最新大氣污染控制工程復(fù)習(xí)資料-精編版

1、精品文檔第一章 概論1、大氣污染：大氣污染通常系指由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn) 出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境的現(xiàn)象。2、大氣污染源的分類：大氣污染按范圍來分：（1）局部地區(qū)污染；（2）地區(qū)性污染；（3） 廣域污染；（4）全球性污染3、大氣污染物：? 氣溶膠狀污染物：指沉降速度可以忽略的小固體粒子、液體粒子或固液混合粒子。分類：飄塵、可吸入顆粒物、PMio （10 ”）；降塵（10 pm） TSP （100科m的顆粒）? 氣態(tài)狀污染物：1234為一次污染物，56為二次污染物。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)二次污染

2、物是指有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(xué)或光化學(xué)反應(yīng)生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。毒性更強(qiáng)。（1） CO、CQ：主要來源：燃料燃燒和機(jī)動車車排氣。危害：CO與血紅蛋白結(jié)合危害人體；CO2排量多會使空氣中 02量降低，其濃度的增加，能產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。（2） NOx、NO、NO2 :來源：由燃料燃燒產(chǎn)生的NOx約占83%硝酸生產(chǎn)、硝化過程、炸藥生產(chǎn)及金屬表面處理等過程。危害：對動植物體有強(qiáng)的腐蝕性；光化學(xué)煙霧的主要成分。（3）硫氧化物：來源：化石燃料燃燒；有色金屬冶煉；民用燃燒爐灶。危害：產(chǎn)生酸雨；產(chǎn)生硫酸煙霧；腐蝕生物的機(jī)體。（4）大氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合

3、物 VOCs：是光化學(xué)氧化劑臭氧和過氧乙酰硝酸酯（PAN）的主要貢獻(xiàn)者，也是溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)者之一。來源：燃料燃燒和機(jī)動車排氣；石油煉制和有機(jī)化工生產(chǎn)。（5）硫酸煙霧：大氣中的 SQ等硫氧化物，在有水霧、含有重金屬的懸浮顆粒物或氮氧化物存在時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。其引起的刺激作用和生理反應(yīng)等危害，要比SO2氣體大的多。（6）光化學(xué)煙霧：在陽光照射下，大氣中的氮氧化物NOx、碳?xì)浠衔颒C （又稱燒）和氧化劑（主要成分有臭氧 O3、過氧乙酰硝酸酯 PAM酮類和醛類等）之間發(fā)生一系列光化學(xué) 反應(yīng)而生成的藍(lán)色煙霧。其刺激性和危害要比一次污染物嚴(yán)重得多。4、大氣污染的

4、影響大氣污染物侵入人體途徑：表面接觸；食入含有大氣污染物的食物和水；吸入被污染的空氣。危害：人體健康危害。對植物的危害：葉萎縮、枯爛、吸入到果實中；對金屬制品、油漆、涂料、建筑、古物等的危害（重慶、長江大橋的橋梁）；對能見度影響；局部氣候的影響；對臭氧層的破壞2.6 ndn3 一.能見度L -p、dp 顆粒密度kg/m、顆粒直徑科m ;KK散射率，即受顆粒作用的波陣面積與顆粒面積之比值;-視線方向上的顆粒深度，mg/n3。5、主要污染物的影響（1）二氧化硫SO2A、形成硫酸煙霧B、進(jìn)入大氣層后，氧化為硫酸（ H2SC4）在云中形成酸雨C、形成懸浮顆粒物（2）懸浮顆粒物TSP （如：粉塵、煙霧、

5、 PMio）A、隨呼吸進(jìn)入肺，可沉積于肺，引起呼吸系統(tǒng)的疾病。B、沉積在綠色植物葉面，干擾植物吸收陽光和二氧化碳與放出氧氣和水分的過程，從而影響植物的健康和生長。C、表面可以吸附空氣中的各種有害氣體及其他污染物，作為載體。（3）氮氧化物NOxA、刺激人的眼、鼻、喉和肺，會迅速破壞肺細(xì)胞。B、在空中形成硝酸小滴，產(chǎn)生酸雨。C、在有水霧、硫氧化物存在時，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸煙霧。D、與碳?xì)浠衔锖凸饣瘜W(xué)氧化劑混合時，在光照下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成危害更加嚴(yán)重 的光化學(xué)煙霧。（4） 一氧化碳COA、極易與血液中運載氧的血紅蛋白結(jié)合，結(jié)合速度比氧氣快200多倍，因此，在極低濃度時就能使人或

