大氣污染控制工程復習

1、大氣污染控制工程第一章概論大氣的組成：干潔空氣、水蒸氣和各種雜質(zhì)。大氣污染：系指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃 度，達到了足夠的時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利，或危害了生態(tài)環(huán) 境。按照大氣污染范圍分為：局部地區(qū)污染、地區(qū)性污染、廣域污染、全球性污染。 全球性大氣污染問題包括溫室效應、臭氧層破壞和酸雨等三大問題。溫室效應：大氣中的二氧化碳和其他微量氣體，可以使太陽短波輻射幾乎無衰減地通 過，但卻可以吸收地表的長波輻射，由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象，稱為“溫室效應”。第二節(jié)：大氣污染物及其來源I.大氣污染物的種類很多，按其存在狀態(tài)可概括為兩類：氣溶膠狀態(tài)污染

2、物，氣體狀態(tài)污染物。P42.氣溶膠：系指沉降速度可以忽略的小固體粒子、液體粒子或它們在氣體介質(zhì)中的 懸浮體系。P43.氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵：指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒，受重力作用能發(fā)生沉降，但在一段時間內(nèi) 能保持懸浮狀態(tài)。煙：煙一般指由冶金過程形成的固體顆粒的氣溶膠。飛灰：指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細的灰分。黑煙：由燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。霾（灰霾）：大氣中懸浮的大量微小塵粒使空氣渾濁，能見度降低到10km以下的天氣現(xiàn)象。霧：氣體中液滴懸浮體的總稱?？倯腋☆w粒物（TSP：指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑 100m勺顆粒物。P5可吸入顆粒物（PM10）：指懸浮在空氣中，空氣動力學

3、當量直徑 10卩m勺顆粒物。P5氣體狀態(tài)污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有機化合物、硫酸煙霧、光化學 煙霧對于氣體污染物，有可分為一次污染物和二次污染物。P5一次污染物：是指直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)。P5二次污染物：是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列 化學或光化學反應而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。P610.硫酸煙霧：硫酸煙霧系大氣中的SQ等硫氧化物，在有水霧、含有重金屬的懸浮顆?；虻趸锎嬖跁r，發(fā)生一系列化學或光化學反應而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應等危害，要比SQ氣體大得多。P7II.光化學煙霧：光化

4、學煙霧是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學反應而生成的藍色煙霧。其主要成分有臭氧、過氧乙酰硝酸酯、 酮類和醛類等。光化學煙霧的刺激性和危害要比一次污染物強烈得多。P712.大氣污染物的來源可分為自然污染源和人為污染源兩類。P713.人為污染源有各種分類方法。按污染源的空間分布可分為：點源、面源、線源。14.人為源：生活污染源、工業(yè)污染源、交通運輸污染源第一節(jié)：大氣與大氣污染1.2.3.44.5.7.8P715.對主要大氣污染物的分類統(tǒng)計：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸16.大氣污染的影響：大氣污染物侵入人體的主要三條途徑：表面接觸、食入含污染物的食物和水、吸入

5、被污染的空氣1.對人體健康的影響：顆粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化學氧化劑、有機化 合物2.對植物的傷害3.對器物和材料的影響4.對大氣能見度和氣候的影響 第四節(jié)：大氣污染綜合防治1.大氣污染綜合防治：實質(zhì)上就是為了達到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標，對多種大氣污 染控制方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性、區(qū)域適應性和實施可能性等進行最優(yōu)化選擇 和評價，從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施。P192.大氣污染綜合防治措施：P19（1）全面規(guī)劃、合理布局 影響環(huán)境空氣質(zhì)量的因素很多，因此，為了控制城市和工業(yè)區(qū)的大氣污染，必須 在進行區(qū)域性經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃的同時，做好全面環(huán)境規(guī)劃，采取區(qū)域性綜合防

6、治 措施。（2）嚴格環(huán)境管理 從環(huán)境管理的概念可知，環(huán)境管理是對環(huán)境污染源和污染物的管理，通過對污染 物的排放、傳輸承受三個環(huán)節(jié)的調(diào)控達到改善環(huán)境的目的。（3）控制大氣污染的技術(shù)措施1實施清潔生產(chǎn)2實施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略3建立綜合性工業(yè)基地（4）控制污染的經(jīng)濟政策 保證必要的環(huán)境保護投資，并隨著經(jīng)濟的發(fā)展逐年增加 實行“污染者和使用者支付原則”（5）控制污染的產(chǎn)業(yè)政策1鼓勵類2限制類3淘汰類（5）綠化造林 綠化造林是區(qū)域生態(tài)環(huán)境中不可缺少的重要組成部分，綠化造林不僅能美化化 境，調(diào)節(jié)空氣溫濕度或城市小氣候，保持水土，防治風沙，而且在凈化空氣（吸收二 氧化碳、有害氣體、顆粒物、殺菌）和降低噪聲

