形態(tài)全硫硫化鐵硫化鐵有機(jī)硫有機(jī)硫硫酸鹽硫硫酸鹽硫元素硫元素硫黃鐵礦硫黃鐵礦硫原生和次生原生和次生化學(xué)方法脫硫化學(xué)方法脫硫揮發(fā)性硫揮發(fā)性硫灰分的一部分灰分的一部分（4）干燥無(wú)灰基）干燥無(wú)灰基 以去掉全部以去掉全部水分和灰分水分和灰分的燃料作為的燃料作為100%的成分。 煤的成份表示方法煤的成份表示方法（1）收到基）收到基 以包括全部以包括全部水分和灰分水分和灰分的燃料作為的

14、燃料作為100%的成分。的成分。（2）空氣干燥基）空氣干燥基 以去掉以去掉外部水分外部水分的燃料作為的燃料作為100%的成分。的成分。（3）干燥基）干燥基 以去掉以去掉全部水分全部水分的燃料作為的燃料作為100%的成分。的成分。 液體燃料，是多種化合物的混合物，主要由鏈烷液體燃料，是多種化合物的混合物，主要由鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等碳?xì)浠衔铮饕煞轂樘己蜔N、環(huán)烷烴和芳香烴等碳?xì)浠衔?，主要成份為碳和氫，少量硫、氮和氧。氫，少量硫、氮和氧?石油石油硫的形態(tài)：硫的形態(tài)： 絕大部分以有機(jī)硫的存在。絕大部分以有機(jī)硫的存在。 氣體燃料，甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%。 天然氣硫的形態(tài)：硫的形態(tài)：

15、 H2S第第2節(jié)節(jié) 燃料燃燒過(guò)程燃料燃燒過(guò)程 燃燒是指可燃混合物的快速氧化過(guò)程，并伴隨能量燃燒是指可燃混合物的快速氧化過(guò)程，并伴隨能量的釋放，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。的釋放，同時(shí)使燃料的組成元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氧化物。 燃燒產(chǎn)物主要為燃燒產(chǎn)物主要為二氧化碳和水蒸氣二氧化碳和水蒸氣；不完全燃燒會(huì)；不完全燃燒會(huì)生產(chǎn)生產(chǎn)黑煙和一氧化碳黑煙和一氧化碳；若燃料含硫和氮，則生成；若燃料含硫和氮，則生成SO2和和NO；如果溫度較高，空氣中的部分氮會(huì)被氧化成；如果溫度較高，空氣中的部分氮會(huì)被氧化成NOx。 燃料完全燃燒的條件：燃料完全燃燒的條件： （1）空氣條件）空氣條件 （2）溫度條件）溫度條件

16、 （3）時(shí)間條件）時(shí)間條件 （4）燃料和空氣的混合條件）燃料和空氣的混合條件第第2節(jié)節(jié) 燃料燃燒過(guò)程燃料燃燒過(guò)程假設(shè)：假設(shè)： （1）空氣僅氮和氧構(gòu)成，且體積比為）空氣僅氮和氧構(gòu)成，且體積比為 79.1/20.9=3.78 （2）燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒。）燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒。 （3）燃料中硫主要被氧化為）燃料中硫主要被氧化為SO2。 （4）熱力型）熱力型NOx忽略。忽略。 （5）燃料的化學(xué)式為）燃料的化學(xué)式為CxHySzOw。燃料燃燒的理論空氣量燃料燃燒的理論空氣量 單位量燃料按燃料方程式完全燃燒所需要的單位量燃料按燃料方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為空氣量稱為理論空氣量理論空氣量。Cx

17、HySzOw+(x+y/4+z-w/2)O2+3.78(x+y/4+z-w/2)N2xCO2+y/2H2O+zSO2+3.78(x+y/4+z-w/2)N2+QVa0=22.44.78(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+16w) =107.1(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+16w) m3/kg空氣過(guò)剩系數(shù) =Va/Va0空燃比 單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需要的空氣質(zhì)量燃燒產(chǎn)生的污染物燃燒產(chǎn)生的污染物燃燒煙氣：懸浮的少量顆粒物、燃燒產(chǎn)物、未燃燒和部 分燃燒的燃料、氧化劑以及惰性氣體等污染物：二氧化碳、一氧化碳、硫的氧化物、氮的氧化 物、煙、飛灰、金

18、屬及其氧化物、金屬鹽類、 醛、酮和稠環(huán)碳?xì)浠衔镂廴疚锏漠a(chǎn)生的影響因素：燃料組成、燃燒方式燃料設(shè)備的熱損失：燃料設(shè)備的熱損失：（1）排煙熱損失）排煙熱損失（2）不完全燃燒熱損失）不完全燃燒熱損失（3）散熱損失）散熱損失防治大氣污染最有力的措施就是有效利用燃料資源。防治大氣污染最有力的措施就是有效利用燃料資源。煙氣成分：煙氣成分：CO2、SO2、N2和水蒸氣。和水蒸氣。干煙氣：干煙氣： CO2、SO2、N2水蒸汽體積：燃料中氫燃燒后生成、燃料中所含水水蒸汽體積：燃料中氫燃燒后生成、燃料中所含水 蒸氣蒸氣+由理論空氣量所帶入的水蒸氣由理論空氣量所帶入的水蒸氣濕煙氣：濕煙氣： 干煙氣、水蒸氣干煙氣、

