第4章1 大氣污染

第四章1大氣污染要掌握的內(nèi)容：污染的種類、來(lái)源及其危害大氣污染物擴(kuò)散原理及其模式大氣污染控制（排放標(biāo)準(zhǔn)、綜合控制措施）

第一節(jié)概述1.大氣組成

大氣是人類及一切生物賴以生存必不可少的物質(zhì)和基本環(huán)境要素之一。

（食、水、空氣：人缺乏食物約可生存5周；斷絕飲水約可生存5天；而離開空氣，則5min就會(huì)死亡。）通常認(rèn)為海平面附近的干燥空氣是潔凈空氣，其組成基本不變。

1000公里的高空以內(nèi)稱為大氣層或大氣圈，其密度隨著高度的減小而增加，大氣質(zhì)量約99.9％都集中在55km以下的空間。一、大氣污染大氣組成：①干燥潔凈的混合氣體（空氣）：78.09％N2,20.94％O2,0.934％Ar和0.032％CO2。共占大氣總?cè)莘e的99.996％。(CO2和O3含量甚微，但對(duì)大氣溫度和生物生存起著重要作用。CO2吸收地表的長(zhǎng)波輻射，阻止地球散熱。

0.2510-5％O3

吸收太陽(yáng)紫外輻射99%，集中在20～25km的高度處。）

②懸浮微粒：固體微粒（懸浮灰、塵、花粉、細(xì)菌、冰晶）、顆粒狀液體（水滴、云霧、）。影響大氣的能見度，削弱太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度。③水蒸氣：含量不大，構(gòu)成天氣現(xiàn)象（云、霧、雨、霜、露）。2.大氣污染

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)定義：“空氣污染，通常是指由于人類活動(dòng)和自然過(guò)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)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境?！逼涿鞔_了：(1)形成大氣污染的原因：自然因素、人為因素；(2)造成大氣污染的必要條件：即污染物在大氣中要含有足夠的濃度，并且停留足夠的時(shí)間，超過(guò)了允許限度，使得大氣質(zhì)量惡化，從而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。）3.影響大氣污染形成的主要因素

污染物濃度愈高，停留時(shí)間愈長(zhǎng)，污染愈嚴(yán)重。地理、地形特征：影響大氣的擴(kuò)散能力。不同的特征，在不同氣候條件下，會(huì)形成各種大氣環(huán)流—風(fēng)。風(fēng)可能加速、也可能不利于污染物的擴(kuò)散。氣象條件：不同的氣象條件具有不同的稀釋擴(kuò)散能力。包括：風(fēng)速和風(fēng)向、大氣氣溫垂直分布和穩(wěn)定度、降水過(guò)程。排放源高度：高煙囪把污染物排向遠(yuǎn)離污染源的高空，在更廣闊的區(qū)域中擴(kuò)散稀釋，降低污染物在近地面的濃度。但是污染物的總量沒(méi)有減少。二、大氣污染源定義：造成大氣污染的污染物發(fā)生源。按排放方式：點(diǎn)源、線源、面源；按排放形式：固定源、流動(dòng)源；按排放時(shí)間：連續(xù)源、間斷源、瞬時(shí)源；按排放位置：地面源、高架源。通常人工污染源分為：①生活污染源。生活中爐灶、熱水器、采暖鍋爐。②工業(yè)污染源。燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)排放的物質(zhì)。③農(nóng)業(yè)污染源。農(nóng)藥和化肥分解產(chǎn)生有害氣體、粉塵飛揚(yáng)。④交通污染源。交通工具燃燒排放的有害廢氣。

（其中，燃料燃燒排放的大氣污染物占70～80％）三、大氣污染的分類1.大氣污染的類型按大氣污染的影響范圍：

①局部性大氣污染：某個(gè)污染源的小范圍（如某一火電廠）；(Local)

②地區(qū)性污染：工業(yè)區(qū)及附近、整個(gè)城市；(Regional)

③廣域性污染：超過(guò)行政區(qū)域的廣大地域；(Widerange)

④全球性大氣污染：超越國(guó)界、全球。（World－wide）按污染物的種類：

①煤煙型。煤炭燃燒，SOx、煙塵等，以及形成的二次污染物。

②石油型。石油生產(chǎn)、石油制品使用，NOx、COx、HC等，以及形成的光化學(xué)煙霧。

③混合型。有煤煙型和石油型的綜合特征，以煤碳、石油為燃料綜合的污染源，以及從工廠企業(yè)排出各種化學(xué)物質(zhì)的污染源。

④特殊型。某些特殊的氣態(tài)污染物，如放射性廢氣、含氯氣體、含氟氣體。煤炭和石油燃燒排放的廢氣，在一定的氣象條件下形成二次污染的特征：①氧化型大氣污染(汽車尾氣型)。石油類燃料燃燒，汽車排氣中CO2、NOx。強(qiáng)烈陽(yáng)光作用，污染物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)后生成臭氧、過(guò)氧乙?；跛狨ヮ惖妊趸远挝廴疚?。氣象條件：較強(qiáng)烈的陽(yáng)光，氣溫高于23℃，濕度低于75％，風(fēng)速小于3m/s，通常發(fā)生在夏、秋季節(jié)的白天，以中午污染最嚴(yán)重。（洛杉磯型、石油型）。②還原型大氣污染(煤炭型)。煤炭燃燒，產(chǎn)生煙塵、SO2和CO，多發(fā)生于煤炭和石油混合使用的地區(qū)。氣象條件：多云，氣溫低于8℃，濕度高于85％，基本無(wú)風(fēng)、伴有逆溫。一次污染物低空聚積，生成還原性硫酸煙霧。通常發(fā)生在冬季，以早晨污染最嚴(yán)重。（倫敦型、煤炭型）。

2.我國(guó)的大氣概況和特點(diǎn)

能源消費(fèi)以煤炭為主，主要是SO2和煙塵的污染，大氣污染的特征屬于煤煙型。污染水平：北方城市＞南方城市，冬季＞夏季，早晚＞中午。南方城市是酸雨和高硫煤地區(qū)的污染，北方城市是冬季采暖期的污染。1997年，污染物排放達(dá)到最高值。其中SO2排放過(guò)了美國(guó)，成為世界SO2排放第一大國(guó)。1997年后，煙塵、SO2排放總量呈下降，但數(shù)量仍巨大；石油消費(fèi)和機(jī)動(dòng)車輛急劇增加，氮氧化物污染呈上升。第二節(jié)大氣污染物已認(rèn)定的大氣污染物約有100種，主要為氣溶膠態(tài)和氣態(tài)污染物。氣溶膠態(tài)污染物氣態(tài)污染物一、氣溶膠態(tài)污染物沉降速度可以忽略的固體、液體顆粒在氣體介質(zhì)中的懸浮體

。分為以下三種形式:1.粉塵(dust):

較小懸浮固體顆粒，＜200μm。煤粉、水泥、金屬粉塵、粘土粉塵、石棉等。一般，粉塵＜75μm，粗塵＞75μm。2.煙塵:燃燒、冶金中的細(xì)微顆粒：①煙炱(fume)，冶金過(guò)程中的固體粒子。熔融物質(zhì)揮發(fā)產(chǎn)生的氣態(tài)冷凝物，＜1μm。如氧化鋁（鋅、鉛）等；②飛灰(flyash)，燃料燃燒中的細(xì)小灰粒，＜10μm；③黑煙(smoke)，燃燒產(chǎn)生的可見氣溶膠,燃料高溫缺氧，烴類熱分解生成的碳黑顆粒，0.01～1μm。3.霧(fog):微小液體顆粒。水霧、油霧、酸霧、堿霧，＜100μm。氣象學(xué)中是指造成能見度＜lkm的小水滴懸浮體。氣溶膠態(tài)污染物通常＜500μm。

＞100μm的顆粒易于沉降，造成的危害較小。＜100μm的所有固體顆粒物：總懸浮微粒(TSP)

①飄塵:＜l0μm，粒度小，質(zhì)量輕，不易沉降；

②降塵:＞l0μm，能靠重力在較短時(shí)間內(nèi)沉降；霧霾天氣

霾也叫霧霾（煙霞），指空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ邮勾髿饣鞚幔曇澳：?dǎo)致能見度惡化，如果水平能見度小于10000米時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文臺(tái)稱煙霞(Haze)。