7、方面皆會起到顯著作用。（6）安裝廢氣凈化裝置 安裝廢氣凈化裝置，是控制環(huán)境空氣質(zhì)量的基礎，也是實行環(huán)境規(guī)劃與管理等項 綜合防治措施的前提。第五節(jié)：環(huán)境空氣質(zhì)量控制標準 一、環(huán)境空氣質(zhì)量控制標準的種類和作用P22環(huán)境空氣質(zhì)量標準（環(huán)境） 大氣污染物排放標準（工業(yè)污染源） 大氣污染控制技術(shù)標準警報標準（工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準） ：車間1.2.3.4.二、環(huán)境空氣質(zhì)量標準中：P23大氣污染物綜合排放標準規(guī)定：任何一個排氣筒必須同時遵守最高允許排放濃度（任何1小時濃度平均值）和最高允許排放速率（任何1小時排放污染物的質(zhì)量）兩項超標，超過其中任何一項均為超標排放。P24大氣污染物綜合排放標準中，按照綜合排

8、放標準與行業(yè)性排放標準不交叉執(zhí)行的原則， 仍繼續(xù)執(zhí)行行業(yè)性標準（優(yōu)先使用行業(yè)標準）。P25五、空氣污染指數(shù)及報告：1.目前計入空氣污染指數(shù) （API） 的項目定為： 可吸入顆粒物 （PM10、 二氧化硫 （SO） 、二氧化氮 （NO） 、一氧化碳（CO和臭氧（Q）。P252.污染指數(shù)的計算結(jié)果只保留整數(shù)，小數(shù)點后的數(shù)值全部進位。P27（例：污染指數(shù)的計算結(jié)果為，則API值為101【進位】）3.各種污染物的污染分指數(shù)都計算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API,則該種污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。要污染物。P27第二章燃料與大氣污染燃燒：指可燃混合物的快速氧化過程，并伴隨

9、能量的釋放，同時使燃料的組成元素轉(zhuǎn) 化為相應的氧化物。燃料完全燃燒的條件為：空氣條件、溫度條件、時間條件和燃料與空氣的混合條件。P 37-39燃燒過程的“三T”條件為：溫度、時間和湍流度。P39計算：燃料燃燒的理論空氣量P39理論空氣量（Vg0）:單位量燃料按燃燒反應方程式完全燃燒所需的空氣量稱為理論空 氣量。建立燃燒化學方程式時，假定：（1）（2）AP 11。P41空燃比（AF）:單位質(zhì)量燃料燃燒所需的空氣質(zhì)量，它可由燃燒方程直接求得。P42（空 燃比為無量綱）發(fā)熱量： 單位燃料完全燃燒時發(fā)生的熱量變化， 即在反應物開始狀態(tài)和反應產(chǎn)物終了 狀態(tài)相同的情況下 （通常為298K和1atm）的熱量

10、變化，稱為燃料的發(fā)熱量，單位是kJ/kg（固體、液體燃料）或kJ/m3（氣體燃料）。燃料的發(fā)熱量有：低位發(fā)熱量和高 位發(fā)熱量P44燃料設備的熱損失：（1）排煙熱損失（2）不完全燃燒熱損失（3）爐體散熱損失理論煙氣體積：等于干煙氣體積和水蒸氣體積之和。P46干煙氣：除水蒸氣以外的成分稱為干煙氣；濕煙氣：包括水蒸氣在內(nèi)的煙氣。Vg0=V干煙氣+V水蒸氣；V理論水蒸氣=V燃料中氫燃燒后的水蒸氣+V燃料中水+V理論空氣量帶入的實際煙氣體積VfgVg= Vfg+ （a-1）Va2.煙氣體積和密度的校正燃燒產(chǎn)生的煙氣其T、P總高于標態(tài)（273K 1atm）故需換算成標態(tài)。大多數(shù)煙氣可視 為理想氣體，故可應

11、用理想氣體方程。設觀測狀態(tài)下（Ts、Ps下）：煙氣的體積為Vs,密度為Ps。標態(tài)下（TN PN下）：煙氣的體積為VN密度為P No標態(tài)下體積為： 標態(tài)下密度為：3.過?？諝廨^正因為實際燃燒過程是有過?？諝獾模匀紵^程中的實際煙氣體積應為理論煙氣體 積與過?？諝饬恐汀Ｓ脢W氏煙氣分析儀測定煙氣中的CO、O和co的含量，可以確定燃燒設備在運行中煙氣 成分和空氣過剩系數(shù)。 空氣過剩系數(shù)為：a= M過剩空氣中Q的過剩系數(shù) 設燃燒是完全燃燒，過剩空氣中的氧只以Q形式存在，燃燒產(chǎn)物用下標P表示，假設空氣只有O2、N2,分別為% %則空氣中總氧量為理論需氧量：所以（燃燒完全時）若燃燒不完全會產(chǎn)生CO須校