19、水蒸氣第第3節(jié)節(jié) 煙氣體積及污染物排放量計(jì)算煙氣體積及污染物排放量計(jì)算 理論煙氣體積理論煙氣體積 理論空氣量條件下，燃料完全燃燒所生成的理論空氣量條件下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積，以煙氣體積，以Vfg0表示。表示。Vn=VsPsTn/(PnTs) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K和和1atm）煙氣體積和密度的校正煙氣體積和密度的校正sssnnnTVPTVP觀測(cè)狀態(tài)下：觀測(cè)狀態(tài)下：Ps 、Ts、Vs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：Pn、 Tn 、Vn實(shí)際煙氣體積實(shí)際煙氣體積=理論煙氣體積理論煙氣體積+過(guò)?？諝饬窟^(guò)?？諝饬縑fg=Vfg0+Va0（-1）如果采用奧氏煙氣分析儀分析干煙氣成分，則：=1+O2

20、p/(0.264N2p-O2p)如果燃燒過(guò)程產(chǎn)生CO，則：=1+(O2p-0.5COp)/(0.264N2p-(O2p-0.5COp)污染物排放量計(jì)算污染物排放量計(jì)算（2）通過(guò)測(cè)定）通過(guò)測(cè)定煙氣污染物的濃度煙氣污染物的濃度，并根據(jù)，并根據(jù)實(shí)際實(shí)際 排放量排放量，計(jì)算得到污染物的排放量。，計(jì)算得到污染物的排放量。（1）根據(jù)同類燃燒設(shè)備的）根據(jù)同類燃燒設(shè)備的排污系數(shù)、燃料組成和排污系數(shù)、燃料組成和 燃燒狀況燃燒狀況，預(yù)測(cè)煙氣量和污染物濃度。，預(yù)測(cè)煙氣量和污染物濃度。第第3章章 大氣污染氣象學(xué)大氣污染氣象學(xué)污染源污染源大氣污染大氣污染傳輸和擴(kuò)散傳輸和擴(kuò)散（1）污染源本身特性（2）氣象條件（3）地面特

21、征（4）周圍地區(qū)建筑物分布平流層中間層暖層散逸層第第3 3章章 大氣污染氣象學(xué)大氣污染氣象學(xué)大氣圈垂直結(jié)構(gòu)大氣圈垂直結(jié)構(gòu)（1）對(duì)流層集中了整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4和幾 乎全部水蒸氣。（2）大氣溫度隨高度的增加而降低。（3）空氣具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。（4）溫度和濕度的水平分布不均勻，經(jīng)常 發(fā)生大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng)。大氣邊界層（摩擦層）大氣邊界層（摩擦層） 對(duì)流層的下層，厚度約為12km, 其中氣流受地面阻滯和摩擦的影響很大。近地層近地層 從地面到50-100m左右的一層，上下溫差很大。2、氣壓 大氣的壓強(qiáng)。氣象要素氣象要素1、氣溫 地面1.5米處的空氣溫度。1hPa=100Pa3、氣濕氣象上把水平方向上的

22、空氣運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)。氣象要素氣象要素4、 風(fēng)向和風(fēng)速風(fēng)向指風(fēng)的來(lái)向。風(fēng)速指單位時(shí)間之內(nèi)水平方向上空氣運(yùn)動(dòng)的距離。漂浮于空中的水汽凝結(jié)物。氣象要素氣象要素5、 云 水汽凝結(jié)物由大量小水滴或小冰晶或兩者的混合物構(gòu)成。 云量 云高一、太陽(yáng)、大氣和地面的熱交換二、氣溫的垂直變化三、大氣穩(wěn)定度第第2節(jié)節(jié) 大氣的熱力過(guò)程大氣的熱力過(guò)程 低層大氣的增熱和冷卻，是太陽(yáng)、大氣和地球之間進(jìn)行熱量交換的結(jié)果。一、太陽(yáng)、大氣和地面的熱交換一、太陽(yáng)、大氣和地面的熱交換 （1）近地層大氣溫度隨地表溫度的升高而增加）近地層大氣溫度隨地表溫度的升高而增加 （自下而上的被加熱）。（自下而上的被加熱）。 （2）近地層大氣溫度隨地表溫

23、度的降低而降低）近地層大氣溫度隨地表溫度的降低而降低 （自下而上的被降低）。（自下而上的被降低）。二、氣溫的垂直變化二、氣溫的垂直變化大氣的絕熱過(guò)程大氣的絕熱過(guò)程： 如果大氣中某一空氣塊作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)與周圍空氣不發(fā)生熱量交換，則這樣的狀態(tài)變化過(guò)程稱為大大氣絕熱過(guò)程氣絕熱過(guò)程。T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)0.288 泊松方程泊松方程 描述了絕熱升降過(guò)程中氣塊的初態(tài)和終態(tài)之間的關(guān)系。干絕熱直減率干絕熱直減率： 干空氣塊絕熱上升或下降單位高度時(shí)，溫度降低或升高的數(shù)值，稱為干空氣溫度絕熱垂直遞減率，簡(jiǎn)稱干絕熱直減率，以d表示。mKCgdZdTpdid100/98. 0氣溫的垂直分布 氣溫

24、隨高度的變化可以用氣溫垂直遞減率（氣溫直減率）表示。ZT氣溫直減率氣溫直減率表示單位高度（通常取100米）氣溫的變化值。如果氣溫隨高度的增加而遞減的，則氣溫直減率為正值，反之則為負(fù)值。溫度層結(jié)： 氣溫隨垂直高度的分布的曲線，稱為氣溫沿高度分布曲線或溫度層結(jié)曲線，簡(jiǎn)稱溫度層結(jié)。（1）遞減層結(jié)： 氣溫隨高度的增加而降低，且 d。（2）中性層結(jié)： =d（3）等溫層結(jié)： =0（4）逆溫： d（2）大氣穩(wěn)定： 500mmx628057025. 009356. 1x=4967m 當(dāng)x=3km時(shí)，地面軸線濃度為：335222/075. 0/1056. 7)362150(21exp36240341416. 3