霾與霧的區(qū)別在于發(fā)生霾時(shí)相對(duì)濕度不大，而霧中的相對(duì)濕度是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和)。一般相對(duì)濕度小于80%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霾造成的，相對(duì)濕度大于90%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霧造成的，相對(duì)濕度介于80-90%之間時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霾和霧的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比較厚，可達(dá)1－3公里左右。霾與霧、云不一樣，與晴空區(qū)之間沒(méi)有明顯的邊界，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在1－2微米左右，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由于灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多，因而霾看起來(lái)呈黃色或橙灰色。一次污染物(從污染源直接排放出的)：SOx、NOx、COx、HC化合物，O3、氟化物等。二次污染物：光化學(xué)煙霧、硫酸煙霧等。1.含硫化合物:SO2、SO3和H2S等。SO2：最主要的氣態(tài)污染物?；剂先紵⒂猩饘僖睙?、火力發(fā)電、石油煉制、造紙、硫酸生產(chǎn)及硅酸鹽制品熔燒等過(guò)程都向大氣排放SO2，燃燒SO2約占70％以上。H2S：有機(jī)腐敗物，造紙、煉油、煉焦、石化、農(nóng)藥等生產(chǎn)中的排放。在大氣中很快被氧化成SO3或SO2。2.含氮化合物：NO、NO2、N2O、N2O3、NH3、HCN等，主要是NO和NO2。大約83％的NOX來(lái)自燃料燃燒。此外，硝酸、氮肥、石化、炸藥生產(chǎn)。3.碳氧化合物：CO、CO2。人工：燃燒。CO排放量為大氣污染物之首，但CO的濃度并未持續(xù)增加，表明自然界存在抑制CO增長(zhǎng)的機(jī)制，如土壤微生物的代謝和OH自由基的氧化能將CO轉(zhuǎn)化為CO2。但CO排放集中時(shí)，濃度可能達(dá)到危害環(huán)境水平。二、氣態(tài)污染物4.碳?xì)浠铮嚎蓳]發(fā)的各種有機(jī)烴類化合物，如烷、烯和芳烴等。大部分來(lái)自于植物的分解，人工是石油類物質(zhì)不完全燃燒和蒸發(fā)，汽車尾氣排放占有主要的比重。HC是一種強(qiáng)致癌劑，與NOX的共同作用會(huì)形成光化學(xué)煙霧。5.鹵素化合物：含氯、含氟化合物。鋼鐵、石化、農(nóng)藥、化肥工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中都有。排放量不多，對(duì)植物生長(zhǎng)有很大傷害；破壞臭氧層的主要成分。6.硫酸煙霧：SO2等含硫化合物，在有水霧、顆粒氣溶膠、NOx、以及一定氣象條件下，發(fā)生化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而形成。相對(duì)濕度較高，氣溫較低，并伴有煤煙塵、含有重金屬的飄塵等存在時(shí)發(fā)生的。7.光化學(xué)煙霧：陽(yáng)光紫外線照射，NOx、HC和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的淡藍(lán)色(有時(shí)呈紫色或黃褐色)二次污染物。主要成分是臭氧、過(guò)氧乙?；跛狨?PAN)、醛類及酮類等。第三節(jié)燃料燃燒燃燒產(chǎn)生的污染物約占全部大氣污染物數(shù)量的70％。一、燃料性質(zhì)1.固體燃料：coal－C、H、O、N、S。所含污染物如下：

灰：4％～5％－60％～70％，我國(guó)25％

S：無(wú)機(jī)硫：黃鐵礦硫（FeS2）；有機(jī)硫：有機(jī)質(zhì)的復(fù)雜化合物；硫酸鹽硫：石膏（CaSO4?2H2O）。（無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫參于燃燒；而硫酸鹽硫?qū)儆诨曳?。高硫煤?％。）

N：化合物：揮發(fā)分N、焦炭N。2．液體燃料。汽油、煤油、柴油、重油（含S）－C、H高，灰少。3．氣體燃料。天然氣CH4－氣田氣、油田伴生氣、煤田伴生氣。人造氣－液化石油氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣、高爐煤氣。二、燃燒過(guò)程

燃燒分為固相燃燒、氣相燃燒。必要條件：適當(dāng)空氣量，即氧氣。（不足，燃燒不完全；過(guò)大，降低燃燒溫度。）

空氣過(guò)剩系數(shù)：實(shí)際空氣量/理論空氣量，用于固定裝置。

空燃比A/F:空氣量/燃料量（質(zhì)量），用于移動(dòng)裝置。（汽油理論A/F＝15，甲烷理論A/F＝17.2）。良好的燃燒工況還必須滿足以下三個(gè)基本條件（3T）：①足夠的溫度。著火溫度，燃燒維持較高溫度。②充足的時(shí)間。才能保證燃料的充分燃燼。③充分的混合?；旌喜涣紝a(chǎn)生不完全燃燒產(chǎn)物，相當(dāng)缺氧燃燒。用湍流度衡量。三、燃燒產(chǎn)物N2、CO2、水蒸氣和飛灰，以及O2、SOX、NOX、CO、H2、CH4、HC、碳黑。污染物：SOX、NOX、COx、HC、碳黑、飛灰。

SOX：SO2，少量的SO3。

NOX：燃料N，空氣N生成。主要NO，少量NO2。

飛灰：剩余的細(xì)微固體顆粒物。

CO、H2、CH4、HC、碳黑：不完全燃燒產(chǎn)物。與燃料性質(zhì)、燃燒方式、燃燒條件有關(guān)。第四節(jié)大氣主要污染物的生成機(jī)理及危害一、煙塵：1.煙塵的生成機(jī)理（1）氣態(tài)析出型。固體燃料的揮發(fā)分氣體、液體燃料蒸發(fā)氣和氣體燃料，高溫缺氧（還原性氣氛）熱分解生成碳黑或積炭。0.01～0.2μm。

氣相脫氫聚合反應(yīng)：甲烷CH4→2H2+C乙烷C2H6→3H2+2CC2H6→H2+C2H4（乙烯）乙烯C2H4→H2+C2H2C2H2→H2+2C

(2)液態(tài)剩余型。液體燃料不完全燃燒：

①煤胞、油灰：油滴蒸發(fā)產(chǎn)生油蒸氣燃燒時(shí)，一邊膨脹發(fā)泡，一邊聚縮固化，生成10～300μm、表面光滑致密、內(nèi)部絮狀、難以燃燒的空心焦粒；②石油焦：油霧滴與熾熱固體壁面接觸時(shí)高溫裂解，形成顆粒較大的物質(zhì)，結(jié)焦。(3)固態(tài)剩余型。固體燃料燃燒時(shí)形成，包括未燃盡固定碳和灰分（飛灰），3～100μm。

2.影響煙塵生成的因素（1）燃料性質(zhì)：灰分↑，含水量↓，飛灰濃度↑；氣態(tài)燃燒的燃料數(shù)量越多，碳含量↑，碳黑↑。氣、液燃料碳黑多，固體燃料以飛灰為主。（2）燃燒條件：不完全燃燒產(chǎn)生煙塵。（3）燃料粒徑：液體燃料粒徑越大，其燃盡時(shí)間也越長(zhǎng)，塵濃度↑↑。固體燃料的燃燒速率取決于氧氣向表面的擴(kuò)散速度，以及在固體表面上進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)速度。3.煙塵的危害＞10μm能沉降；＜10μm飄塵長(zhǎng)期懸浮，易進(jìn)入呼吸系統(tǒng)，直接進(jìn)入肺部。煙塵的化學(xué)組成很復(fù)雜，含有毒物、致癌物，引起肺癌或皮膚癌。二、硫氧化合物主要是SO2，SO3很少。缺氧時(shí)，還有H2S和元素S。生成SO2的總放熱反應(yīng)

S+O2→SO2

（3－1）

火焰中的淡藍(lán)色是O原子和SO反應(yīng)形成SO2時(shí)所發(fā)射的光譜。SO是一種中間產(chǎn)物。1.生成機(jī)理

（1）有機(jī)硫和H2S的氧化

H2S主要在油中。煤中有機(jī)硫～500℃分解→H2S。

H2S、S元素首先→SO(H2S+O2→SO+H2O；S+O2→SO+O)再SO+O2→SO2+O；SO+OH→SO2+H（2）無(wú)機(jī)硫的氧化無(wú)機(jī)FeS2分解速度慢。

1)缺氧時(shí)，＜500℃，分解成S、H2S和FeS，F(xiàn)eS必須＞1400℃才能分解出S，再氧化成SO2。2)富氧下，F(xiàn)eS2直接氧化SO2:4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