6、動物遭到缺氧性傷害。輕者眩暈頭疼，重者腦細(xì)胞受到永久性損傷，甚至窒息死亡。CO全被血液吸，試估算例：受污染空氣中 CO濃度為100X 10 6,如果吸入人體肺中的人體血液中COHb（CO與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，血紅蛋白對CO的親和力大約為對氧的親和力的210倍）的飽和度。解：設(shè)人體肺部氣體中氧的含量與環(huán)境空氣中氧含量相同，即為21%取M=210,210 100 1062110 20.1精品文檔式中pc。、Po2 吸入氣體中 CO和。2的分壓;M 玩賴常數(shù)，取 210.即血液中COHbW 02Hb之比為1:10,則血液中 COHbB勺飽和度為:COCOHbCOHb 02Hb0.11 0.

7、19.1%（5）揮發(fā)性有機(jī)化合物 VOCs是光化學(xué)氧化劑臭氧和過氧乙酰硝酸酯（PAN）的主要貢獻(xiàn)者，也是溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)者之 。（6）有機(jī)化合物特別是多環(huán)芳煌（PAH9 ,大多數(shù)有致癌作用。（7）光化學(xué)氧化物傷害眼睛和呼吸系統(tǒng)，加重哮喘類過敏癥。6、大氣污染物綜合防治含義：實質(zhì)上就是為了達(dá)到區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量控制目標(biāo)，對多種大氣污染控制方案的技 術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、區(qū)域適應(yīng)性和實施可能性等進(jìn)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。措施：（1）全面規(guī)劃、合理布局；（2）嚴(yán)格環(huán)境管理；（3）合理利用能源；（4）控制大氣污染物的排放；（5）提倡清潔生產(chǎn)；（6）綠化造林；（7）安裝廢氣

8、凈化裝置7、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)自然生態(tài)和人群健康，在長期接觸情況下，不發(fā)生任何危害性影響 的空氣質(zhì)量要求。二級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動植物在長期和短時間接觸情況下，不發(fā) 生傷害的空氣質(zhì)量要求。三級標(biāo)準(zhǔn)：為了保護(hù)人群不發(fā)生急性、慢性中毒和城市一般動、植物（敏感者除外）正 常生產(chǎn)的空氣質(zhì)量要求。還有大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染警報標(biāo)準(zhǔn)。8、空氣污染指數(shù)API污染物的分指數(shù)，可由其實測濃度 Ck值按照分段線性方程計算。對于第k種污染物的第j個轉(zhuǎn)折點（Ck,j,Ik,j）的分指數(shù)值Ik,j和 相應(yīng)濃度值 Ck,j ,可由表1-7確定。當(dāng)?shù)趉種污染物濃

9、度為Ck,j Ck Ck” 1時，則其分指數(shù)為Ck Ck,jCk,j 1 Ck,j(I k,j 1Ik,j)k.j式中：I k第k種污染的污染分指數(shù)Ck第k種污染的污染物平均濃度監(jiān)測值Ik,j第k種污染j轉(zhuǎn)折點的平均污染分指數(shù)Ik,j 1第k種污染j+1轉(zhuǎn)折點的平均的污染分指數(shù)Ck/第j轉(zhuǎn)折點上k種污染濃度限值（對應(yīng)Ik,j ）Ck,j 1 j+1轉(zhuǎn)折點上k種污染濃度限值（對應(yīng)I k,j, J 1 ） 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(jìn)位污染分指數(shù)都計算出后，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。API<50時，則不報

10、告首要污染物。例：實測PM10濃度值Ck =0.215IPM100.215 0.150-200 100 100 132.50.350 0.150進(jìn)位133第二章燃燒與大氣污染1、影響燃燒過程的主要因素： （1）燃燒過程及燃燒產(chǎn)物。 數(shù)化石燃料完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸汽。然而不完全 燃燒過程將產(chǎn)生黑煙、一氧化碳和其他部分氧化產(chǎn)物等大氣污空氣污染指數(shù)API日均值PM10500.0501000.1502000.3503000.420.必要的燃燒時間、燃料與空氣染物；（2）燃料完全燃燒的條件是 適量的空氣、足夠的溫度、 的充分混合。2、發(fā)熱量：單位量燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量。即反應(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)