25、151)2exp(mmgmgHuQzzy336yd/00809. 0/g1009. 81241150041416. 32151uD2Q,2x11xmmgm 地面軸線濃度為：當(dāng) 二、熏煙型擴(kuò)散模式 當(dāng)夜間發(fā)生輻射逆溫后，清晨太陽(yáng)升起后，逆溫從地面開(kāi)始破壞而逐漸向上發(fā)展。當(dāng)逆溫破壞到煙流下邊緣以上時(shí)，便發(fā)生強(qiáng)烈的向下混合作用，使地面污染物濃度增大。 第第4節(jié)節(jié) 特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式熏煙過(guò)程熏煙過(guò)程 假定煙流是排入穩(wěn)定層之內(nèi)的，當(dāng)逆溫層消失到假定煙流是排入穩(wěn)定層之內(nèi)的，當(dāng)逆溫層消失到高度高度hf時(shí)，這時(shí)高度時(shí)，這時(shí)高度hf以下濃度的垂直分布是均以下濃度的垂直分布是均勻的，

26、則地面濃度可以采用下式進(jìn)行計(jì)算。勻的，則地面濃度可以采用下式進(jìn)行計(jì)算。 8,/P)2exp(2)21exp(21), 0 ,(222HmymhHhyhudPPQHyxyyfyffzfyffyfPF向擴(kuò)散參數(shù)為熏煙條件下逆溫層消失高度）（ 當(dāng)逆溫層消失到當(dāng)逆溫層消失到H時(shí)，即時(shí)，即hf=H可以認(rèn)為煙流的一可以認(rèn)為煙流的一半已經(jīng)向下混合，另一半仍留于上面的穩(wěn)定大氣半已經(jīng)向下混合，另一半仍留于上面的穩(wěn)定大氣中，這時(shí)的地面濃度為：中，這時(shí)的地面濃度為： )2exp(22), 0 ,(22yfyfFyHuQHyxHuQHxyfF22), 0 , 0 ,( 當(dāng)逆溫層消失到煙流的上邊緣時(shí)，即當(dāng)逆溫層消失到煙

27、流的上邊緣時(shí)，即hf=H+2z可可以認(rèn)為煙流全部混合，地面濃度達(dá)到最大值：以認(rèn)為煙流全部混合，地面濃度達(dá)到最大值： )2exp(2), 0 ,(22yffyfFyhuQHyxfyfFhuQHx2), 0 , 0 ,(例例4-6 某電廠煙囪有效高度為某電廠煙囪有效高度為150m，SO2的排放量為的排放量為151g/s。夜間和上午地面風(fēng)速。夜間和上午地面風(fēng)速為為4m/s，夜間云量為，夜間云量為3/10。如果清晨發(fā)生。如果清晨發(fā)生熏煙現(xiàn)象，確定下風(fēng)向熏煙現(xiàn)象，確定下風(fēng)向16km處的地面軸處的地面軸線濃度。線濃度。解： 夜間u=4m/s，云量=3/10，可以確定穩(wěn)定度為E級(jí)。當(dāng)x=16km時(shí)，確定擴(kuò)散

28、參數(shù)。mmzy100,544mHmHhyyfzf563815054483501002150235/1064. 72), 0 , 0 ,16000(mghuQHfyfF一、煙囪高度的計(jì)算 既要滿足大氣污染物的擴(kuò)散稀釋的要求，又要考慮節(jié)省投資，最終目的是保證地面濃度不超過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 采用高斯模式的簡(jiǎn)化公式。 1、按地面最大濃度的計(jì)算方法 按保證污染物的地面最大濃度不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值確定煙囪高度。 第第5節(jié)節(jié) 煙囪高度的設(shè)計(jì)煙囪高度的設(shè)計(jì)15 . 0)(20yzyzbsHeuQH二、煙囪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題第第5節(jié)節(jié) 煙囪高度的設(shè)計(jì)煙囪高度的設(shè)計(jì)1、煙囪高度計(jì)算公式是根據(jù)煙流擴(kuò)散范圍之

29、內(nèi)溫度層相同的條件下，按照錐形煙流高斯模式推導(dǎo)出來(lái)的。如果上部逆溫出現(xiàn)頻率較高的地區(qū)，需按封閉型擴(kuò)散模式校核。如果是輻射逆溫較強(qiáng)的地區(qū)，應(yīng)該采用熏煙型擴(kuò)散模式校核。第第5節(jié)節(jié) 煙囪高度的設(shè)計(jì)煙囪高度的設(shè)計(jì)2、煙氣抬升高度對(duì)煙囪高度計(jì)算影響很大。一般情況下，優(yōu)先采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的公式。3、為防止煙流受周圍建筑的影響，煙囪高度不得低于所從屬建筑物高度的2倍；為防止煙囪本身對(duì)煙流的影響，煙囪出口處的流速不得低于風(fēng)速的1.5倍。為利于煙氣抬升，出口煙氣流速不宜過(guò)低，為2030m/s。大氣污染控制的顆粒物：大氣污染控制的顆粒物：（1）顆粒的粒徑及粒徑分布（2）粉塵的物理性質(zhì)（3）凈化裝置的性能（4）顆粒

30、捕集的理論基礎(chǔ) 一般指大于分子的顆粒物，實(shí)際上指粒徑大于0.01m，稱為粉塵。 一、顆粒的粒徑（4）用沉降法測(cè)定得到的直徑 斯托克斯直徑斯托克斯直徑、空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑（1）用顯微鏡觀察 定向直徑定向直徑、定向面積等分直徑定向面積等分直徑、投影面積直徑投影面積直徑（2）用篩分法測(cè)定得到篩分直徑（3）用光散射法測(cè)定得到的等體積直徑二、粒徑分布 粒徑分布是指粒徑范圍內(nèi)的顆粒的個(gè)數(shù)粒徑分布是指粒徑范圍內(nèi)的顆粒的個(gè)數(shù)（或質(zhì)量或表面積）所占的比例。（或質(zhì)量或表面積）所占的比例。 個(gè)數(shù)分布個(gè)數(shù)分布 質(zhì)量分布質(zhì)量分布 表面積分布表面積分布個(gè)數(shù)分布個(gè)數(shù)分布質(zhì)量分布質(zhì)量分布三、平均粒徑三、平均