S含量↑，空氣量↑，SO2↑。（3）燃燒中SO3的生成可逆SO2+O→SO3→過(guò)程緩慢。貧燃：計(jì)算，高溫有利于SO2生成，低溫有利于SO3生成。實(shí)測(cè)，高溫區(qū)SO3濃度＞計(jì)算值?！哓毴糘2充足，S氧化快。富燃：高溫時(shí)，缺O(jiān)2，抑制SO2→SO3。低溫時(shí)，O原子濃度急劇降低，S03濃度略有下降。催化劑：金屬氧化膜（Fe2O3）、積灰（V2O5），促使SO2→SO3。水蒸氣與SO3反應(yīng)形成H2SO4蒸汽。因此：①含S↑；②含灰↑；③反應(yīng)τ↑；④高溫區(qū)↑；⑤火焰t↑，SO3↑。（4）SO2在大氣中的轉(zhuǎn)化

SO2在大氣中的轉(zhuǎn)化速度非常小。

（若存在金屬氧化物、顆粒物、NOX等可作催化劑的物質(zhì)，可增大SO2→SO3的速度，或直接氧化為硫酸鹽氣溶膠，如MgO2＋SO2→MgSO4

，SO2和SO3與水蒸氣反應(yīng)都會(huì)形成硫酸蒸汽。）2.硫化合物的危害SO2：有強(qiáng)烈的辛辣、刺激性氣味。濃度超過(guò)一定值，支氣管收縮，鼻腔出血，呼吸困難，誘發(fā)支氣管炎、肺水腫。SO2形成的硫酸煙霧，毒性作用增大3～4倍。對(duì)植物造成傷害，其生長(zhǎng)受阻，葉片出現(xiàn)黃褐色壞死斑、脫水、焦枯。H2S：有毒氣體，易溶于水。刺激性引起眼結(jié)膜炎；侵入血液中與血紅蛋白結(jié)合，生成硫化血紅蛋白而使人缺氧，窒息死亡?？諝庵蠬2S的體積分?jǐn)?shù)為0.04時(shí)便有害于人體健康，0.1時(shí)就可致人死亡，大氣中允許的硫化氫濃度為0.01g/m3。三、氮氧化合物1.燃燒過(guò)程中NOx的熱力學(xué)平衡N2+O2

2NOt↑，Kp↑↑，NO↑↑

NO+O2

NO2+Ot↑，Kp↓，NO2↓

NO與NO2的生成反應(yīng)的特點(diǎn)①燃燒中NO～95％，NO2～5％；②任何溫度時(shí)生成的NO都→NO2；③t↑，NO↑↑，＜1500K，反應(yīng)速率很??；＜800K，NOx數(shù)量忽略不計(jì)；④室溫時(shí)只有極少量NO與NO2生成。排入大氣NO，在充足的反應(yīng)平衡時(shí)間下氧化成NO2。

四、其他污染物1.CO

CO是燃燒過(guò)程的中間產(chǎn)物，不完全燃燒產(chǎn)物。RH→R→RO2→RCHO→RCO→COR—碳?xì)渥杂苫鶊F(tuán)。RCO主要通過(guò)熱分解生成CO。

CO的生成速率很快，＞氧化成CO2的速率，在火焰區(qū)CO濃度迅速上升到最大值?？刂艭O的排放是使之完全燃燒。

危害：毒性很大。與血紅蛋白有較強(qiáng)親合力，比氧與血紅蛋白的親和力大200多倍。生成碳氧血紅蛋白，降低血液輸送氧氣的功能。中樞神經(jīng)受影響，降低人對(duì)各種意識(shí)的分辨能力，出現(xiàn)昏迷、呼吸困難，甚至導(dǎo)致窒息死亡。2.碳?xì)浠铮℉C）來(lái)源：不完全燃燒、石油類物質(zhì)蒸發(fā)。燃燒室內(nèi)溫度過(guò)低的區(qū)域，或者油氣混合不均勻?qū)е氯紵覂?nèi)局部混氣過(guò)富。HC的熱分解和氧化非常復(fù)雜，許多中間產(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程和反應(yīng)機(jī)理至今尚不清楚。大部分HC是＜700℃時(shí)發(fā)現(xiàn)。危害：主要致癌物質(zhì)。一般是多環(huán)結(jié)構(gòu)的多環(huán)芳烴類物質(zhì)，如苯并[a]芘等，其中有機(jī)物在燃燒分解過(guò)程中產(chǎn)生的焦油狀多環(huán)芳烴苯并芘就是公認(rèn)的強(qiáng)致癌性物質(zhì)。3.碳煙汽車排放的不完全燃燒產(chǎn)物，柴油機(jī)碳煙濃度約為汽油機(jī)的30～80倍?！卟裼蜋C(jī)采用擴(kuò)散燃燒，燃料和空氣混合不均勻，出現(xiàn)部分混合氣過(guò)濃，缺氧，其形成條件與CO和HC很相似。白煙：寒冷氣候起動(dòng)、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，燃燒室溫度過(guò)低，燃料未經(jīng)燃燒排出，＞1μm以上白色液珠。藍(lán)煙：柴油機(jī)低負(fù)荷工作、低溫運(yùn)轉(zhuǎn)，排出的直徑在＜0.4μm的淡藍(lán)色液珠。黑煙（碳煙）：柴油機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行，混合氣高溫缺氧，產(chǎn)生脫氫聚碳反應(yīng)，以碳為主≈0.05μm的固態(tài)微小顆粒。4.光化學(xué)煙霧

NOX、HC，在陽(yáng)光的強(qiáng)烈照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)后形成二次污染物（臭氧、醛類、過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)）等，形成光化學(xué)煙霧。NO2光解→NO＋OO＋HC→OH，O＋O2→O3O、O3、OH＋HC→HC自由基。HC自由基＋O2→過(guò)氧化自由基。各種自由基＋NO→NO2

發(fā)生時(shí)，氣溫較高，大氣相對(duì)濕度較低，夏季晴天，高峰出現(xiàn)在正午前后，夜間消失。影響光化學(xué)煙霧形成的因素

（1）污染物質(zhì)及濃度。存在NO2和HC，濃度越高，各種氧化劑的濃度也必然增高。大氣中飄塵易吸附氣態(tài)分子發(fā)生反應(yīng)。（2）太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。只有波長(zhǎng)為290～430nm能量較大的紫外輻射，才能使NO2光解。（3）地理位置。天頂角越小，輻射線的路線越短，紫外輻射越強(qiáng)。大氣層愈厚，到達(dá)地面的輻射能愈少。夏季天頂角比冬天小，∴晴朗、夏季中午出現(xiàn)光化學(xué)煙霧的可能性最大。（4）氣象條件。晴天、陽(yáng)光明媚、高氣溫、低濕度、低風(fēng)速、有逆溫層存在，易產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。∵此時(shí)污染物質(zhì)不易稀釋擴(kuò)散。

第五節(jié)大氣污染的防治途徑一、我國(guó)大氣污染治理

以煤為主能源政策在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變。我國(guó)的工業(yè)廢氣的治理已經(jīng)取得了明顯的成果，一些地區(qū)的大氣污染得到控制或緩解，但仍然存在許多問(wèn)題：①部分老企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)落后、設(shè)備簡(jiǎn)陋、能源消耗高、廢氣排放量大，治理難度大；②資金不足，有害氣體的處理率低；③許多廢氣治理設(shè)施開工率和運(yùn)轉(zhuǎn)率低，甚至擱置不用。二、大氣污染的綜合防治大氣污染的綜合防治的原則:

區(qū)域?yàn)榻y(tǒng)一整體，調(diào)查評(píng)價(jià)、統(tǒng)一規(guī)劃，綜合運(yùn)用各防治措施，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。原則:推行清潔生產(chǎn)，控制污染源頭。將綜合預(yù)防的環(huán)境策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品之中，以期減少對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。合理利用環(huán)境自凈能力與人為措施相結(jié)合。綜合防治與分散治理相結(jié)合。分散治理為基礎(chǔ)按功能區(qū)實(shí)行總量控制。保持環(huán)境質(zhì)量符合要求，所能允許的某種污染物的最大排污總量。技術(shù)措施與管理措施相結(jié)合。粗放經(jīng)營(yíng)、管理不善造成污染物流失約占總量的50％。2.大氣污染的綜合防治措施（1）全面規(guī)劃、合理布局或調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)。（2）嚴(yán)格的環(huán)境管理體制。（3）綜合利用，提高資源利用率。（4）合理利用能源。①改變常規(guī)能源結(jié)構(gòu)和用能方式。②采用先進(jìn)的清潔煤技術(shù)。③節(jié)約能源。④開發(fā)清潔能源。⑤控制污染源頭和廢氣排放。安裝除塵凈化裝置，高煙囪排放。⑥構(gòu)建綠色生態(tài)系統(tǒng)。三、大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為了維護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)人體健康，控制和改善大氣質(zhì)量，制定了大氣環(huán)境中污染物的最大容許含量和污染源排放污染物的數(shù)量及濃度的技術(shù)規(guī)范：分為大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、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(bào)標(biāo)準(zhǔn)等。標(biāo)準(zhǔn)制定：為保障人體健康和維護(hù)生態(tài)平衡，并考慮實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和所取得的環(huán)境效益之間的關(guān)系，以及不同區(qū)域功能、生態(tài)結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平等的差異性。因此，制訂了不同水平等級(jí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。目前,多數(shù)國(guó)家依據(jù)世界衛(wèi)生組織WHO(WorldHealthOrgnization)1963年提出的四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為判斷空氣質(zhì)量的基本依據(jù)：第一級(jí)：在處于或低于所規(guī)定的濃度和接觸時(shí)間內(nèi)，對(duì)生物觀察不到什么直接或間接的影響；第二級(jí)：達(dá)到或高于規(guī)定的濃度和接觸時(shí)間時(shí)，開始對(duì)人的感覺器官有刺激，對(duì)植物有損害，對(duì)人的視距有影響或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生其他有害作用；第三級(jí)：達(dá)到或高于規(guī)定的濃度和接觸時(shí)間時(shí)，開始引起人的慢性疾病，使人的生理機(jī)能發(fā)生障礙或衰退，從而導(dǎo)致壽命縮短；第四級(jí)：達(dá)到或高于規(guī)定的濃度和接觸時(shí)間時(shí)，開始對(duì)污染敏感的人引起急性中毒或?qū)е滤劳?。我?guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095—1996，屬于此標(biāo)準(zhǔn)的一、二級(jí)范圍內(nèi)。分三類環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)，分別執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：一類區(qū)：自然保護(hù)區(qū)和其他需要特殊保護(hù)地區(qū)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)期接觸，不發(fā)生任何危害影響。二類區(qū)：城鎮(zhèn)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)和農(nóng)村地區(qū)。二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)、短期接觸，不發(fā)生傷害。三類區(qū)：為特定工業(yè)區(qū)。三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：人群不發(fā)生急、慢性中毒（敏感者除外)，不影響城市一般動(dòng)、植物正常生長(zhǎng)。第二節(jié)除塵裝置一、除塵裝置的性能及分類（一）除塵裝置的性能1.含塵氣體的處理量2.除塵效率3.阻力（二）除塵裝置的分類二、機(jī)械式除塵器1.重力沉降室2.慣性除塵器3.旋風(fēng)除塵器三、過(guò)濾式除塵器四、濕式除塵器五、電除塵器第三節(jié)氣態(tài)污染物的凈化方法一、氣態(tài)污染物的吸收凈化方法（一）氣體的溶解與平衡（二）氣液傳質(zhì)的基本原理1．雙膜理論2．傳質(zhì)速率（三）化學(xué)吸收1．化學(xué)平衡與相平衡2.化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率（四）吸收裝置二、氣態(tài)污染物的吸附凈化方法1.吸附現(xiàn)象2.吸附的基本原理 （1）吸附平衡。 （2）吸附等溫方程。（3）吸附等溫線。（4）吸附速率。3.吸附劑4.吸附裝置三、氣態(tài)污染物的催化凈化方法1.催化作用2.催化劑3.催化裝置4.催化燃燒第四節(jié)主要?dú)鈶B(tài)污染物的治理技術(shù)一、含二氧化硫廢氣的治理技術(shù)（一）燃料脫硫1．原煤脫硫2.燃油脫硫（二）燃燒脫硫1.型煤固硫2.流化燃燒脫硫3.爐內(nèi)噴鈣（三）煙氣脫硫1.干法煙氣脫硫2.半干法煙氣脫硫3.濕法煙氣脫硫二、含氮氧化物廢氣的治理技術(shù)（一）低NOx燃燒技術(shù)1.分級(jí)燃燒法2.再燃燒法3.煙氣再循環(huán)法4.低NOx燃燒器（二）廢氣脫硝1.催化還原法2.液體吸收法三、CO2排放控制及綜合利用1.吸收法2.膜分離法3.純氧/煙氣再循環(huán)燃燒4.改變煤氣化聯(lián)合循環(huán)5.低溫分離法第四節(jié)主要?dú)鈶B(tài)污染物的治理技術(shù)四、燃燒過(guò)程廢氣的綜合治理（一）鍋爐廢氣的綜合治理

1.低NOx燃燒技術(shù)

2.SNOX聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

3.DESONOX聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

4.活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)5.鍋爐除塵（二）機(jī)動(dòng)車尾氣的綜合治理1.分層燃燒2.稀混合氣燃燒技術(shù)3.控制燃燒的其他技術(shù)4.尾氣凈化5.柴油機(jī)碳煙的凈化

第四節(jié)主要?dú)鈶B(tài)污染物的治理技術(shù)第一節(jié)顆粒污染物的分離方法一、顆粒污染物的物理性質(zhì)1.

幾何特性（粒徑、形狀、比表面積）（1）粒徑。單一粒徑、粒子群的平均粒徑，μm。①單一粒徑。測(cè)定方法不同，定義及表示不同。

斯托克斯粒徑ds—與被測(cè)粒子密度相同、終端沉降速度vs相等的球的直徑。粒子雷諾數(shù)Re＜1時(shí)，

分割粒徑dc（臨界粒徑）—某除塵器的分級(jí)效率為50％時(shí)的粒徑。②平均粒徑。形狀和大小各異的粒子組成的實(shí)際粒子群與由均一的球形粒子組成的假想粒子群具有相同的某一物理性質(zhì)，則稱此球形粒子的直徑為實(shí)際粒子群的平均粒徑。長(zhǎng)度平均粒徑(算術(shù)平均粒徑)dl＝∑nd/∑n

；體積平均粒徑dv＝∑(nd3/∑n)1/3；質(zhì)量平均粒徑dm＝∑nd4/∑nd3等。③粒徑分布。某一粒子群中不同粒徑的粒子所占比例,即指粒子的分散度。粒徑分布有粒數(shù)分布或質(zhì)量分布，前者為粒子的個(gè)數(shù)百分?jǐn)?shù)，后者用粒子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示。除塵技術(shù)中多采用質(zhì)量分布,通常有頻率分布、頻度分布以及篩上累積頻率分布三種：頻度分布：?jiǎn)挝涣介g隔寬度(Δdp)時(shí)的頻率分布

頻率分布：粒徑dp至dp＋Δdp的粒子質(zhì)量ΔM占試樣總質(zhì)量M的質(zhì)量分?jǐn)?shù)篩上累積分布：大于某一粒徑dp的全部粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)篩下累積分布：小于某一粒徑dp的全部粒子質(zhì)量占粉塵試樣總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)中位徑d50:篩上累計(jì)分布和篩下累計(jì)分布相等(Rs＝Rx=50％)時(shí)的粒徑稱為中位徑d50

（b）粒度分布表示法粒度分布密度曲線粒度分部函數(shù)

（b）粒度分布表示法磨碎產(chǎn)品粒度特性空隙率ε－是指粉塵之間的空隙體積與包含空隙和粉體在內(nèi)的總體積之比。ρb＜ρp，粉塵越細(xì)，吸附空氣越多，ε值愈大；擠壓或振動(dòng)過(guò)程中，ε值減小。

（2）形狀。大多數(shù)粒子實(shí)際上是不規(guī)則形狀，但通常把粒子假定為球形。（3）比表面積。單位體積或質(zhì)量的粉塵具有的總表面積。粒子越細(xì)，比表面積越大，活性越高，通過(guò)粒層的流體阻力也越大。2.密度單位體積粉塵質(zhì)量。

真密度ρp

－是指將吸附在粉塵粒子凹凸表面、內(nèi)部空隙以及粒子之間的空氣排除以后測(cè)得顆粒自身的密度）。堆積密度ρb（堆積密度是指包括粉塵粒子內(nèi)部空隙和粉體粒子之間氣體空間在內(nèi)的粉體密度）。定義：粉塵粒子附著在固體表面上或它們之間相互凝聚的可能性。粘附力主要有：分子力（范德華力）、毛細(xì)力和靜電力(庫(kù)侖力)