11、物終了狀態(tài)相同情 況下（常溫298K,101325Pa）的熱量變化值，稱為燃料的發(fā)熱量，單位是KJ/Kg（固體、液體）KJ/m3（氣體）。發(fā)熱量有高位、低位之分。高位：包括燃料燃燒生成物中水蒸汽的汽化潛熱，Qh低位：指燃料燃燒生成物中水蒸汽仍以氣態(tài)存在時，完全燃燒釋放的熱量。Ql3、燃燒產(chǎn)生的污染物硫氧化物SOx：隨溫度變化不大，主要是煤中 So粉塵：隨燃燒溫度而變化(增高、降低均有變化)。CO及HC化合物：隨燃燒溫度而變化 (增高、降低均有變化)。NOx：隨燃燒溫度而變化(增高、降低均有變化)。4、理論空氣量：單位量燃料按燃燒反應(yīng)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(xué)方程式時

12、，假定：(1)空氣僅由N2和02組成，其體積比為 79.1/20.9=3.78;(2)燃料中的固態(tài)氧可用于燃燒；(3)燃料中的硫被氧化成 S02;(4)計算理論空氣量時忽略NOX的生成量；(5)燃料的化學(xué)時為 CxHySzOw其中下標(biāo)x、y、z、w分別代表C、H、S。的原子數(shù)。 完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式：CxHySzOwwz N22w 一z O2 3.782理論空氣量：V 22.4 4.78 x y4xgw , / 12x21.008yzSQ32z3.7816w3(m/kg)N2 Q例：計算辛烷 C8H18在理論空氣量條件下燃燒是的燃料 體的組成。/空氣質(zhì)量比，并確定燃料產(chǎn)物氣解：辛烷在理論空

13、氣量下燃燒，可表示為C8H18 12.5(O2 3.78N2)8CO2 9H2O 47.25N2燃料/空氣的質(zhì)量比為:mf114114ma s 12.5(32 3.78 28)17230.0662氣體的組成通常以摩爾分?jǐn)?shù)表示:yCO2 = 8/ (8+9+47.25 ) =12.5%yH2O = 9/64.25 =14.0%yN2 = 47.25/64.25 =73.5%5、空氣過剩系數(shù) a:實際空氣量Va與理論空氣量Va0之比為空氣過剩系數(shù) aVaa V0通常°>16、空燃比(AF)定義：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。7、理論空氣量的經(jīng)驗計算公式例：

14、重油燃料成分分析結(jié)果如下(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ：C: 88.3%; H: 9.5%; S: 1.6%;其他沒用 試確定燃燒1kg重油所需要的理論空氣量。解：以1kg重油燃燒為基礎(chǔ)，則：質(zhì)里/g重油成分物質(zhì)的量/mol理論需氧重/molC88373.5873.58H959523.75S160.50.5所以理論需氧量為(73.58+23.75+0.5) mol/kg =97.83mol/kg (重油) 理論空氣量為 97.83 X 4.78 = 467.63mol/kg3即 467.63 X 22.4/1000 = 10.47 mN/kg8、理論煙氣體積： 在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為

15、理論煙氣體積。以Vfg0表示，煙氣成分主要是 CO2、SO2、N2和水蒸氣。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。Vfg0=V 干煙氣+V水蒸氣9、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(biāo)態(tài)（273K、1atm）故需換算成標(biāo)態(tài)。大多數(shù)煙氣可視為 理想氣體，故可應(yīng)用理想氣體方程。設(shè)觀測狀態(tài)下（T$ Ps下）：煙氣的體積為 Vs,密度為ps°標(biāo)態(tài)下（TN、PN下）：煙氣的體積為 VN,密度為p No 標(biāo)態(tài)下體積為：PSTNVnVSPNR標(biāo)態(tài)下密度為：PNTSNSPSTN10、過?？諝廨^正因為實際燃燒過程是有過?？諝獾?，所以燃燒過程中的實際煙氣體積

16、應(yīng)為理論煙氣體積與過?？諝饬恐?。V V 0 V （1）ig fg a空氣過剩系數(shù)為實際空氣量理論空氣量過?？諝庵蠶的過剩物質(zhì)的量設(shè)燃燒是完全燃燒，過剩空氣中的氧只以02形式存在，燃燒產(chǎn)物用下標(biāo)P表示，C 1 m 021 m 3.78N2 CO2P 02P N2P假設(shè)空氣只有 02、N2,分別為20.9%、79.1%,則實際需氧量=0.264N2P理論需氧量=實際需氧量一過剩氧量 =0.264N2P-O2P所以（燃燒完全時）1 Of0.264N2P 02P若燃燒不完全會產(chǎn)生 CO須校正。即從測得的過剩氧中減去CO氧化為CO所需的Q此時102P 0.5COp0.264N2P 02P 0.5COp