12、正40即從測得的過剩氧中減去CO氧化為CO所需的Q此時a 1各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分數(shù)OOp標況下煙氣量計算式：VfgVfg0Va（1）4.污染物排放量的計算（例題、習題）P47理論空氣量:5.6.7.8.第三節(jié)：煙氣體積及污染物排放量計算1.理論煙氣體積：在理論空氣量下，體積，以Vg0表示。煙氣成分主要是P46P49燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣CO2 S02 N2和水蒸氣。P46VNVSTSPsTN02P0.5COP燃燒過程中生成一些主要成分為碳的粒子，通常由氣相反應生成積碳，由液態(tài)烴燃料 高溫分解產(chǎn)生的那些粒子都是結(jié)焦或煤胞。P54燃煤煙塵的形成：固體燃料燃燒產(chǎn)生的

13、顆粒物通常稱為煙塵，它包括黑煙和飛灰兩匯 分。黑煙主要是未燃盡的碳粒，飛灰則主要是燃料所含的不可燃礦物質(zhì)微粒，是飛灰 的一部分。P55減少燃煤層氣體中未燃盡碳粒的主要控制途徑是：（1）改善燃料和空氣的混合（2）保 證足夠高的燃燒溫度（3）保證碳粒在高溫區(qū)必要的停留時間影響燃煤煙氣中飛灰排放特征的因素 燃燒方式：手燒爐 層燃爐 室燃爐 沸騰爐第三章污染氣象學基礎知識簡稱干絕熱直減率。以丫2.逆溫：溫度隨高度的增加而增加。逆溫的最危險狀況是逆溫層正好處于煙囪排放口。逆溫形成的過程：形成逆溫的過程多種多樣，最主要有以下幾種：（1）輻射逆溫（較常見）（2）下沉逆溫（3）平流逆溫（4）湍流逆溫（5）鋒面

14、逆溫。3.輻射逆溫由于大氣是直接吸收從地面來的輻射能，愈靠近地面的空氣受地表的影響越大，所以 接近地面的空氣層在夜間也隨之降溫， 而上層空氣的溫度下降得不如近地層空氣快， 因此, 使近地層氣溫形成上高下低的逆溫層，這種因地面輻射冷卻而形成的氣溫隨高度增加而遞 增現(xiàn)象叫輻射逆溫。以冬季最強4.五種典型煙流和大氣穩(wěn)定度（1）（2）（3）（4） 排出下方；r0，rrd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。（5）漫煙型（熏煙型）：大氣逆溫向不穩(wěn)定過渡時，排出口上方：r0，r0，rrd錐型：r0，r rd扇型：r0，r0，rrd不穩(wěn)定；在很不穩(wěn)定 中性或穩(wěn)定 穩(wěn)定第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎第一節(jié)：顆粒的粒徑及粒徑分布1

15、.幾種常用的粒徑表示方法：用顯微鏡法觀測顆粒時，采用如下幾種粒徑: 定向直徑dF定向面積等分直徑dM投影面積直徑dA用篩分法測定時，可得到篩分直徑 有光散射法測定時，可得到等體積直徑dV用沉降法測定時，一般采用如下兩種定義： 斯托克斯直徑ds:為在同一流體中與顆粒的密度相同和沉降速度相等的圓球直徑。1 g?cm3）的圓球的直徑。（例：空氣動力學當量直徑da是用哪種方法測定的？-沉降法）2.個數(shù)頻率：為第i間隔中的顆粒個數(shù)ni與顆粒總個數(shù)Xni之比（或百分比）。3.個數(shù)篩下累積頻率：為小于第i間隔上限粒徑的所有顆粒個數(shù)與顆粒總個數(shù)之比 分比）o第二節(jié)：粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)（密度、安息角、

16、滑動角、比表面積、含水率、潤濕性、荷電性、 附性、自然性和爆炸性）電阻。高溫范圍內(nèi)，粉塵比電阻隨溫度的升高而降低，其大小取決于粉塵的化學組成低溫范圍內(nèi)，粉塵比電阻隨溫度的升高而增大，隨氣體中水分或其他化學物質(zhì) 含量的增加而降低。8.粉塵比電阻對電除塵器的運行有很大影響，最適宜于電除塵器運行的比電阻范圍為4101010Q?cmo9.顆粒物的沉降方式有:重力沉降、離心沉降、靜電沉降、慣性沉降、擴散沉降。 第三節(jié)：凈化裝置的性能1.評價凈化裝置性能的指標：P151包括技術(shù)指標和經(jīng)濟指標兩方面。技術(shù)指標主要有處理氣體流量、 凈化效率和壓力損失等； 經(jīng)濟指標主要有設備費、 運 行費和占地面積等。此外，還

17、應考慮裝置的安裝、操作、檢修的難易等因素。同一顆粒的dFdAdMo空氣動力學當量直徑da:為在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度（p（或百1.2.3.若所指的粉塵體積不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部體積，而是粉塵自身所占的真實體 積，則以此真實體積求得的密度稱為粉塵的真密度，并以pP表示。呈堆積狀態(tài)存在的粉塵（即粉體），它的堆積體積包括顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙體積， 以此堆積體積求得的密度稱為粉塵的堆積密度，并以Pb表示。P143安息角:粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然堆積成一個圓錐體，圓錐體母線與水平 面的夾角稱為粉塵的安息角，也稱動安息角或堆積角等，一般為3555。P1444.5.6.7.滑