。顆粒細(xì)小、粗糙且形狀不規(guī)則、含水高且潤(rùn)濕性好、含塵濃度高、荷電量大的粉塵，其粘附力增大。粉塵由于粘性力的作用，在相互碰撞中會(huì)導(dǎo)致塵粒的凝聚變大，有助于提高對(duì)粉塵的捕集，但也要注意其粘附在器壁上會(huì)造成裝置和管道的堵塞。4.潤(rùn)濕性

粉塵粒子與液體相互附著或附著難易程度稱為粉塵的潤(rùn)濕性。液體分子的表面張力越小，浸潤(rùn)性越強(qiáng)。水的表面張力比酒精或煤油大，其對(duì)粉塵的浸潤(rùn)就較差。還與粉塵粒徑大小、理化性質(zhì)、所處狀態(tài)有關(guān)。浸潤(rùn)性是選擇濕式除塵設(shè)備的主要依據(jù)。對(duì)于某些遇水易形成不溶于水的硬垢的粉塵，如水泥，會(huì)結(jié)垢或堵塞，不宜采用濕式除塵技術(shù)。3.粘附性5.電性（粉塵的荷電性、比電阻）荷電性。粉塵由于碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電、接觸帶電體等原因帶有一定的電荷。粉塵比表面積↑、含水量↓、溫度↑，荷電量↑。比電阻。導(dǎo)電性能，用電阻率來(lái)表示，Ω·cm。容積比電阻—為粉塵依靠其內(nèi)部的電子或離子進(jìn)行的顆粒本體的容積導(dǎo)電；表面比電阻—粉塵表面因吸附水分或其他化學(xué)物質(zhì)而形成的化學(xué)膜進(jìn)行表面導(dǎo)電。

一般：＞200℃，容積導(dǎo)電為主；＜100℃，表面導(dǎo)電為主；中間溫度范圍，兩種比電阻的合成，其值最高。6.爆炸性可燃物形成粉塵后，總表面積↑，表面自由能↑，化學(xué)活性↑。達(dá)到自燃溫度時(shí)，一定的條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為燃燒狀態(tài)。瞬間產(chǎn)生大量熱量，粉塵放熱反應(yīng)速度＞系統(tǒng)排熱速度，在封閉空間內(nèi)造成很高的壓力和溫度，形成化學(xué)爆炸。爆炸極限—發(fā)生爆炸的可燃性粉塵濃度（爆炸下限、爆炸上限）。顆粒細(xì)小、分散度高、不燃?jí)m粒少、濕度低、含有揮發(fā)性可燃?xì)怏w的粉塵，易自燃和爆炸；7.安息角

粉塵通過(guò)小孔連續(xù)落到水平板上，堆積成的錐體母線與水平面小于90°的夾角（也叫靜止角、堆積角）。用于評(píng)價(jià)粉塵的流動(dòng)特性。安息角愈小，粉塵的流動(dòng)性愈好，多數(shù)粉塵35°左右。一般情況，粒徑大、表面光滑、接近球形、濕度低、粘性小的粉塵，其安息角減小。鎂粉、碳化鈣粉塵與水接觸后會(huì)引起自然爆炸，不能采用濕式除塵；鋅粉與鎂粉或混合后也會(huì)發(fā)生爆炸。二、除塵過(guò)程機(jī)理

除塵機(jī)理：含塵氣流在某種力的作用下使塵粒相對(duì)氣流產(chǎn)生一定的位移，最終脫離氣流沉降于捕集表面。1.重力分離在重力場(chǎng)的作用下，粒子在靜止流體中作自由沉降運(yùn)動(dòng)。合力

F＝Fw重―Fb浮―Fd阻終端沉降速度vs—塵粒先加速下降，F(xiàn)d不斷↑，當(dāng)使合力F＝0時(shí)，作均速下降運(yùn)動(dòng)的速度（沉降速度達(dá)到恒定最大值）。對(duì)于dp≤100μm的顆粒，層流區(qū)

（Re＝vdpρ/μ≤1.0

）

Stokes公式vs∝dp2，dp↓，vs↓，難分離溫度↑，μ↑，vs↓，難分離2.離心分離是利用旋轉(zhuǎn)含塵氣流產(chǎn)生的離心力的作用使粒子與氣體分離的一種簡(jiǎn)單而重要的分離方法。離心力可以比重力大得多，對(duì)慣性分離和濾料攔截有重要作用。層流時(shí)，離心力Fc＝徑向阻力Fd，終端離心沉降速度：相對(duì)重力分離，它是以離心加速度vθ2/r代替了重力加速度g。除了與dp和溫度有關(guān)。vθ↑，r↓，vrs↑，愈能分離細(xì)小塵粒。

離心分離因數(shù)（centrifugalseparationfactor）：同一顆粒在同種介質(zhì)中受到的離心力加速度與重力加速度的比值。

Kc值一般在102～105之間，其大小反映了離心沉降設(shè)備的效能為重力沉降設(shè)備的倍數(shù)，是離心分離設(shè)備性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

加速度：過(guò)山車：2g空軍飛行訓(xùn)練：5g（持續(xù)時(shí)間2-3s）航天員訓(xùn)練：8g（持續(xù)時(shí)間40-50s）U-235（占0.714%）U-2383.慣性分離

機(jī)理：含塵氣流沖擊障礙物，氣流突然轉(zhuǎn)變方向，塵粒則受慣性力作用與氣流分離。同時(shí)還有離心力和重力作用。dp↑，初速↑，氣流旋轉(zhuǎn)半徑↓，慣性分離效果增強(qiáng)。4.截留分離機(jī)理

(1)質(zhì)量很小的粒子，如果沒(méi)有離開流線而繞過(guò)捕塵體(如液滴、纖維等)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這時(shí)只要粒子的中心處于距捕塵體不超過(guò)dp/2的流線上，就會(huì)與捕塵體接觸而被截留分離。(2)而尺寸和質(zhì)量較大的粒子，由于慣性作用而離開氣流流線直接碰撞到捕塵體上而被捕集則為上述的慣性碰撞分離。）dp↑，捕塵體直徑d0↓，截留分離效率↑。5.靜電分離機(jī)理：針狀（放電、電暈、負(fù)）電極和平板（集塵、正）電極通較高的直流電壓，產(chǎn)生電場(chǎng)，自由電子運(yùn)動(dòng)形成電流。自由電子撞擊中性氣體分子使之電離，產(chǎn)生大量正、負(fù)離子和自由電子，使極間電流急劇增大，在電暈極附近發(fā)生電暈放電。正離子與針狀電極中和。負(fù)離子和自由電子向集塵極移動(dòng)，與粉塵碰撞，使塵粒荷電向集塵極轉(zhuǎn)移，最后附著在集塵極上而與氣流分離。利用靜電力，可用于分離0.1～1.0μm低速粒子。靜電分離有兩種形式：①自身帶電粒子在捕塵體上沉降。自身帶電有限。②電場(chǎng)力作用使荷電粒子在集塵極上發(fā)生沉降:第二節(jié)除塵裝置

一、除塵裝置的性能及分類1.性能：（1）含塵氣體的處理量處理含塵氣體能力大小。體積流量Q（m3/s）表示。（2）除塵效率①總除塵效率η。捕集粉塵質(zhì)量Mc(g/s）與進(jìn)入的粉塵質(zhì)量Mi之比。式中，濃度C（g/m3）若除塵器完全密閉，穩(wěn)態(tài)等溫操作，則進(jìn)出除塵器的氣體量不變：Qo

＝Qi，于是：②分級(jí)除塵效率ηd。定義：除塵器對(duì)某一粒徑dp或某一粒徑范圍Δdp的粉塵的捕集效果。（頻率分布ω）（3)透過(guò)率P：一些除塵器的除塵效率可達(dá)99％以上，總效率的變化難以判斷除塵效果及排放對(duì)環(huán)境效應(yīng)的影響，這時(shí)可用P反映其效果.定義：從除塵器中逃逸的粉塵質(zhì)量與進(jìn)入的粉塵質(zhì)量之比的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即透過(guò)率P.（4）阻力：氣流通過(guò)時(shí)的壓力損失，阻力系數(shù)ζ與流動(dòng)狀態(tài)流道大小和形狀有關(guān)。2.分類（1）機(jī)械式除塵器。質(zhì)量力(重力、慣性力、離心力)作用。重力沉降室、慣性分離器、旋風(fēng)除塵器。（2）過(guò)濾式除塵器。多孔濾料層、網(wǎng)眼物體。顆粒層過(guò)濾器、袋式過(guò)濾器。效率高、能耗高。（3）電除塵器。靜電分離。有干法清灰和濕法清灰兩種型式。效率高，能耗低，耗鋼材多，投資高。（4）濕式除塵器（洗滌器）。液滴或液膜粘附。噴霧洗滌器、旋風(fēng)水膜、文丘里洗滌器?？蓪?shí)現(xiàn)除塵和對(duì)氣態(tài)污染物的吸收凈化。效率高，特別是對(duì)微細(xì)粉塵，但易產(chǎn)生二次污染。二、機(jī)械式除塵器