17、各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分?jǐn)?shù)。例：CO2=10% 02=4% C0=1% 那么 N2=85% 則：4 0.5 11.180.264 85 (4 0.5 1)11、污染物排放量的計算:3例：已知某電廠煙氣溫度為473K,壓力等于96.93kPa ,濕煙氣量qV =10 400m /min ,含水汽6.25%(體積分?jǐn)?shù))。奧薩特儀分析結(jié)果是：CO2=10.7% 02=8.2%不含CQ污染物排放的質(zhì)量流量是 22.7kg/min 。求：1.污染物排放的質(zhì)量流量(以 t/d表示)；2. 污染物在煙氣中的濃度；3. 燃燒時的空氣過剩系數(shù)；4. 校正至空氣過剩系數(shù)=1.4時污染物在煙氣中的濃度。

18、“rkg60min24h1.0t解：1.質(zhì)量流量換算：22.7- 32.7t/dmin hd1000 kg2.干煙氣量：qV,d 10400 (1 0.0625)m3/min 9750m3/min在干煙氣中的濃度:22.7 1069750mg /m32328.2mg/m3換算成標(biāo)態(tài):PntpTnre” c 101 .325473,332328 .2mg / m 4217 .0mg / m96.932733.空氣過剩系數(shù)(同上)4.根據(jù)近似推算校正:1.412、燃燒時降低SO3及其酸霧生成量的方法:(1)降低爐膛中的空氣過剩系數(shù)；(2)不要用Fe、V等金屬作受熱面；(3)及時清理受熱面的燃料灰；

19、(4)爐膛內(nèi)溫度越高越好。第三章污染氣象學(xué)基礎(chǔ)知識1、影響大氣污染的主要氣象要素氣象要素(因子)：表示大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象。主要有：氣溫、氣壓、氣濕、風(fēng)向、風(fēng)速、云況、能見度、降水、蒸發(fā)、日照時數(shù)、太陽輻射、地面輻射、大氣輻射等。(1)氣溫：指距地面1.5m高處百葉箱中的空氣溫度。(2)氣壓(3)氣濕：表示空氣中水汽含量的多少。例：已知大氣壓力 p=101 325Pa,氣溫t=28C,相對濕度 =70%,確定空氣的含濕量、 水汽體積分?jǐn)?shù)。解：查表得t=28C時飽和水汽壓 pV =3 746.5Pa,則空氣含濕量d0.622 曳一PPv0.6220.7 3746.5101325 0.7 3

20、746.50.0165kg/kg （干空氣）工程含濕量d00.804 VPPv0.8040.7 3746.5 0.0214kg/mN (干空氣)101325 0.7 3746.5水汽體積分?jǐn)?shù)PvPdO0.804 d00.7 3746.51013250.02140.804 0.02142.59%(4)風(fēng)向和風(fēng)速：風(fēng)從東方來稱東風(fēng)；風(fēng)往北吹稱南風(fēng)。若用F表示風(fēng)力等級，則風(fēng)速 u(km/h)為：u=3.02“F(5)云：形成的基本條件：水蒸汽和使水蒸汽達(dá)到飽和凝結(jié)的環(huán)境。國外云量與我國云量間的關(guān)系，國外云量X1.25=我國云量?？傇屏浚褐杆性普诒翁炜盏某蓴?shù)，不論云的層次和高度。(6)能見度：在當(dāng)時

21、的天氣條件下，視力正常的人能夠從天空背景中看到或辨認(rèn)出目標(biāo)物 的最大距離(m, Km)。表示大氣清潔、透明的程度。霧、水汽、煙塵等，可使能見度降低。 2、氣溫的垂直變化干絕熱直減率考：干空氣塊絕熱上升或下降單位高度(通常取100m)時，溫度降低或升高的數(shù)值。根據(jù)計算，得到 2約為0.98 C/100m ,近似1C/100m。dT gdzCp負(fù)號“一”表示氣塊在干絕熱上升過程中溫度隨高度的升高而降低，若不計高度、緯度影響，取 g=9.81m/s2, CP=1004.8J/(Kg K)則.0.98K/100m1K/100ml示干空氣在作干絕熱上升(或下降)運動時，每升高(或下降)100m,溫度降低