18、動角： 系指自然堆放在光滑平板上的粉塵， 隨平板做傾斜運動時， 粉塵開始發(fā)生滑 動時的平板傾斜角，也稱靜安息角，一般為40粉塵的潤濕性：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)。P146（粉塵的潤濕性是選用濕式除塵器的主要依據(jù)。）體積比電阻：在高溫（一般在200r以上）范圍內(nèi)，粉塵層的導電主要靠粉塵本體內(nèi) 部的電子或離子進行。這種本體導電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為體積比電阻。P148表面比電阻：在低溫（一般在100C以下）范圍內(nèi)，粉塵的導電主要靠塵粒表面吸附 的水分或其他化學物質(zhì)中的離子進行。這種表面導電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為表面比。55oP144第六章除塵裝置第一節(jié)：機械除塵器1.2

19、.3.4.5.機械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分 離的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。P161（填空）旋風除塵器的基本原理？旋風除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。含塵氣流進入 除塵器后，沿外壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運動，同時有少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域。氣 流作旋轉(zhuǎn)運動時，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，到達外壁的塵粒在氣流和重力 共同作用下沿壁面落入灰斗，當旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心 旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排卡氣管等組成。P 167（填空）除塵器相對尺寸對壓力

20、損失影響較大，當除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時，幾何相似放大或縮 小，壓力損失基本不變。分割直徑：處于平衡狀態(tài)的塵粒有50%勺可能進入內(nèi)漩渦，也有50%勺可能性移向外壁, 除塵效率為503使所對應的粒徑即為除塵器的分割直徑。二次效應：即被捕集粒子重新進入氣流。6.第二節(jié)：電除塵器1.2.3.4.5.電除塵器的工作原理：其原理涉及 懸浮粒子荷電,帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集， 以及將捕集物從集塵表面 上清除等三個基本過程。起始電暈電壓：開始產(chǎn)生電暈電流是所施加的電壓。）粒子荷電中：1，電場荷電；2，擴散荷電。電暈閉塞：當含塵量大到某一數(shù)值時，電 暈現(xiàn)象消失，顆粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減少到零，

21、失去除塵作用。P186（名詞解釋）克服高比電阻影響的方法有：保持電極表面盡可能清潔；采用較好的供電系統(tǒng)，煙氣 _調(diào)質(zhì)，以及發(fā)展新型電除塵器。煙氣調(diào)質(zhì)：增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SQ、NH、及NQCO等化合物，可使粒子導 電性增加。第三節(jié)：濕式除塵器1.在工程上使用的濕式除塵器總體上分為：低能和高能兩類。低能濕式除塵器包括噴霧 塔和旋風除塵器等，高能濕式除塵器包括文丘里洗滌器等。P200（填空）（例：_是典型的高能濕式除塵器。-文丘里洗滌器）第四節(jié)：過濾式除塵器1.2.3.4.5.過濾式除塵的原理？P213（簡答）？ ？含塵氣體流通過過濾材料將粉塵分離捕集顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用

22、，逐漸在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉 塵初層。初層形成后，它成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。P 213（填空）袋式除塵器的壓力損失?p由通過清潔濾料的壓力損失？Pf和通過顆粒層的壓力損失？pp組成。P215（填空）袋式除塵器是按清灰方式命名和分類的。P 218（填空）常用的清灰方式有三種：機械振動式、逆氣流清灰和脈沖噴吹清灰。P218（填空）“四大除塵技術(shù)”目前常用的除塵器分為:機械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。機械除塵器包括：重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器。設計重力沉降室的模式有：層流式和湍流式。提高重力沉降室除塵效率的主要途徑： 降低沉降室內(nèi)的氣流速度、增加沉降

23、室長度、降低沉降室高度。1.重力沉降室的結(jié)構(gòu)和原理降分離的除塵裝置。含塵氣流進入重力沉降室顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室分為（1）層流式 （2）湍流式。層流式沉降室設計的簡單模式的假設是在沉降室內(nèi)氣流為柱塞流，流速為V0，流動狀態(tài)保持在層流范圍內(nèi)；顆粒均勻地分布在煙氣中。湍流式沉降室設計的模式是假設沉降室中氣流為湍流狀態(tài)，在垂直于氣流方向的每個橫斷面上粒子完全混合，即各種粒徑的粒子都均勻分布于氣流中。重力沉降室的主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，投資少，壓力損失小，維修管理容易。缺點：體積大，效率低，因此只能作為高效除塵的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子。重力沉降室實際性能：只能作為氣體的初級

24、凈化，除去最大和最重的顆粒，沉降室的除塵效率約為40-70%40-70%;僅用于分離 dp50dp50n m m 的塵粒。層流模式重力沉降室的計算（1 1）沉降時間計算塵粒的沉降速度為 VtVt，沉降室的長、寬、高分別為L L、W W H,H,要使沉降速度為 VtVt 的塵粒在沉降室全部去除，氣流在沉降室內(nèi)的停留時間t t （錯誤！未找到引用源。）應大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時間（錯誤！未找到引用源。），即錯誤！未找到引用源。（2 2）最小沉降粒徑計算（3 3）重力沉降室除塵效率多層重力沉降室分級除塵效率2.慣性除塵器 分為：以氣流中粒子沖擊擋板捕集較粗粒子的沖擊式和通過改變氣重力沉降室