1.重力沉降室在重力作用下沉降分離。沉降速度vs，水平速度vo。當(dāng)氣流通過(guò)沉降室時(shí)間≥塵粒沉降到底部時(shí)間時(shí)，全部沉降。沉降室捕集的最小塵粒：vo↓，H↓，L↑，除塵效率↑。

2.慣性除塵器慣性分離為主，還有重力、離心力的作用?；剞D(zhuǎn)式、碰撞式流速越高，轉(zhuǎn)變角度越大，轉(zhuǎn)彎次數(shù)越多，除塵效率越高。阻力也增大。一般除塵效率不高。濕式慣性除塵器，可以提高除塵效率。3.旋風(fēng)除塵器(旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流的離心力使粉塵從含塵氣流中分離的裝置)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維修方便，效率適中η＝80％～90％，阻力適中Δp＝1000Pa，dp>3μm.應(yīng)用最為廣泛。改進(jìn)：多管除塵器－許多小旋風(fēng)子，η高，阻力大；麻石（水膜）－麻石或瓷磚砌筑筒體，噴水，η高，阻力小，易二次污染。外旋流是旋轉(zhuǎn)向下的準(zhǔn)自由渦流，具有向心的徑向運(yùn)動(dòng)；內(nèi)旋流是旋轉(zhuǎn)向上的強(qiáng)制渦流，具有離心的徑向運(yùn)動(dòng)。兩者旋轉(zhuǎn)方向相同。塵粒依靠離心力向外移動(dòng)。分界面上：外旋流的切向速度vθ最大，離心力Fc最大。Fc＞阻Fd，粒子移向外旋流而被捕集；Fc＜Fd，粒子向內(nèi)被氣流帶走。Fc＝Fd，理論上粒子應(yīng)滯留在分界面上旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上氣流為紊流，假想圓筒理論從概率統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)認(rèn)為，粒子50％可能進(jìn)入內(nèi)旋流，另50％可能向外移動(dòng)。分割粒徑dpc—旋風(fēng)除塵器達(dá)到一定效率時(shí)能分離的最小粒徑。切向速度vθc↑，ρp↑，內(nèi)旋流半徑rc↓，則dpc↓，η↑。①入口速度u。u↑→vθc↑→dpc↓→η↑。但u過(guò)高，二次飛揚(yáng)，阻力增大。②含塵氣流性質(zhì)。ρp↑，η↑;t↑，μg↑，η↓③除塵器的幾何尺寸。筒體↓，離心力Fc↑；排氣管直徑↓，rc↓，η↑。④灰斗的氣密性。氣密性差，空氣滲入將二次飛揚(yáng)，η↓。結(jié)構(gòu)型式：按氣流導(dǎo)入方式：切向式（入口管外壁與筒體相切）、蝸殼式（入口管內(nèi)壁與筒體相切，入口氣流距筒體外壁更近，有利于提高除塵效率，并使進(jìn)口處阻力減小，但除塵器體積有所增大）、軸流式（入口裝有導(dǎo)流葉片使氣流旋轉(zhuǎn)，與前兩者相比，在相同壓力損失下，能處理約3倍的氣體量，適用于多管旋風(fēng)除塵器或處理大氣量的場(chǎng)合）。影響除塵效率的主要因素按流動(dòng)方式：回流、平流、直流?；腋綦x室：錐體長(zhǎng)，易分離，但易形成下灰環(huán)被上升氣流攜帶。采用錐體倒置，下部圓錐形反射屏。三、過(guò)濾式除塵器

通過(guò)濾材或?yàn)V層使粉塵分離。

表面（袋式）過(guò)濾器：多孔織物；

內(nèi)部過(guò)濾：松散濾料過(guò)濾層。袋式除塵器特點(diǎn)：η＝95％～99％，Δp＝800～1500Pa。多種除塵機(jī)理：重力、慣性、截留、靜電，還有擴(kuò)散（＜lμm塵粒被氣體分子撞擊下脫離流線，向?yàn)V袋纖維運(yùn)動(dòng)）、篩濾作用。正壓袋：袋內(nèi)→袋外；負(fù)壓袋：袋外→袋內(nèi)。機(jī)械清灰（扭轉(zhuǎn)抖動(dòng)、水平擺動(dòng)及垂直振蕩）和氣流清灰（反吹氣流）。要常清灰，但不要清灰過(guò)度；濾料是關(guān)鍵。四、濕式除塵器

廢氣與液體接觸。除去0.1～20μm顆粒。但注意：腐蝕，污泥處理問(wèn)題，不利煙氣排放。機(jī)理：慣性碰撞、攔截，其次擴(kuò)散、靜電。形式：液滴、液膜、液層。五、電除塵器

靜電分離－特點(diǎn)：適于捕集細(xì)塵（0.05~20μm）；效率高η≥99％;阻力小Δp=200～500Pa;處理煙氣量大（10萬(wàn)m3/h~1000萬(wàn)m3/h);能耗不高（0.2~0.4kW.h/1000m3）;能處理高溫或腐蝕性氣體。過(guò)程：①電暈放電；②顆粒荷電；③沉降（集塵）；④清灰。型式：（1）管式、板式。（2)單區(qū)（荷電和集塵在同一空間，工業(yè)除塵）、雙區(qū)（荷電和集塵在兩個(gè)空間，空氣凈化）兩種布置方式：電暈放電：電壓低時(shí)，不足以使自由電子獲得高速運(yùn)動(dòng)的能量，難以撞擊氣體分子使之電離而實(shí)現(xiàn)電暈放電。超過(guò)起暈電壓U0后產(chǎn)生電暈放電。但電壓高到一定值，達(dá)到擊穿電壓Us，兩極空氣全部電離，電場(chǎng)擊穿，弧光放電，短路。影響捕集效率的因素：（1）氣體性質(zhì)。對(duì)電子親和力高的負(fù)電性氣體，O2和SO2，易俘獲電子形成負(fù)離子，可施加更高的電壓，更強(qiáng)的電場(chǎng)，驅(qū)進(jìn)速度↑，η↑。（2）氣體工作狀態(tài)。氣體p↓，t↑，ρ↓，有利于電子加速，可降低起暈電壓，改善工作性能。

（3）粉塵比電阻。正常：104～2×1010Ω·cm。若＜104，荷電塵粒在集塵極立刻放出電荷，易造成二次飛揚(yáng)；若＞2×1010，粉塵在集塵極不能完全放電，形成帶負(fù)電的粉塵層；粉塵層出現(xiàn)裂縫，形成局部高強(qiáng)電場(chǎng)，產(chǎn)生反電暈，正離子向負(fù)極移動(dòng)，η↓。（4）粒徑。當(dāng)dp＞1.0μm以后，dp↑→荷電量q↑↑，q的增幅大于dp的增大，因此驅(qū)進(jìn)速度提高，η↑。（5）粉塵濃度。濃度較低時(shí)，濃度↑，η↑；但濃度過(guò)高，氣體離子大量沉積到塵粒上，由于荷電塵粒的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比氣體離子運(yùn)動(dòng)速度小，所以電流減弱，η↓。（6）供電參數(shù)。電壓↑，電暈功率和電流

↑，η↑。第三節(jié)氣態(tài)污染物的凈化方法

定義：利用化學(xué)、物理、生物的方法，將污染物從廢氣中分離或轉(zhuǎn)化。凈化方法：吸收法：通過(guò)擴(kuò)散方式將廢氣中污染物轉(zhuǎn)移到液相。吸附法：通過(guò)分子力使廢氣中某些組分向固體介質(zhì)(吸附劑)的表面聚集。燃燒法：通過(guò)燃燒將可燃性污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。催化轉(zhuǎn)化法：通過(guò)催化劑作用，將廢氣中氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為非污染物或易于清除的物質(zhì)。冷凝法：通過(guò)冷凝將氣態(tài)污染物分離。生物凈化：通過(guò)微生物的生化降解作用分解污染物。膜分離：利用不同氣體透過(guò)特殊薄膜的不同速度，使某種氣體組分得以分離。電子輻射-化學(xué)凈化：利用高能電子射線激活、電離、裂解廢氣中的各組分，從而發(fā)生氧化等一系列化學(xué)反應(yīng)，將污染物轉(zhuǎn)化為非污染物。一、吸收凈化方法