22、(或升高)1C。3、溫度層結(jié)類型(1)溫度隨高度的增加而降低(Z/ t ,且d正常分布層結(jié)，或遞減層結(jié)。(2)溫度梯度等于或近似于1C/100m,即 d ,稱中性層結(jié)。(3)溫度不隨高度變化，0稱為等溫層結(jié)。(4)溫度隨高度增加而升高(0稱為逆溫層結(jié)。4、大氣的穩(wěn)定度：污染物在大氣中的擴(kuò)散與大氣穩(wěn)定度有密切關(guān)系。(1)大氣穩(wěn)定度：是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定程度，即是否易于發(fā)生對流。(2)分類：如果一空氣塊受到外力的作用，產(chǎn)生了上升或者下降的運動，當(dāng)外力消除后，可能發(fā)生三種情況：氣塊減速并有返回原來高度的趨勢， 此時大氣是穩(wěn)定的。 氣塊加速 上升或下降，此時大氣是不穩(wěn)定的。氣塊停留在外力消失時所

23、處的位置， 或者做等速運動，這時大氣是中性的。(3)判別： d時，氣塊的加速度與其位移方向相同，大氣不穩(wěn)定；d時，相反，大氣穩(wěn)定;d時，大氣是中性的。5、逆溫：溫度隨高度的增加而增加。某一高度上的逆溫層像一個蓋子一樣阻礙著氣流的垂直運動，所以也叫阻擋層。由于污染的空氣不能穿過逆溫層，而只能在其下面積聚或擴(kuò)散, 所以可能造成嚴(yán)重污染。 逆溫的最危險狀況是逆溫層正好處于煙囪排放口。形成逆溫的過程多種多樣，最主要有以下幾種：輻射逆溫(較常見)；下沉逆溫；平流逆溫；湍流逆溫；5.封面逆溫。6、輻射逆溫由于地面強(qiáng)烈輻射冷卻而形成的逆溫。在晴朗無云、風(fēng)速不大的夜間，地面輻射冷卻很快，貼近地面的氣層冷卻最快

24、，較高的氣層冷卻較慢， 因而形成了自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層，即輻射逆溫。以冬季最強(qiáng) 7、五種典型煙流和大氣穩(wěn)定度(1)波浪型r>o, r>rd很不穩(wěn)定(2)錐型：r>o, r = rd中性或穩(wěn)定(3)扇型：rvo, r< rd穩(wěn)定(4)屋脊型：大氣處于向逆溫過渡。在排出口上方：r>o, r>rd不穩(wěn)定；在排 出下方；r<o, r<rd,大氣處于穩(wěn)定狀 態(tài)。(5)熏煙型：大氣逆溫向不穩(wěn)定過渡時， 排出口上方：rvo, rvrd,大氣處于穩(wěn) 定狀態(tài)；8、大氣的運動和風(fēng)水平氣壓梯度力是引起大氣運動的 直接動力。海陸風(fēng)：白天，由于太陽輻射，陸地 升

25、溫比海洋快，低空大氣由海洋流向陸地，升氣流和海洋上的下降氣流形成了局地環(huán)流。在夜晚，陸地降溫比海洋快， 同理形成相反的環(huán)流。山谷風(fēng)：白天，太陽先照射到山坡上，使山坡比谷地溫度高，形成了由谷地吹向山坡的谷風(fēng)，高空形成了反谷風(fēng)。 同山坡上的上升氣流和谷地上的下降氣流形成了局地環(huán)流。在夜間，山坡比谷地冷卻得快，同理形成相反的環(huán)流。城市熱島環(huán)流：產(chǎn)生城鄉(xiāng)溫度差異的主要原因是：城市人口密集、工業(yè)集中，使得能耗水平高；城市的覆蓋物熱容量大，白天吸收太陽輻射熱，夜間放熱緩慢，使低層空氣冷卻變緩；城市上空籠罩著一層煙霧和二氧化碳，使地面有效輻射減弱。第四章大氣擴(kuò)散濃度估算1、有效源高煙囪的有效高度 H (煙軸

26、高度，它由煙囪幾何高度 Hs和煙流(最大)抬升高度AH組成， IP H=Hs+XH),要得到H,只要求出 AH即可。AH:煙囪頂層距煙軸的距離，隨 x而變化的。(1)煙氣抬升：煙氣從煙囪排出，有風(fēng)時，大致有四個階段：a)噴出階段；b)浮升階段；c)瓦解階段；d)變平階段：(2)煙云抬升的原因有兩個：是煙囪出口處的煙流具有一初始動量(使它們繼續(xù)垂直上升)；是因煙流溫度高于環(huán)境溫度產(chǎn)生的靜浮力。這兩種動力引起的煙氣浮力運動稱煙云抬升，煙云抬升有利于降低地面的污染物濃度。(3)影響煙云抬升的因素：影響煙云抬升的因素很多，這里只考慮幾種重要因素：1)煙氣本身的因素 ：a)煙氣出口速度(Vs):決定了煙