31、粒徑頻度最大值對(duì)應(yīng)的粒徑眾徑:dd時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑累積頻率個(gè)數(shù)中位粒徑50. 0:50Fd2/12s)(d:piidf表面積平均粒徑3/13v)(d:piidf體積平均粒徑piiLdfd:算術(shù)平均粒徑Ndndpiiglnln:幾何平均粒徑正態(tài)分布2)(exp21)(22pppdddp對(duì)數(shù)正態(tài)分布ln2)/(lnexpln21)(2ggpgppddddpR-R分布)exp(1npdG第第2節(jié)節(jié) 粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)（1）粉塵的密度粉塵的密度（2）粉塵的安息角和滑動(dòng)角粉塵的安息角和滑動(dòng)角（3）粉塵的比表面積粉塵的比表面積（4）粉塵的含水率）粉塵的含水率（5）粉塵的潤(rùn)濕性）粉塵的潤(rùn)濕性（6）粉塵

32、的荷電性和導(dǎo)電性）粉塵的荷電性和導(dǎo)電性（7）粉塵的粘附性粉塵的粘附性（8）粉塵的自燃性和爆炸性粉塵的自燃性和爆炸性（1）粉塵的密度粉塵的密度單位體積粉塵的質(zhì)量，單位為kg/m3。粉塵的真密度：體積指粉塵自身所占的真體積粉塵的堆積密度：體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi) 部的空隙體積（2）粉塵的安息角和粉塵的安息角和滑動(dòng)角滑動(dòng)角安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然 堆積成一個(gè)圓錐體，圓錐體母線與水 平面的夾角?；瑒?dòng)角：自然堆積于光滑平板上的粉塵，隨平 板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉塵開(kāi)始發(fā)生滑 動(dòng)時(shí)的平板傾斜角。（3）粉塵的比表面積粉塵的比表面積定義：?jiǎn)挝惑w積（質(zhì)量）粉塵所具有的表面積。定義：?jiǎn)挝惑w積（質(zhì)量）粉塵

33、所具有的表面積。（4）粉塵的含水率粉塵的含水率水份質(zhì)量占總質(zhì)量的比例。水份質(zhì)量占總質(zhì)量的比例。（5）粉塵的潤(rùn)濕性粉塵的潤(rùn)濕性 粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著或附粉塵顆粒與液體接觸后能否相互附著或附著難易程度的性質(zhì)。著難易程度的性質(zhì)。 粉塵的潤(rùn)濕性可以作為選用濕式除塵器的粉塵的潤(rùn)濕性可以作為選用濕式除塵器的依據(jù)。依據(jù)。（6）粉塵的荷電性和導(dǎo)電性粉塵的荷電性和導(dǎo)電性 粉塵的天然荷電量一般很小，并且有兩種粉塵的天然荷電量一般很小，并且有兩種極性。極性。 粉塵的導(dǎo)電性通常采用比電阻表示。粉塵的導(dǎo)電性通常采用比電阻表示。（7）粉塵的粘附性粉塵的粘附性 粉塵顆粒粘附于固體表面，或者顆粒之間粉塵顆粒粘附于

34、固體表面，或者顆粒之間彼此相互粘著的現(xiàn)象。彼此相互粘著的現(xiàn)象。（8）粉塵的自燃性和爆炸性粉塵的自燃性和爆炸性第第3節(jié)節(jié) 凈化裝置的性能凈化裝置的性能一、凈化裝置技術(shù)性能的表示方法)(2121NNNQQQ2、凈化效率1、處理氣體流量?jī)艋时硎狙b置凈化污染物效果的重要技術(shù)指標(biāo)。凈化效率表示裝置凈化污染物效果的重要技術(shù)指標(biāo)。100121NNNQQQ3、壓力損失22vP壓力損失可以代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，壓力損失可以代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，系指裝置的進(jìn)口和出口氣流全壓之差。系指裝置的進(jìn)口和出口氣流全壓之差。實(shí)質(zhì)上是氣流通過(guò)裝置時(shí)所消耗的機(jī)械能，與通風(fēng)實(shí)質(zhì)上是氣流通過(guò)裝置時(shí)所消耗的機(jī)械

35、能，與通風(fēng)機(jī)所耗功率成正比。機(jī)所耗功率成正比。二、凈化效率NNNNNNNNNNQQSSQSQS12112212222111111則如果凈化裝置不漏風(fēng)，Q1N mN3/s1N g/mN3 S1 g/sQ2N mN3/s2N g/mN3 S2 g/s1、總效率2、通過(guò)率1112212NNNNQQSSP3、分級(jí)除塵效率 除塵裝置對(duì)某一粒徑間隔之內(nèi)粉塵的除塵效率。4、分級(jí)效率與總效率之間的關(guān)系iiiiiigSSgSSgSS333222111（1）由總效率求分級(jí)效率）由總效率求分級(jí)效率iiiiiiigggSgSSS13113313iiiiiiiggPgSgS121122114、分級(jí)效率與總效率之間的關(guān)系

36、iiig1（2）由分級(jí)效率求總效率）由分級(jí)效率求總效率iiigg13iiiiigg13第第4節(jié)節(jié) 顆粒捕集的理論基礎(chǔ)顆粒捕集的理論基礎(chǔ) 將含塵氣體引入具有一種或幾種力作用一種或幾種力作用的除塵器，使顆粒相對(duì)其運(yùn)載氣流產(chǎn)生一定的位移，并從氣流中分離出來(lái)，最后沉降到捕集表面上。流體阻力流體阻力顆粒之間的相互作用力顆粒之間的相互作用力可以忽略可以忽略外力外力重力、離心力、靜電力、熱力和慣性力等重力、離心力、靜電力、熱力和慣性力等一、流體阻力形狀阻力摩擦阻力阻力大小的決定因素阻力大小的決定因素顆粒的形狀顆粒的形狀粒徑粒徑表面特性表面特性運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度流體的性質(zhì)流體的性質(zhì)smumkgmCuACFDpD