原理：利用氣態(tài)污染物對(duì)某種液體的可溶性，將氣態(tài)污染物（溶質(zhì)）溶入液相(吸收劑或溶劑)，又稱濕式凈化。分為物理吸收和化學(xué)吸收。1.氣體的溶解與平衡

吸收：氣體中的A→液相；解吸：氣體←液相中的A動(dòng)態(tài)平衡：吸收速度=解吸速度時(shí)，服從亨利定律：說(shuō)明：溶解平衡時(shí),組分A的氣相分壓(平衡或飽和分壓)與液相中A濃度(飽和濃度)的關(guān)系；吸收劑無(wú)化學(xué)反應(yīng)。亨利系數(shù)EA

：難溶氣體大，易溶小。平衡分壓，液相摩爾分?jǐn)?shù)

２.氣液傳質(zhì)的基本原理（雙膜理論，溶質(zhì)滲透理論，表面更新理論）（１）雙膜理論

假定：①在氣、液兩相接觸處有一隨時(shí)保持平衡狀態(tài)的相界面；②在氣液相界面附近，分別存在一個(gè)非常穩(wěn)定的層流氣膜和液膜，薄膜內(nèi)存在濃度梯度，物質(zhì)傳遞主要依靠分子擴(kuò)散；③薄膜外氣液兩相各自的主體為湍流，不存在濃度梯度，物質(zhì)主要通過(guò)對(duì)流傳遞；④傳質(zhì)過(guò)程只在氣液薄膜中有分子擴(kuò)散阻力，相界面上和湍流主體中不存在傳質(zhì)阻力，因此傳遞速質(zhì)取決于兩膜的阻力大小。

cA—組分A在液相中的溶解度HA—溶解度系數(shù)。難溶氣體小，易溶氣體大。

傳質(zhì)過(guò)程：

被吸收組分從氣相主體對(duì)流擴(kuò)散到氣膜表面，再以分子擴(kuò)散通過(guò)氣膜到達(dá)相界面，進(jìn)入液膜后又以分子擴(kuò)散通過(guò)液膜，最后通過(guò)對(duì)流擴(kuò)散進(jìn)入液相主體，直到氣液兩相完全平衡后傳質(zhì)停止。如果此時(shí)，再增加被吸收組分的氣相分壓，或降低液相中該組分的濃度，傳質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行。質(zhì)量守恒

ki—膜的傳質(zhì)分系數(shù)。

由亨利定律，相界面

流體主體

整理后得

與液相主體中cA相對(duì)應(yīng)的氣相平衡分壓；與氣相主體中pA相對(duì)應(yīng)的液相平衡濃度，；

HA很大，易溶氣體，傳質(zhì)阻力主要在氣相，氣膜控制。如水吸收HCl、NH3。氣相湍動(dòng)程度↑，如將霧化液體噴入氣相，則液滴周圍流動(dòng)氣體擴(kuò)散阻力↓，傳質(zhì)速率↑。HA很小，難溶氣體，傳質(zhì)阻力主要在液相，液膜控制。如水吸收CO2、N2。液相湍流程度↑，如穿過(guò)孔板氣體進(jìn)入液相，液膜阻力↓，傳質(zhì)速率↑。中等溶解度氣體，氣膜與液膜阻力均不能忽略，兩膜控制。如水對(duì)SO2的吸收。（2）傳質(zhì)速率（吸收速率、傳質(zhì)方程）

單位時(shí)間，通過(guò)單位相界面?zhèn)鬟f的物質(zhì)量。NA，kmol/(m2·s)

。Ki—膜的總傳質(zhì)系數(shù)。其倒數(shù)為傳質(zhì)總阻力。強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程的因素：①pA↑，或cA↓，增加傳質(zhì)動(dòng)力；②傳質(zhì)面積F↑，可增加質(zhì)量傳遞，如液滴；③氣液接觸時(shí)間t↑，如控制氣流速度，可增加質(zhì)量傳遞；④傳質(zhì)阻力↓，使K↑。3.化學(xué)吸收吸收時(shí),溶劑中某些活性組分與溶質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。純?nèi)苜|(zhì)濃度cA

↓，傳質(zhì)動(dòng)力↑，吸收速率↑。化學(xué)吸收的傳質(zhì)速率:

化學(xué)吸收相當(dāng)于增大了液相的傳質(zhì)動(dòng)力和傳質(zhì)分系數(shù)，傳質(zhì)速率↑。傳質(zhì)速率表示方法：(1)采用增大的液膜傳質(zhì)分系數(shù)kl,d，而選取與物理吸收相同的傳質(zhì)動(dòng)力（ΔcA＝cAi－cA）；(2)或采用增大的傳質(zhì)動(dòng)力（ΔcA＋δ），δ為增大值，而選取與物理吸收相同的傳質(zhì)分系數(shù)kl，即增強(qiáng)系數(shù)：α＝kl,d/kl，液相傳質(zhì)分系數(shù)增大倍數(shù)。由kl,d和kg可求出化學(xué)吸收的傳質(zhì)總系數(shù)。

4.吸收裝置（塔）基本要求

：①氣液接觸面大，接觸時(shí)間長(zhǎng)；②氣液之間擾動(dòng)強(qiáng)烈，吸收效率高；③流動(dòng)阻力小，工作穩(wěn)定；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，投資和運(yùn)行維修費(fèi)用低；⑤抗腐蝕、防堵塞。吸收裝置有:填料塔

、板式塔、湍流塔、噴淋塔、文丘里吸收器。二、吸附凈化方法

利用多孔固體表面的微孔捕集廢氣中氣態(tài)污染物。1.吸附現(xiàn)象物理吸附—由固體吸附劑分子與氣體分子間的靜電力或范德華力引起，可逆過(guò)程。化學(xué)吸附—由固體表面與被吸附分子間的化學(xué)鍵力引起，需要一定的活化能。主要區(qū)別有：①吸附熱。物理吸附多為放熱過(guò)程，但物理吸附熱較小；化學(xué)吸附熱很大(40倍)。②溫度。物理吸附一般不受溫度的影響，但溫度↑，易脫附；化學(xué)吸附需活化能，溫度↑，吸、脫附速率↑。③選擇性。物理吸附取決于分子力，選擇性較小，脫附也容易；化學(xué)吸附有特定反應(yīng)，有選擇性，不易脫附。2.吸附基本原理（1）吸附平衡。一定t，吸附速度=脫附速度，即氣相與吸附劑表面的濃度達(dá)到平衡，有平衡吸附量和平衡（分）壓力p。（2）吸附等溫方程。朗格繆爾假定：①吸附劑表面均一，化學(xué)吸附僅在表面單分子層進(jìn)行；②被吸附分子間無(wú)作用力，互不受影響；③吸附與脫附已處于動(dòng)態(tài)平衡。p很低，kp＜＜1，G＝Gmkp，G與p成正比；p很高，kp＞＞1，G＝Gm，G與p無(wú)關(guān)，吸附飽和。

θ—被吸附分子覆蓋的固體表面積與固體總表面積之比；G，Gm—?dú)庀嗥胶夥謮簆下及單分子層覆蓋滿(θ＝1)時(shí)的吸附量；k—吸附平衡常數(shù)；p—吸附質(zhì)氣相平衡分壓。（3）吸附等溫線。一定t，吸附量G與p的關(guān)系曲線。吸附質(zhì)氣相平衡分壓p↑，G↑。（4）吸附過(guò)程。

外擴(kuò)散：吸附質(zhì)→固體表面氣膜→吸附劑外表面

內(nèi)擴(kuò)散：吸附質(zhì)進(jìn)入微孔→微孔深處內(nèi)表面→晶格內(nèi)(內(nèi)擴(kuò)散阻力很小，忽略不計(jì)，外擴(kuò)散起控制作用。)

要求：①巨大內(nèi)表面積；②強(qiáng)選擇性；③吸附快，脫附易；④足夠機(jī)械強(qiáng)度，耐酸、堿、水、高溫，物理吸附要化學(xué)穩(wěn)定性。⑤價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛。

常用吸附劑：（1）活性炭：（500℃下炭化，然后通水蒸氣活化而成。總表面積106m2/kg）。疏水性，可吸附有機(jī)溶劑、SO2、NOx。（2）硅膠：強(qiáng)親水性，含濕較高氣體的干燥脫水、烴類氣體回收，以及吸附干燥后的有害廢氣。（3）活性氧化鋁：石油氣濃縮、脫硫、脫氫或含氟氣體凈化。（4）人工沸石分子篩：(立方晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，離子型吸附劑)脫硫、脫氮、含汞蒸氣凈化。3.吸附劑