25、是通過重力作用使粉塵從氣流中沉于擴大了流動截面積而使氣體流速大大降低,使較重流流動方向而捕集較細粒子的反轉(zhuǎn)式。慣性除塵器的結(jié)構(gòu)和原理:用，使其與氣流分離。慣性除塵器分為沖擊式和反轉(zhuǎn)式。沖擊式的原理是：氣流沖擊擋板捕集較粗粒子；反轉(zhuǎn)式的原理是改變氣流方向捕集較細粒子。慣性除塵器的應用：慣性除塵器的除塵效率，與氣流速度越大、氣流方向轉(zhuǎn)變角度越大、轉(zhuǎn)變 次數(shù)越多、其凈化效率愈高，壓力損失愈大。一般適合于凈化密度大和粒徑大的金屬或礦物性粉塵除塵。 對于粘性較強或纖維性粉塵一般不適合。慣性除塵一般效率不高，因此，一般只適合于多級除塵中的第一級除塵。捕集粒徑一般在 m m 以上的粗塵。壓力損失一般為旋風除

26、塵器原理：旋風除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的，一般用來分離粒徑大于5 5 ym 的塵粒。旋風除塵器特點：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動力消耗不大, 可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。缺點：效率 80%80%左右，捕集5 5 ym 顆粒的效率不高，一般作預除塵用。工作原理1 1、除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動：氣流從宏觀上看可歸結(jié)為三個運動：外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋。 含塵氣流由進口沿切線方向進入除塵器后，沿器壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運動，這股旋轉(zhuǎn)向下的氣流稱為 外渦旋（外渦流），外渦旋到達錐體底部轉(zhuǎn)而沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排

27、出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣 流稱為內(nèi)渦旋（內(nèi)渦流）。外渦旋和內(nèi)渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同，含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運動時，塵粒在慣性離心 力推動下移向外壁，到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，頂部壓力下降，一部分氣流會帶著細塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上， 到達頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流稱為上渦旋。2 2 .氣流的速度為方便，常把內(nèi)外旋流氣體的運動分解為三個速度分量：影響旋風除塵器 效率的因素：二次效應（避免措施-鎖氣器）、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)、操作變量。旋風除塵器按 進氣方式分為：切向進入式、軸向進入式。旋風除塵器的結(jié)構(gòu)形式：切向進氣

28、方式一一直入式和蝸殼式氣流組織分類一一回流式、直流式、平旋式、和旋流使為了改善沉降室的除塵效果，可在沉降室內(nèi)設置各種形式的擋板，使含塵氣體沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性10-2010-20 卩100-1000pa100-1000pa。切向速度 V VB、徑向速度 VrVr、軸向速度 VzVz。/暫多管旋風除塵器（直流式旋風子 并聯(lián)）。4.電除塵器機理：電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場力的作用下 使塵粒沉積在集塵極上，使塵粒子從含塵氣體中分離出來的裝置。電除塵與一切機械方法的區(qū)別在于分離力直接作用在塵粒子上，使粒子與氣體分離的力，而不

29、是作 用在整個粉塵氣體上。電除塵器主要 優(yōu)點 ：電除塵的性能缺點 除塵器的主要缺點是設備龐大，消耗鋼材多，初投資大，要求安裝和運行管理技術(shù)較高，故目前我 國電除塵的應用還不太普遍。電除塵的工作原理兩電極間加一電壓。 一對電極的電位差必須大得使放電極周圍產(chǎn)生電暈（常常加直流） ，高電壓使含塵氣體通過這對電極之間時，形成氣體離子（正離子、負離子）這些負離子迅速向集塵極運動，并且由 于同粒子相撞而把電荷轉(zhuǎn)移給粉塵荷電，然后與粒子上的電荷互相作用的電場就使它們向收塵電極漂 移，并沉積在集塵電極上，形成灰塵層。當集塵電極表面粉塵沉集到一定厚度后，用 機械振打 等方法將沉集的粉塵層清除掉落入灰斗中。 電除

30、塵過程： （ 1 1）放電（ 2 2）荷電；（ 3 3）遷移（ 4 4）清灰。電暈放電：在電暈中產(chǎn)生離子的主要機制是由于氣體中的自由電子從電場中獲得能量，和氣體分子激烈碰撞， 是電子脫離氣體分子，結(jié)果產(chǎn)生帶陽電荷的氣體離子并增加了自由電子，這種現(xiàn)象稱為電離。在曲率很大的表面（如一尖端或一根細線）和一根管子或一塊板之間有電位差，則能形成非均勻電 場而產(chǎn)生電暈放電。電除塵中所采用的單極性電暈是在放電電極和收塵電極間形成的穩(wěn)定的自發(fā)發(fā)生的 氣體放電，電離過程局限在放電電極鄰近的強電場中的輝光區(qū)或鄰近輝光區(qū)的地方。影響電暈特性的因素1 1、電極的形狀、電極間距離； 2 2、粉塵的濃度、粒度、比電阻；