27、起初始動力的大??；b)熱排放率(Qh)煙囪口排出熱量的速率。Qh越高煙云抬升的浮力就越大，大多數(shù)煙云抬升模式認(rèn)為Qh，其中a =14-1,常取a為2/3。c)煙囪幾何高度(看法不一)有人認(rèn)為有2影響：s3 ；有人認(rèn)為無影響。2)環(huán)境大氣因素：a)煙囪出口高度處風(fēng)速越大，抬升高度愈低；b)大氣穩(wěn)定度：不穩(wěn)時，抬升較高；中性時，抬升稍高；穩(wěn)定時，抬升低。c)大氣湍流的影響：大氣湍流越強(qiáng)，抬升高度愈低。3)下墊面等因素的影響。我國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的公式例：某城市火電廠的煙囪高100m,出口內(nèi)徑5m。出口煙氣流速 12.7m/s,溫度140C,流量250m3/s。煙囪出口處平均風(fēng)速 4m/s ,大氣溫度

28、20 C,當(dāng)?shù)貧鈮?78.4hPa,確定煙氣抬升高度及有效源高。解：煙氣熱釋放率 Qh 0.35 PaQv查表得系數(shù)(Qh 21000kW,城區(qū))140 200.35 978.4 250kW 24875kW140 273n0 1.303,n11/3,1 2/3,求得煙氣抬升高1度： H AoQH Hs2u1.303 2487510041m 204.9m有效源高：H (100 204.9)m 304.9 m 3、高斯擴(kuò)散模式的基本形式a.x軸沿平均風(fēng)向水平延伸，b.y軸在水平面上垂直于 X軸，c.Z軸垂直xy平面向上延伸四點假定：(1)煙羽的擴(kuò)散在水平和垂直方向都是正態(tài)分布；(2)在擴(kuò)散的整個空

29、間風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的；(3)污染源排放是連續(xù)的、均勻的；(4)污染物在擴(kuò)散過程中是質(zhì)量守恒的。4、高架連續(xù)點源擴(kuò)散模式(1)地面濃度模式：我們時常關(guān)心的是地面污染物濃度。22(x, y,0)(2)地面軸線濃度模式：(x,0,0)Qy2H2=exp exp U y z2 y2 zQ=expU y z(3)地面最大濃度模式:max-z出現(xiàn)位置：zuH e yX X maxz 距原點x處煙流中的污染物在 z向分布的標(biāo)準(zhǔn)差，m；例：某污染源SO2排放率為80g/s,有效源高為60m,煙囪出口處平均風(fēng)速為 6m/s。在當(dāng)時的氣象條件下，正下風(fēng)方向500m處的y =35.3m , z=18.1m ,試求

30、正下風(fēng)方向 500處x=500m、y=50m 處的的SO2地面濃度。及在這條件下，當(dāng)時天氣是陰天，試計算下風(fēng)向 SO2的地面濃度和地面最大濃度。解1.QH2exp2U y z2 z_ 28060exp 235.3 18.12 18.130.0273mg/m2.陰天穩(wěn)定度為 D級，查表得x=500m時,y=35.3m, z=18.1m(500,50,0,60)Q=exou y zexpH22 28035.3exp 18.150 2 exp2 35.326022 18.120.010mg/m33.地面最大濃度:出現(xiàn)位置:查表校正(98.6maxxmaxy)/(2QuH 2e60.287.9)42.

31、4(47.0 42.4)/(42.4 41.9)8042.43.14 6 602 2.7183 88.9y 88.94 34.14 10 mg / m第五章除塵技術(shù)基礎(chǔ)1、粉塵粒徑(1)斯托克斯直徑ds,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。(2)空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑 da,在空氣中與顆粒的沉降速度相等的單位密度的圓球直徑。2、粒徑分布(1)個數(shù)分布：以粒子的個數(shù)所占的比例來表示；率密度1)個數(shù)頻率:分級號 粒徑范圍 顆粒個數(shù) 個數(shù)頻率 間隔上限粒徑 個數(shù)篩下累積頻率 粒徑間隔 個數(shù)頻 為第i間隔的顆粒個數(shù)ni與顆?？倐€數(shù)之比(或百分比)，即:nifi 12)個數(shù)篩下累積頻率：為