37、D/:/,:,:A:2122p2運(yùn)動(dòng)速度，顆粒與流體之間的相對(duì)流體密度面積運(yùn)動(dòng)方向上顆粒的投影阻力系數(shù)阻力系數(shù)的確定）顆粒定性尺寸（）流體的粘度（m:/Re)(ReppppDdsPaudfC當(dāng)Rep1時(shí)，顆粒處于層流狀態(tài)，CD與Rep成線性關(guān)系：pDCRe24udFpD3當(dāng)1Rep500時(shí)，顆粒處于湍流過(guò)渡區(qū)：6 . 0Re5 .18pDC22055. 0udFpD當(dāng)500Rep1）gCudpss18四、離心沉降smumRRudRumFttpptc/,R:,:6232處氣流的切向速度旋轉(zhuǎn)氣流流線的半徑ctppcaRudu2218六、靜電沉降 荷電顆粒所受的作用力主要是靜電力和氣荷電顆粒所受的作

38、用力主要是靜電力和氣流阻力。流阻力。qEFEpdqE3第六章第六章 除塵裝置除塵裝置除塵裝置（除塵器）：從氣體中去除或捕集除塵裝置（除塵器）：從氣體中去除或捕集 固態(tài)或液態(tài)的設(shè)備。固態(tài)或液態(tài)的設(shè)備。（1）機(jī)械除塵器（2）電除塵器（3）袋式除塵器（4）濕式除塵器第第1節(jié)節(jié) 機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器：利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心機(jī)械除塵器：利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心 力）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。力）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。（1）重力沉降室）重力沉降室（2）慣性除塵器）慣性除塵器（3）旋風(fēng)除塵器）旋風(fēng)除塵器（1）重力沉降室）重力沉降室一、層流式重力沉降室一、層流式重力沉降

39、室LHv0u0hc沉降室的高度為H(m)；處理煙氣量為Q(m3/s)。氣流的停留時(shí)間QLWHvLt0停留時(shí)間t內(nèi)，粒徑dp粒子的沉降距離為：QLWHuvLutuhsssc0QLWuHvLuHhssci0gWLQgLHvdpp18180min重力沉降室能重力沉降室能100%捕集的最小粒子直徑：捕集的最小粒子直徑：gWLQgLHvdpp36360minQnLWusi) 1( 2、湍流式重力沉降室 粒徑dp粒子的分級(jí)除塵效率)exp(1QLWusi（2）慣性除塵器）慣性除塵器1、除塵機(jī)理 為改善沉降室的除塵效果，可于沉降室內(nèi)設(shè)置擋板，使含塵氣流發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。

40、 慣性力慣性力 重力重力 離心力離心力含塵氣體含塵氣體氣體出口氣體出口擋板擋板擋板擋板3、應(yīng)用 慣性除塵器效率不高，故一般只用于多級(jí)除塵器中的第一級(jí)除塵。2、慣性除塵器結(jié)構(gòu)型式（1）沖擊式利用粒子沖擊擋板捕集較粗粒子。（2）反轉(zhuǎn)式改變氣流流動(dòng)方向而捕集較細(xì)粒子。（3）旋風(fēng)除塵器除塵機(jī)理：利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣 流中分離。1）含塵氣流進(jìn)入除塵器后，沿外壁由上向下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體的底部后，轉(zhuǎn)）當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體的底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排氣管排出。而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排氣管排出。3）氣流做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離心力作用下塵粒逐漸向外壁運(yùn)動(dòng)，到達(dá)外

41、壁的塵粒最后逐漸落入灰斗。進(jìn)口圓柱體錐體排出口儲(chǔ)灰斗煙氣Q: 煙氣流量D：旋轉(zhuǎn)除塵器直徑de：排出管直徑A：進(jìn)口面積v1: 氣體進(jìn)口速度R: 旋轉(zhuǎn)半徑 d0: 交界圓柱面直徑r0: 交界圓柱面半徑h0: 交界圓柱面高度（3）軸線速度）軸線速度速度：速度：（1）切向速度）切向速度外渦旋速度vT內(nèi)渦旋速度vt（2）徑向速度）徑向速度vr常數(shù)nTRv外渦旋的切線速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方。KDTDn,:Tm:)283()(67. 01 13 . 014. 0氣體的溫度旋風(fēng)除塵器直徑，內(nèi)渦旋的切線速度正比于旋轉(zhuǎn)半徑。旋轉(zhuǎn)角速度:/wwRvtm:hm:20000交界圓柱面的高度，交界圓柱面的半徑，rhr

42、Qvr渦旋氣流的平均徑向速度渦旋氣流的平均徑向速度vr：2121vp壓力損失：壓力損失：2/16edAmvdrvdrcTpc,d36c0203：除塵器的分割直徑旋風(fēng)除塵器的除塵效率如果FCFD，離心力作用下粒子將移向外壁而被捕集。如果FC0.5 個(gè)電子234101.61076. 31076. 3)106()10()1085. 8()86(14. 33)2(319-1717526122020CEdqp 擴(kuò)散荷電擴(kuò)散荷電smuCkkTtNdueekTdnpp/,106 . 1 ,em/,NKTJ/K1038. 1)81ln(219300022023-動(dòng)速度：氣體離子的平均熱運(yùn)：電子電量個(gè)：離子密度