31、3 3、氣體組成的影響； 4 4、溫度和壓力的 影響。增加電壓電流特性方法改變電荷載體的有效遷移率，從而改變電壓電流特性。1 1、溫度，場強不變，減小氣體密度；2 2、氣體密度，場強不變，提高溫度；3 3、溫度，氣體密度不變，增大場強。1、 壓力損失小，P=20A 500Pa2、處理煙氣量大，可達105-106m3/h3、能耗低，約m3）4、 對細粉塵有很高的捕集率，可高于99%5、 可在高溫或強腐蝕性氣體下操作。粉塵荷電電除塵過程的基本要求就是：相同條件下荷電速度快，荷電量大。粒子荷電種類1 1、離子在電場力作用下作定向運動，并與粒子碰撞而使粒子荷電，2 2、 氣體吸附電子而成為負氣體離子，

32、由離子的擴散而使粒子荷電，3 3、 場電荷和擴散電荷的綜合作用。 影響荷電時間的因素1 1、 電流影響；電暈電流增加則荷電時間變短；2 2、不規(guī)則電場影響；由于是經(jīng)整流的不平滑變電壓（未達穩(wěn)定）故在部分周期內(nèi)荷電間斷，粉塵上的 電荷過剩，增長了荷電時間，降低了除塵效率。荷電粉塵的遷移和收集二、粒子的捕集效率 影響粉塵捕集的理論因素1 1、有效驅(qū)進速度2 2、 粉塵粒徑 dpdpd d為主，稱為 電場荷電； d d為主，稱為 擴散荷電；3、氣流速度v板式電除塵器的氣流速度為粉塵比電阻和對電除塵器的影響1、 粉塵的導電性：煙氣中的水汽和化學物質(zhì)能使粉塵具有電除塵器操作所需要的微弱導電性，某些情況下

33、，較高的穩(wěn)定也會使粉塵具有滿意的導電性。2、 高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響：高比電阻粉塵將會干擾電場條件,3、致除塵率下降。當高于一值時，集塵板粉塵層內(nèi)會出現(xiàn)電火花，即會產(chǎn)生明顯反電暈，反電暈的產(chǎn)生導致點暈電流密度大大降低，嚴重干擾粒子荷電和捕集?？朔弑入娮璧姆椒ǎ罕３蛛姌O表面盡可能清潔、采用較好的供電系統(tǒng)、煙氣調(diào)質(zhì)（增加濕度、改變煙氣溫度）、發(fā)展新型電除塵器。3.袋式除塵是利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集塵粒的過程。袋式除塵器工作原理：含塵氣體從下部進入員通過行濾袋, 過濾料的空隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體 出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料

34、脫落，落入灰斗。粉塵初層：顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層， 稱為粉塵初層。LILTUULJ 14-U殳式喙工為袋式除塵器的主要過濾層，提高除塵效率。過濾式除塵器分為：空氣過濾器、顆粒層除塵器、袋式除塵器袋式除塵器的清灰方式：機械振動清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰。袋式除塵器特點：1 1、除塵效率高；2 2、適應性強； 缺點：1 1、受濾布的耐溫、耐腐等操作性能的限制； 除塵過程：當含塵氣流穿過濾袋時， 粉塵便捕集在濾袋上，氣反吹系統(tǒng)，粉塵被反吹氣流吹入灰斗。 除塵機理：1 1、篩過作用：當粉塵粒徑大于濾布孔隙或沉積在濾布上的塵粒間孔隙時，粉塵即被截留下來。2

35、2、 慣性碰撞：當含塵氣流接近濾布纖維時，氣流將繞過纖維，而塵粒由于慣性作用繼續(xù)直線前進, 撞擊到纖維上即會被捕集。3 3、擴散和靜電作用：小于 1 1 微米的塵粒，在氣體分子的掩擊下脫離流線，象氣體分子一樣作布朗運動，如果在運動過程中和纖維接觸，即可從氣流中分離出來，這種現(xiàn)象稱為擴散作用。4 4、重力沉降：當緩慢運動的含塵氣體進入除塵器后，粒徑和密度大的塵粒，可能因重力作用自然 沉降下來。袋式除塵器的性能：氣布比：袋式除塵器的過濾速度系指處理的煙氣流量與濾布總面積之比。式中：V Vf 過濾速度（m m/minmin）;Q;Q- 處理的煙氣流量（m m3/h h） ；A-有效濾布總面積（m m

36、2）。防塵效率 60Af3 3、操作彈性大；4 4、結(jié)構(gòu)簡單。2 2、不適于粘結(jié)性強及吸濕性強的塵粒。凈化后的氣體從出口排除。經(jīng)過一段時間，啟開空濕式除塵器使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽皆龃蟮难b置當顆粒直徑和密度確定后，碰撞系數(shù)與野地之間的相對速度，成正比，而與直徑成反比。對于給定的煙氣系統(tǒng)，要提高慣性碰撞參參數(shù)，必須提高液氣相對速度和艱辛液滴直徑。慣性碰撞參數(shù)越大，則粒子慣性越大，碰撞捕集效率越高?？梢杂行У爻ブ睆綖?0卩m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為， 對10Um以上粉塵的凈