32、小于第i間隔上限粒徑的所有顆粒個數(shù)與顆?？倐€數(shù)之比。iFifin iF . i 0ii nn ii 03)個數(shù)頻率密度p(dp) dF/ddp函數(shù)，即單位粒徑間的頻率(2)質(zhì)量分布：以粒子質(zhì)量表示。質(zhì)量頻率質(zhì)量篩下累積頻率質(zhì)量頻率密度 。4、粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)包括：粉塵密度、安息角與滑動角、比表面積、含水率、潤濕性、荷電性和導(dǎo)電性、粘附性及自燃性和爆炸性。(1)粉塵的密度1)真密度：不包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙，而指粉塵自身所占的真實體積，稱之為真密度。以p表示。p2)堆積密度：若包括粉塵顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙，而指粉塵堆積所占的體積稱之為堆積密度。以 b表示。3)粉塵顆粒之

33、間和顆粒內(nèi)部的空隙的體積與堆積體積之比，稱之為空隙率。b (1 ) p(2)粉塵的安息角和滑動角1)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安息角或堆積角。一般為350-550。2)粉塵滑動角：指自然堆放在光滑平板的粉塵，隨平板做傾斜運動時，粉塵開始發(fā)生滑動時平板的傾斜角，也稱為靜安息角。一般為 400-550。影響粉塵安息角和滑動角的因素主要有：粉塵粒徑、粉塵含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑度及粉塵粘性等。(3)粉塵的比表面積：單位體積(或質(zhì)量)粉塵所具有表面積。Sm S= 6如果以粉塵質(zhì)量表示比表面積，單位(cm2/g),則為：pVp.dsv

34、(4)粉塵的含水率：粉塵中一般有一定的水分，一般包括自由水、結(jié)合水、化學(xué)結(jié)晶水等。粉塵含水率，影響到粉塵的導(dǎo)電性、粘附性、流動性等。(5)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)稱為粉塵的潤濕性。潤濕速度：用液體對試管中粉塵的潤濕速度來表示(6)粉塵的荷電性和導(dǎo)電性 1)荷電性：粉塵粒子能捕獲電離輻射、高壓放電或高溫產(chǎn)生的離子或電子而荷電，亦能在相互碰撞或與壁面碰撞過程中荷電。V2)導(dǎo)電性：粉塵的導(dǎo)電性用比電阻來表示d 1 單位：QcmV通過粉塵層的電壓， V; J:通過粉塵層的電流密度， A/cm2;:粉塵層的厚度，cm。(7)粉塵的粘附性粉塵顆粒附著在固體表面上，

35、或都顆粒彼此相互附著的現(xiàn)象稱為粘附。粘附力：克服附著現(xiàn)象所需要的力(垂直作用于顆粒重心上)，亦稱為附著強(qiáng)度。粉塵顆粒之間粘附力包括：分子力(范德華力)、毛細(xì)力和靜電力(庫侖力)。根據(jù)斷裂強(qiáng)度大小分為四類：不粘性粉塵、微粘性粉塵、中等粘性粉塵和強(qiáng)粘性粉塵。(8)粉塵的自燃性和爆炸性粉塵自燃是指粉塵在常溫存放過程中自燃發(fā)熱,此熱量經(jīng)長時間的積累，達(dá)到該粉塵的燃點而引起燃燒的現(xiàn)象。主要原因是自然發(fā)熱，而其放熱速度較低，使熱量不斷積累所致。引起粉塵發(fā)熱的原因有：氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱等?？扇嘉镌趧×已趸饔茫谒查g產(chǎn)生大量的熱量和燃燒產(chǎn)物，在空間造成很高的溫度和壓力，引起爆炸。引起爆炸條件：可

36、燃物與空氣或氧構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一定濃度；存在能量足夠的火源。流體阻力例：試確定一個球形顆粒在靜止的干空氣中運動時的阻力，已知：(1) d =100 m, u=1.0m/s, T=293K, p=101 325Pa； p(2) d =1 m, u=0.1m/s, T=373K, p=101 325Pa。 p解：(1)干空氣黏度1.81 10 5 Pa s,密度 1.205kg/m3,則雷諾數(shù)：dp uRep 6.66 1.0處于湍流過渡區(qū)，得阻力系數(shù)：18.5八、Cd 06 5.93，代入 Rep .6 2_21 2(100 10 )1.205 1.08FD CdAp U 5.93 2.81