43、：氣體溫度，：波爾茲曼常數(shù)，粒子直徑粒子直徑dp0.15 四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集0,0t3時(shí)初始條件：當(dāng)ppdqEdtdm)3exp(1 3tmddqEpppppdqE3粒子的捕集效率粒子的捕集效率)exp(1iiQA德意希分級(jí)效率方程德意希分級(jí)效率方程概括了分級(jí)除塵效率與集塵板德意希分級(jí)效率方程概括了分級(jí)除塵效率與集塵板面積、氣體流量和顆粒驅(qū)進(jìn)速度之間的關(guān)系。面積、氣體流量和顆粒驅(qū)進(jìn)速度之間的關(guān)系。5 . 0)exp(1取為一般kQAk有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度 被捕集粉塵的清除被捕集粉塵的清除 粉塵沉積于電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性。濕式電除塵器：用水沖洗集塵極板，使極板表面 經(jīng)常

44、保持著一層，粉塵降落于水 膜上，隨水膜流走，從而達(dá)到清 灰的目的。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 粉塵重新進(jìn)入量低 可以凈化部分有害氣體（SO2和HF）缺點(diǎn)缺點(diǎn): 極板腐蝕 污泥處理干式除塵器干式除塵器 電磁振打 錘式振打六、電除塵器結(jié)構(gòu)1、電暈電極圓形線星形線鋸齒線芒刺線電暈線的要求 起暈電壓低 電暈電流大 機(jī)械強(qiáng)度大 容易清灰2、集塵極振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少。單位集塵面積消耗金屬量低。應(yīng)有一定的剛性，不易變形。造價(jià)低。3、高壓供電設(shè)備 高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流。七、粉塵比電阻七、粉塵比電阻 為了電暈極和集塵極之間能順利輸送離子為了電暈極和集塵極之間能順利輸送離子電流，沉積于集塵

45、極表面的粉塵必須具有電流，沉積于集塵極表面的粉塵必須具有一定的一定的導(dǎo)電性導(dǎo)電性?？朔弑入娮栌绊懙姆椒?（1）保持電極表面清潔。 （2）增加煙氣濕度，或向煙氣中加入 SO3、NH3及Na2CO3。八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)板間距S2328cm驅(qū)進(jìn)速度318cm/s比集塵極表面積 A/Q3002400m3/(1000m3/min)氣流速度v12m/s長(zhǎng)高比L/H0.51.51、比集塵表面積的確定)1ln(1)11ln(1PQAee2、集塵板長(zhǎng)高比的確定3、氣流速度的確定4、氣體的含塵濃度第四節(jié) 袋式除塵器凈化氣含塵氣體濾袋振動(dòng)機(jī)構(gòu)一、工作原理 常見(jiàn)的濾料由棉、毛和人造纖維等加工而成，常見(jiàn)的濾料由

46、棉、毛和人造纖維等加工而成，濾料本身網(wǎng)孔較大，一般為濾料本身網(wǎng)孔較大，一般為2050m，因而新，因而新鮮濾料的除塵效率較低。鮮濾料的除塵效率較低。 顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散作用，逐顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散作用，逐漸于濾袋表面形成粉塵初層。漸于濾袋表面形成粉塵初層。 粉塵初層粉塵初層濾布濾布主要過(guò)濾層主要過(guò)濾層形成顆粒初層和支撐它的作用形成顆粒初層和支撐它的作用過(guò)濾速度過(guò)濾速度 煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，所以也稱為氣布比。 提高過(guò)濾速度，壓力損失增加和去除效率下降。 提高過(guò)濾速度，將降低濾布面積，減少除塵器體積、占地面積和投資。二、壓力損失 壓力損失是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它

47、決定壓力損失是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它決定能量消耗，還決定清灰間隔時(shí)間。能量消耗，還決定清灰間隔時(shí)間。PapPapPapppppfpf,失為通過(guò)顆粒層的壓力損損失為通過(guò)清潔濾料的壓力失，為袋式除塵器的壓力損pgpfgfpfKvxKvxppp為煙氣粉塵濃度。為顆粒層的密度。cpcpgptvRKtvp22三、袋式除塵器的濾料（1 1）對(duì)濾料的要求）對(duì)濾料的要求 必須考慮含塵氣體的特征必須考慮含塵氣體的特征 纖維本身的性質(zhì)纖維本身的性質(zhì) 濾料表面結(jié)構(gòu)濾料表面結(jié)構(gòu)（2 2）濾料種類）濾料種類天然纖維、無(wú)機(jī)纖維、合成纖維天然纖維：棉毛織物，適合于凈化沒(méi)有腐蝕性、溫度低 于360K以下的氣體。無(wú)機(jī)纖維：玻璃

48、纖維濾料，過(guò)濾性能好、阻力低、化 學(xué)穩(wěn)定、價(jià)格便宜。 用硅酮樹(shù)脂處理可以提高耐磨、疏水性、柔 軟性、提高耐溫性（523K）。 合成纖維：尼龍織布（耐磨性好、耐酸性差） 奧綸 （耐磨性差、耐酸性好） 滌綸 芳香族聚酰胺 聚四氟乙烯四、袋式除塵器的清灰（1）機(jī)械振打清灰：）機(jī)械振打清灰：機(jī)械振打?yàn)V料機(jī)械振打?yàn)V料（3）脈沖噴吹清灰：）脈沖噴吹清灰：壓縮空氣噴吹壓縮空氣噴吹（2）逆氣流清灰：）逆氣流清灰：低壓氣流反吹低壓氣流反吹（1）機(jī)械振打清灰）機(jī)械振打清灰 濾袋沿水平方向擺動(dòng)。濾袋沿水平方向擺動(dòng)。 濾袋沿垂直方向擺動(dòng)。濾袋沿垂直方向擺動(dòng)。 靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)將濾袋扭轉(zhuǎn)一定的角度。靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)將濾袋扭轉(zhuǎn)一定的