37、化效率可達90%95%（噴霧塔洗滌器、旋風洗滌器）高能濕式除塵器的壓力損失為，凈化效率可達以上（文丘里洗滌器）根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致將其分為七類：1、 重力噴霧洗滌器（ 噴霧塔洗滌器 ）2、旋風洗滌器3、自激噴霧洗滌器4、板式洗滌器5、填料洗滌器6、 文丘里洗滌器7、機械誘導洗滌器濕式除塵器的 優(yōu)點：1 1、不僅可以除去粉塵， 還可凈化氣體 2 2 、效率較高， 可去除的粉塵粒徑較小 體積小，占地面積小 4 4 、能處理高溫、高濕的氣流。濕式除塵器的 缺點 ： 1 1、有泥渣 2 2 、防凍設備（冬天） 3 3 、易腐蝕設備 4 4 、動力消耗大。3 3、第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎

38、一、吸收法凈化氣態(tài)污染物定義：氣體吸收是用液體洗滌含污染物的氣體，而從廢氣中把一種或多種污染物除去。物理吸收可視為單純的物理溶解過程物理吸收過程可逆平衡時，吸收速率=解吸速率降低溫度或增加壓力，有利于吸收過程 化學吸收吸收質(zhì)與吸收劑之間發(fā)生化學反應若為不可逆反應，則不能解吸提高溫度或增大壓力，有利于化學吸收 吸收凈化的基本原理氣液相平衡在一定的溫度和壓力下，氣液兩相發(fā)生接觸后，吸收速率和解析速率相等意味著：吸收質(zhì)在氣相中的分壓和在液相中的濃度不再變化） ，氣液兩相達到平衡，簡稱相平衡。平衡分壓：相平衡時氣相中的組分分壓稱為平衡分壓 平衡溶解度（簡稱溶解度）相平衡時液相吸收劑 （溶劑） 所溶解組

39、分的濃度稱為平衡溶解度 （每100kg水中溶解氣體的kg數(shù)） 氣體在液體中的溶解度結(jié)論不同性質(zhì)的氣體在同一溫度和壓力下的溶解度不同;氣體的溶解度與溫度有關(guān)，多數(shù)氣體的溶解度隨溫度的升高而降低;溫度一定時，溶解度隨溶質(zhì)分壓升高而增大。在吸收系統(tǒng)中，增加氣相總壓,組分的分壓會增加，溶解度也隨之增加。亨利定律亨利定律：適用于低壓或低壓、稀溶液中，且吸收質(zhì)（被吸收組分）在氣相與溶劑中的分子狀態(tài)應相同。擴散阻力就是吸收過程的總阻力吸收系數(shù)傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力一一吸收系數(shù)的倒數(shù)傳質(zhì)總阻力=氣相傳質(zhì)阻力+液相傳質(zhì)阻力組分從氣相傳質(zhì)到液相的總阻力組分在氣相主體中的傳質(zhì)阻力組分在氣相主體流中的傳質(zhì)阻力描述物理吸收時

40、氣液相間的相平衡關(guān)系：一定溫度下,稀溶液中溶質(zhì)的溶解度與氣相中溶質(zhì)的平衡分壓成正比適用范圍:難溶、較難溶氣體易溶、較易溶氣體，僅用于液相濃度非常低的情況吸收機理雙膜理論模型假定:1、當氣液兩相接觸時，兩相間有一個相界面，界面兩側(cè)存在氣膜和液膜，膜內(nèi)為層流，溶質(zhì)以分子擴散方式從氣流主體連續(xù)通過這兩個膜層進入液相主體。A在棚中的分壓2、在相界面上，氣液兩相的濃度總是互相平衡，即界面上不存在吸收阻力3、在氣相和液相主體內(nèi)沒有濃度梯度存在4、吸收過程可簡化為通過氣液兩層層流膜的分子擴散，通過此兩層膜的分子常質(zhì)N在狀相中的摩爾澱度相界面雙膜理論示意圖0P-液膜控制：如難溶氣體（稀堿溶液吸收CO2水吸收0

41、2氣膜控制：如易溶氣體（堿或氨液吸收SO2氣膜控制液膜控制雙膜控制H0吸收NHHbO或弱堿吸收COHbO吸收SOHbO吸收HCLHbO吸收CbHbO吸收丙酮堿液或氨水吸收SOHbO吸收Q濃硫酸吸收NO濃硫酸吸收SOHbO吸收Hb弱堿吸收HbS吸收系數(shù)的影響因素1.吸收質(zhì)與吸收劑2.設備、填料類型3.流動狀況、操作條件 吸收系數(shù)的獲取 實驗測定；經(jīng)驗公式計算；準數(shù)關(guān)聯(lián)計算 二、吸收設備 填料塔、板式塔、文丘里洗滌器1.填料塔以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設備，屬連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設 備。支承板、填料壓板 壁流現(xiàn)象及控制當液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流