37、 10 N2 p42第六章除塵裝置分割粒徑：分級效率rd=50%寸顆粒的直徑，以 dc表示。它是除塵裝置除塵效率的簡明 表示，除塵裝置的分割直徑愈小，裝置的除塵性能愈好。氣布比：又稱表面過濾速度，是單位時間處理含塵氣體的體積與濾布面積之比。機(jī)械除塵器機(jī)械力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(fēng)除塵器。重力沉降室除塵原理利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理。含塵氣流進(jìn)入沉降室后，引流動截面積擴(kuò)大，流速迅速下降，氣流為層流，塵粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。層流模式重力沉降室的計算(1)沉降時間計算塵粒的沉降速度為

38、Vt,沉降室的長、寬、高分別為L、W、H,要使沉降速度為 Vt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 «=5)應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時間(% =)，即降含1ftV 9史(2)斯托克斯公式求沉降速度Uspdpg-78(3)沉降室長度:2 HvoUs重力沉降室實際性能：只能作為氣體的初級凈化，除去最大和最重的顆粒，沉降室的除 塵效率約為40-70%;僅用于分離dp>50rm的塵粒。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、投資少、易維護(hù)管理、 壓損小。缺點：占地面積大、除塵效率低。慣性除塵器慣性除塵器除塵機(jī)理為了改善沉降室的除塵效果，往往在沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的檔板，使含塵氣流沖擊在

39、擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒的慣性力作用，使粉塵粒與氣流分離。慣性除塵器的應(yīng)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(qiáng)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10-20科m以上的粗塵。壓力損失一般為100-1000pa。旋風(fēng)除塵器機(jī)理：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，用來分離粒徑大于5-10Wm以上的的顆粒物。旋風(fēng)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

40、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。優(yōu)點：效率80%左右，捕集<5 m顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。影響效率的因素1、工作條件(1)進(jìn)口速度：V=1225m/s。(2)除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸(比例尺寸、筒體直徑等)(3)分離器的氣密性 漏風(fēng)率：0%、 5%、15%邛 90%、 50%、0要求保證旋風(fēng)器的嚴(yán)密性。2、二次效應(yīng)在較小粒徑區(qū)間，理論上逸出的粒子由于聚集或被較大粒塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得 捕集，實際效率高于理論效率。在較大粒徑區(qū)間，理論上應(yīng)沉降進(jìn)入灰斗的塵粒，由于碰撞作用，氣體的擴(kuò)散作用、反 彈作用等，隨凈化后的氣流一起排走，

41、實際效率低于理論效率?？刂贫涡?yīng)有效方法是通過環(huán)狀霧化器增加旋風(fēng)器內(nèi)壁的濕度，控制二次效應(yīng)。電除塵器機(jī)理：電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進(jìn)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(jī)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，而不是作用在整個粉塵氣體上。電除塵的性能特點1 、分離的作用力直接施之于粒子本身；2、能耗最低，氣流阻力最?。惶幚?000m3/h的氣體，耗電0.2-0.4度，A P=200500Pa。3、能回收寬范圍粒子（1科m以上的）4、除塵效率高，一般在95-99%。處理氣量大105

42、-106m3/h ，5、實用范圍廣，可在高溫和強(qiáng)腐蝕性工況下工作。電除塵的性能缺點除塵器的主要缺點是設(shè)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(yīng)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(fù)離子）這些負(fù)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(dāng)集塵電極表面粉塵沉集到一定厚度后，用機(jī)械振打等方法將沉集的粉塵層

43、清除掉落入灰斗中。電除塵過程： （ 1）氣體電離； （ 2）粉塵荷電； （ 3）粉塵沉集；（ 4 ）清灰。電暈放電在電暈中產(chǎn)生離子的主要機(jī)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。影響電暈特性的因素1 、電極的形狀、電極間距離； 2、粉塵的濃度、粒度、比電阻；3 、氣體組成的影響；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 、溫度，場強(qiáng)不變，減小氣體密度；2、氣體密度，場強(qiáng)不變，提高溫度；3、溫度，氣體密度不變，增大場強(qiáng)。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2 、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，稱為電場荷電；2、氣體吸附電子而成為負(fù)氣體離子，由離子的擴(kuò)散而使粒子荷電，稱為擴(kuò)散荷電；3、場電荷和擴(kuò)散電荷的綜合作用。影響荷電時間的因素3 、電