49、角度。（2）逆氣流清灰逆氣流清灰 清灰時(shí)氣流方向與正常過(guò)濾時(shí)相反。采用清灰時(shí)氣流方向與正常過(guò)濾時(shí)相反。采用反吹風(fēng)形式。反吹風(fēng)形式。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清灰效果好、濾袋磨損少。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清灰效果好、濾袋磨損少。（3）脈沖噴吹清灰脈沖噴吹清灰 利用利用47atm的壓縮空氣反吹。的壓縮空氣反吹。 壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)， 導(dǎo)致附著于濾袋上的顆粒層脫落。導(dǎo)致附著于濾袋上的顆粒層脫落。必須選者適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣和適當(dāng)?shù)拿}動(dòng)持續(xù)時(shí)間。（1）選定除塵器型式、濾料及清灰方式）選定除塵器型式、濾料及清灰方式五、袋式除塵器的選擇與設(shè)計(jì)五、袋式除塵器的選擇與設(shè)計(jì)（2）計(jì)算過(guò)濾

50、面積計(jì)算過(guò)濾面積min/,/,603mvhmQvQAFF為過(guò)濾速度為欲處理的煙氣體積 簡(jiǎn)易清灰： vF=0.200.75m/min 機(jī)械振打清灰： vF=1.02.0m/min 逆氣流反吹清灰：vF=0.52.0m/min 脈沖噴吹清灰： vF=2.04.0m/min（3）除塵器設(shè)計(jì)：根據(jù)煙氣量和總過(guò)濾面積， 選擇型號(hào)。第五節(jié)第五節(jié) 除塵器的選擇除塵器的選擇 1. 選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 排放要求。排放要求。 2. 粉塵顆粒的物理性質(zhì)對(duì)除塵器性能具有粉塵顆粒的物理性質(zhì)對(duì)除塵器性能具有 較大影響。較大影響。 （1）粘性大的粉塵，不宜采用干法除塵）粘性

51、大的粉塵，不宜采用干法除塵 （2）比電阻過(guò)大的粉塵，不宜采用電除塵）比電阻過(guò)大的粉塵，不宜采用電除塵 （3）憎水性粉塵，不宜采用濕法除塵）憎水性粉塵，不宜采用濕法除塵3. 氣體的含塵濃度：氣體的含塵濃度： 含塵濃度較高時(shí)，靜電除塵器或袋式除塵 器前應(yīng)設(shè)置預(yù)凈化設(shè)備。 4. 煙氣溫度、濕度等性質(zhì)是選擇除塵設(shè)備必?zé)煔鉁囟?、濕度等性質(zhì)是選擇除塵設(shè)備必須考慮的因素。須考慮的因素。5. 選擇除塵器時(shí)，考慮收集粉塵處理問(wèn)題。選擇除塵器時(shí)，考慮收集粉塵處理問(wèn)題。6. 選擇除塵器需要考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用。選擇除塵器需要考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用。第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ) 吸收吸收：混合氣體組分從氣相到液相的相間

52、傳遞過(guò)程。 吸附吸附：用多孔固體吸附劑將氣體混合物中 一種或多種組分被濃集于固體表面。 催化催化：催化轉(zhuǎn)化是指將含污染物的氣體通過(guò) 催化反應(yīng)，使其中的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú) 害或者易于處理與回收利用物質(zhì)的凈 化方法。吸收的類型吸收的類型 按溶質(zhì)和吸附劑之間發(fā)生的作用 （1）物理吸收 （2）化學(xué)吸收第第1節(jié)節(jié) 吸收吸收氣氣-液平衡液平衡 當(dāng)混合氣體可吸收組分與液相吸收劑接觸時(shí)，部當(dāng)混合氣體可吸收組分與液相吸收劑接觸時(shí)，部分吸收質(zhì)向吸收劑進(jìn)行質(zhì)量傳遞（吸收過(guò)程），分吸收質(zhì)向吸收劑進(jìn)行質(zhì)量傳遞（吸收過(guò)程），同時(shí)也發(fā)生液相中吸收質(zhì)組分向氣體逸出的質(zhì)量同時(shí)也發(fā)生液相中吸收質(zhì)組分向氣體逸出的質(zhì)量傳遞過(guò)程（解吸過(guò)程

53、）。傳遞過(guò)程（解吸過(guò)程）。 當(dāng)吸收過(guò)程的傳質(zhì)速率等于解吸過(guò)程的傳質(zhì)速率，氣液兩相就達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。 平衡時(shí)氣相中的組分分壓稱為平衡時(shí)氣相中的組分分壓稱為平衡分壓平衡分壓。液相吸液相吸收劑所溶解組分的濃度稱為收劑所溶解組分的濃度稱為溶解度溶解度。亨利定律亨利定律PaEAxPaApxEpAAAA,*為亨利系數(shù)的摩爾分?jǐn)?shù)為液相中溶質(zhì)的平衡分壓為氣相中溶質(zhì))/(,/,33*APammolHmmolAcPaApHcpAAA溶解度系數(shù)為的物質(zhì)的量濃度為液相中溶質(zhì)的平衡分壓為氣相中溶質(zhì)AAmxy 300/,PammolcpHcEmpE為液相總物質(zhì)的量濃度為氣相總壓力，吸收機(jī)理氣膜氣膜液膜液膜氣相主體氣相主體