42、 量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為 壁流壁流效應造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。當填料層 較高時，須進行分段，中間設置在分布裝置。填料塔特點：生產(chǎn)能力大、分離效率高、壓力降小、持液量小、操作彈性大； 但當液體負荷較小時不能有效的潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低2.板式塔 以塔內(nèi)的塔板作為氣液兩相間接觸的基本構(gòu)件，氣、液兩相在塔內(nèi)進行逐級接觸 塔板結(jié)構(gòu)：有降液管和無降液管兩大類 有降液管：如圖，塔板、溢流管 無降液管：氣、液兩相同時逆向通過塔板上的小孔 填料塔特點：生產(chǎn)能力大、分離效率穩(wěn)定、造價低、檢修、清洗方便；但壓力損失3.文丘里洗滌器適用于吸收劑用量小的吸收操作填料塔特點：體積小，

43、但處理能力很大，可兼做冷卻除塵設備；缺點是壓力損二、吸附法凈化氣態(tài)污染物良好的再生性能。燥和從廢氣中回收極為游泳的烴類氣體； 活性炭 ：溶劑蒸氣的回收、烴類氣體提取分離，動植物由的精制，空氣或其他氣體的脫臭，水合其他溶劑的脫色等；沸石分子篩。靜活性 ：是指在一定溫度下，與氣相中被吸附物質(zhì)的初始濃度平衡時單位吸附劑上可能吸附的最大吸附量。動活性 ：吸附過程還沒有達到平衡時單位吸附劑吸附吸附質(zhì)的量。當流出氣體中發(fā)現(xiàn)有吸附質(zhì)時，吸附器中的吸附劑層已穿透，這時單位吸附劑所吸附吸附質(zhì)的量稱為動活性。吸附劑的再生 ：加熱再生、降壓或真空解吸、置換再生、溶劑萃取。1.吸附劑的性質(zhì)：1、 要具有巨大的內(nèi)表面；

44、2、對不同氣體具有選擇的吸附作用；3、較高的機械強度、化學與熱穩(wěn)定性；4、吸附容量大；5、來源廣泛，造價低廉；6、2.常用吸附劑 ：白土 （硅鋁酸鹽）：各種油類脫色，和其中的臭味；活性氧化鋁 ：水分的吸附，氣體和液體的干燥；硅膠 ：堅硬多空的固體顆粒，用于氣體的干3.吸附劑的活性：4.1、 化學吸收進入溶劑后又化學反應的發(fā)生， 單位體積的溶劑能夠容納的溶質(zhì)量5.化學吸收 同 物理吸收 的區(qū)別：增多，溶液的分壓降低，吸收推動力增加；2、 溶質(zhì)在液膜中的擴散阻力大為降低，使得吸收系數(shù)增大；3、 填料表面有一部分液體停滯不動或流動很緩慢， 在物理吸收中這部分液體往往被溶質(zhì)所飽和而不能再進行吸收，但在

45、化學吸收中則要吸收多得多的溶質(zhì) 才能達到飽和。對于物理吸收不是有效的是表面，對于化學吸收仍然可能是 有效的。6.物理吸附和化學吸附的區(qū)別（簡答）：影響氣體吸附的因素：操作條件:低溫有利于物理吸附，高溫有利于化學吸附， 增大氣相主體壓力有利于吸附；吸附劑的性質(zhì)如孔隙率、孔徑、粒度等影響吸附； 吸附質(zhì)的性質(zhì)與濃度；吸附劑的活性。催化劑的組成;活性組分、助催化劑、載體。催化劑的性能：活性、選擇性、穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性） 催化劑中毒：反應物中少量的雜質(zhì)使催化劑活性迅速下降的現(xiàn)象。吸附工藝與設備1.吸附設備 固定床吸附器、移動床吸附器、流化床吸附器2.吸附工藝流程： 間歇式吸附流程、

46、半間歇式吸附流程、連續(xù)式吸附流程三、催化法凈化氣態(tài)污染物催化轉(zhuǎn)化就是借助催化劑的催化作用，使氣體污染物在催化劑表面上發(fā)生化學 反應，轉(zhuǎn)化為無害或易于處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。氣固催化反應過程：（1）反應物從氣流主體-催化劑外表面(2)進一步向催化劑的微孔內(nèi)擴散(3)反應物在催化劑的表面上被吸附(4)吸附的反應物轉(zhuǎn)為為生成物(5)生成物從催化劑表面脫附下來(6)脫附生成物從微孔向外表面擴散(7)生成物從外表面擴散到氣流主體(1),(7)：外擴散；(2),(6)內(nèi)擴散 ；(3),(4),(5)：動力學過程氣固催化反應的控制步驟：氣固催化反應主要包括外擴散、內(nèi)擴散和表面化學 反應，速度最慢(阻力最大)者，決定著整個過程的總反應速率，稱這一步驟為控 制步驟。四、氣固催化反應器氣固相催化反應器的類型 ：固定床、流化床。絕熱式反應器：缺點 ：只適用于反應熱效應較小、反應