54、液相主體液相主體PAcAPAicAi雙膜理論模型雙膜理論模型 吸收過(guò)程簡(jiǎn)化為通過(guò)氣液兩層層流膜吸收過(guò)程簡(jiǎn)化為通過(guò)氣液兩層層流膜的分子擴(kuò)散，通過(guò)此兩層膜的分子擴(kuò)散阻的分子擴(kuò)散，通過(guò)此兩層膜的分子擴(kuò)散阻力就是吸收過(guò)程的總阻力。力就是吸收過(guò)程的總阻力。吸收速率：?jiǎn)挝幻娣e單位時(shí)間被吸收劑吸收的量。吸收速率：?jiǎn)挝幻娣e單位時(shí)間被吸收劑吸收的量。吸收速率吸收速率=吸收推動(dòng)力吸收推動(dòng)力吸收系數(shù)吸收系數(shù)1、氣相分傳質(zhì)速率方程、氣相分傳質(zhì)速率方程)Pa/(,)/(,pp)()(22smkmolppksmkmolyykyyPappkNyykNAiAgAiAyAiAAiAAiAgAAiAyA數(shù)推動(dòng)力的氣相分吸收系為以

55、系數(shù)為推動(dòng)力的氣相分吸收為以分率界面上吸收組分的摩爾分別為氣相主體和相間、界面上吸收組分的分壓分別為氣相主體和相間、2、液相分傳質(zhì)速率方程、液相分傳質(zhì)速率方程smccksmkmolxxkyymcckNxxkNAAiAAiAiAAiAAAilAAAixA/,)/(,/kmol,cc)()(l2x3數(shù)推動(dòng)力的液相分吸收系為以系數(shù)為推動(dòng)力的液相分吸收為以分?jǐn)?shù)界面上吸收組分的摩爾分別為液相主體和相間、濃度界面上吸收組分的摩爾分別為液相主體和相間、3、總傳質(zhì)速率方程、總傳質(zhì)速率方程)()()()(K*gAAxAAAlAAAyAAAAxxKNccKNyyKNPPN吸收系數(shù)吸收系數(shù)HKKkHkKHkkKgl

56、glllgg/11111yxyxxxyymKKmkkKkmkK11111界面濃度界面濃度yxAiAAiAkkxxyyAiAimxy填料塔設(shè)計(jì)計(jì)算填料塔設(shè)計(jì)計(jì)算混合氣體吸收液凈化氣吸收溶質(zhì)的吸收液 G單位時(shí)間通過(guò)塔內(nèi)任一截面單位面積的 混合氣體流量, kmol/(m2s) L單位時(shí)間通過(guò)塔內(nèi)任一截面單位面積的 吸收液流量, kmol/(m2s) y任一截面上混合氣體吸收質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù) x任一截面上吸收液中吸收質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù) GB單位時(shí)間通過(guò)塔內(nèi)任一截面單位面積的 惰性氣體流量, kmol/(m2s) LS單位時(shí)間通過(guò)塔內(nèi)任一截面單位面積的 吸收劑流量, kmol/(m2s) Y混合氣體中吸收質(zhì)與惰性

57、氣體的摩爾比 X吸收液中吸收質(zhì)與吸收劑的摩爾比)1 ()1 (11yGGxLLyyYxxXBsGB, Y1Ls, X1Ls, X2GB, Y2GB, YLs, X)()(2121XXLYYGsB)()(11XXLYYGsB)(22XGLYXGLYBsBs平衡線ABXYX1Y1Y2X2吸收劑用量的計(jì)算)(2121XXYYGLBs)()(2*121minXXYYGLBs吸收劑實(shí)際用量取最小用量的1.12.0倍填料層高度的計(jì)算dXLdYGdqsBndhaYYKdANdqYAn)(*dhaXXKdANdqXAn)(*322/,/kmol,dhmmamsAdqn表面積為填料層的有效傳質(zhì)比為塔的橫截面積的

58、量微元填料層傳遞的溶質(zhì)為經(jīng)過(guò)*YYdYaKGdhYBXXdXaKLdhXS*)/(,K)/(,3X3smkmolsmkmolKaYa為液相總體積傳質(zhì)系數(shù)為氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)表示單位傳質(zhì)推動(dòng)力下，單位時(shí)間單位體積填料層內(nèi)傳遞的溶質(zhì)量。12*YYYBYYdYaKGh12*XXXSXXdXaKLh12*YYYBYYdYaKGh12*XXXSXXdXaKLh數(shù)。，稱為氣相總傳質(zhì)單元。高度，稱為氣相總傳質(zhì)單元12*N,HYYOGYBOGYYdYmaKG對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法mOGYYYN212121lnYYYYYm22*22211*111mXYYYYmXYYYY4422*22211*111105 . 1010

59、5 . 10026. 00155. 08 . 0015. 0mXYYYYmXYYYY00086. 000015. 00026. 0ln00015. 00026. 0ln2121YYYYYm3 .1700086. 000015. 0015. 021mOGYYYNmKGHYaBOG4 . 006. 0024. 0mNHhOGOG92. 6填料塔高度計(jì)算公式 （1）第一種方法 dzYYKdYGYGdYaBB)()(* *)(YYdYKGYYKdYGdzYaBYaB 12*YYYaBYYdYKGz 12*YYYaBYYdYKGz YaBOGKGH 氣相總傳質(zhì)單元高度 12*YYOGYYdYN氣相總傳質(zhì)

60、單元數(shù) OGN可以采用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法和圖解法進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法 mOGYYYN21 )ln(2121YYYYYm *111YYY *222YYY 圖解法 將 Y 值的范圍Y2,Y1區(qū)間劃分為 n 個(gè)子區(qū)間，它們的 Y 值范圍分別對(duì)應(yīng)為Y(0),Y(1), Y(1),Y(2), ., Y(i-1),Y(i), Y(n-1),Y(n)。顯然 Y(0)=Y2, Y(n)=Y1。 對(duì)于任何的 Y(i)值根據(jù)操作線方程計(jì)算出對(duì)應(yīng)的 X(i)。 )()()(1)(1isiBXXLYYG )()(11)()(11)(YLGXYLGYYLGXXsBisBisBi )()()(1iiiXXx 根據(jù)