4.再生（恢復(fù)吸附能力）①加熱解吸再生。低溫吸附，高溫加熱脫附。6.吸附裝置固定床、移動(dòng)床、流化床、旋轉(zhuǎn)床

固定床：間斷吸附。廢氣向上從顆粒層穿過(guò)，凈化后的氣體由吸附器上部排出。②降壓或真空解吸。加壓吸附，減壓或真空脫附③溶劑置換再生。解吸溶劑置換吸附質(zhì)，再加熱床層脫附解吸劑。吸附負(fù)荷曲線（吸附波）：吸附劑中吸附質(zhì)濃度X隨床層高度Z變化曲線。(a)τ＝τ的吸附波。(b)經(jīng)過(guò)Δτ后，①平衡區(qū)：平衡負(fù)荷Xe，飽和；②傳質(zhì)區(qū)：吸附傳質(zhì)主要區(qū)段。Za↓，傳質(zhì)阻力↓，利用率↑；③未吸附區(qū)：吸附質(zhì)初始濃度X0。(c)穿透時(shí)間τb：吸附波剛到達(dá)床層末端，產(chǎn)生“穿透現(xiàn)象”，床層失效。(d)τ≥平衡時(shí)間τb：吸附波全部移出床層外，整個(gè)床層失效。吸附負(fù)荷曲線難以采樣，通常分析流出氣體濃度Y隨τ變化：當(dāng)τ＜τb，濃度始終為Y0，隨后Y↑↑，在τe時(shí)達(dá)到Y(jié)e。S形曲線稱為“穿透曲線”，曲線愈陡，傳質(zhì)阻力愈小、吸附速率愈快，傳質(zhì)區(qū)愈短。穿透時(shí)間τb表示吸附床的工作性能。三、催化凈化方法

催化劑作用下，污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害或易除去物質(zhì)。

催化氧化法：SO2（催化劑V2O5)→SO3

催化還原法：NOx（催化劑銅鉻)＋NH3→N21.催化作用活化能：(活化分子能夠進(jìn)行反應(yīng)的最低能量－普通分子平均能量)。催化作用特點(diǎn)：①大幅度降低分子活化能，產(chǎn)生更多活化分子。②催化劑在反應(yīng)終了時(shí)沒(méi)有發(fā)生任何化學(xué)變化。③改變?cè)械姆磻?yīng)途徑，沿著特定反應(yīng)進(jìn)行。④具有選擇性，特定的催化劑只能催化特定反應(yīng)。2.催化劑

改變化學(xué)反應(yīng)速度和方向而本身在反應(yīng)前后沒(méi)有變化。

固體催化劑組成：活性組分：主體，活性高、化學(xué)惰性大。助催化劑：無(wú)催化作用，提高活性組分的性能。載體：惰性支承物。催化劑主要性能指標(biāo)：①活性。衡量催化劑效能大小。τ↑，活性↓，壽命↓。∵高溫熔結(jié)；雜質(zhì)中毒；腐蝕、磨損。②選擇性。③機(jī)械強(qiáng)度。④化學(xué)穩(wěn)定性。第四節(jié)主要?dú)鈶B(tài)污染物的治理技術(shù)

一、含SO2廢氣的治理技術(shù)分類：燃料脫硫、燃燒脫硫、煙氣脫硫(FGD)。

煙氣脫硫最行之有效，其次是循環(huán)流化床燃燒脫硫。評(píng)價(jià)指標(biāo)：脫硫效率、初投資、運(yùn)行費(fèi)用、副產(chǎn)品處理、二次污染程度、能否同時(shí)脫硝等等。脫硫效率：原煤脫硫40％＜燃燒脫硫50％～95％(爐內(nèi)噴鈣約為50％，噴鈣加尾部增濕活化可超過(guò)80％，循環(huán)流化床為90％，煤氣化聯(lián)合循環(huán)為95％)

＜煙氣脫硫95％。初投資：煤脫硫≈燃燒脫硫＜煙氣脫硫。(火電廠燃燒脫硫投資占整個(gè)電廠投資的5％～12％，煙氣脫硫?yàn)?5％～25％)

1.燃料脫硫（1）原煤脫硫①煤的洗選。

物理法：煤、灰、黃鐵礦的密度、磁性、電性等不同，除去部分灰分和無(wú)機(jī)硫。效率低。FeS2（ρ＝5）與煤（ρ＝1.25）的差別進(jìn)行水洗。

化學(xué)法：堿溶液浸泡煤→微波照射→打斷硫化合物化學(xué)鍵→生成H2S，與堿反應(yīng)除去?？扇コ?0％的無(wú)機(jī)硫和70％的有機(jī)硫。②煤的氣化。水蒸氣、空氣作氣化劑將煤熱分解→H2、CO、CH4、H2S→與Na2CO3等溶液反應(yīng)脫除。③煤的液化。制取過(guò)程有機(jī)硫在加氫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S。④水煤漿。制備過(guò)程中進(jìn)行煤的浮選凈化處理。（2）燃油脫硫常壓蒸餾得到重油，減壓蒸餾得到渣油，殘留(80％～90％)硫。加氫反應(yīng)：高壓加氫脫硫，切斷C-S-C化學(xué)鍵，以氫置換碳，生成H2S，再吸收分離。2.燃燒脫硫石灰石（CaCO3）脫硫劑，它們?cè)谌紵^(guò)程中：受熱分解：CaCO3→CaO+CO2↑再CaO＋SO2＋1/2O2→CaSO4

主要有：型煤固硫、流化床燃燒脫硫、爐內(nèi)噴鈣等技術(shù)。（1）型煤固硫

石灰、瀝青、粉煤→型煤。脫硫劑利用率低，一般為50％?！呷紵^(guò)程，硫→SO2+石灰→硫酸鹽。SO2很快逸出，與CaO接觸時(shí)間短。（2）流化床燃燒脫硫＜3mm煤、＜lmm石灰石。燃燒中，最佳反應(yīng)溫度800～900℃

（＜750℃，CaCO3難分解；＞1000℃，CaSO4又將分解。)CaCO3→CaO，原CaCO3內(nèi)孔隙擴(kuò)大，有利CaSO4生成。但CaSO4體積是CaO的3倍，在CaO的表面生成致密CaSO4薄層，阻礙SO2向CaO內(nèi)部擴(kuò)散。∴石灰粉越細(xì)，利用率越高。但，脫硫反應(yīng)＜燃燒反應(yīng)，細(xì)料未脫硫就飛走。循環(huán)流化床（CFB）：提高鈣的利用率和脫硫效率。Ca/S=1.5～2.5，η=80～90％。采用

飛灰復(fù)燃：增加脫硫劑停留反應(yīng)時(shí)間；

缺氧燃燒：一次風(fēng)40%～50%，還原性氣氛，硫→H2S+CaO→CaS，再氧化成CaSO4。CaS體積小，解決微孔堵塞。Ca/S摩爾比：衡量Ca有效利用率。Ca/S↑，鈣利用率↓，脫硫η↑；800～900℃，η最高；Ca/S一定，流化速度↓，η↑（增加了爐內(nèi)停留時(shí)間）。CFB鍋爐優(yōu)越性：同時(shí)脫硫、脫硝，水泥材料；燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好等。生命力很強(qiáng)的清潔煤燃燒技術(shù)。缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用、固體排渣量大，電耗，磨損。（3）爐內(nèi)噴鈣

Ca基粉狀、漿狀脫硫劑噴入爐膛、尾部煙道。噴入爐膛，Ca/S≥2時(shí)，脫硫率為20％～50％。

η和Ca利用率低，適用于煤粉爐改造。3.煙氣脫硫FGD(FlueGasDesulfurization)技術(shù)成熟，大規(guī)模應(yīng)用。100多種，實(shí)用十幾種。難點(diǎn)：煙氣量大、SO2濃度低，初投資及運(yùn)行費(fèi)用高，目前基本上只應(yīng)用于電站。技術(shù)基礎(chǔ)：用金屬氧化物和活性炭吸附SO2，或用堿性溶液吸收SO2。有兩類方法：干法：固態(tài)脫硫劑，氣固反應(yīng)慢，η較低，但脫硫產(chǎn)物易處理，投資低于濕法，有利于煙氣排放。濕法：溶液吸收，η高，技術(shù)成熟，但脫硫產(chǎn)物難處理，投資較大，煙溫降低不利于排放。半干法：脫硫劑是液態(tài)，脫硫產(chǎn)物是固態(tài)。拋棄法：S02轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物后,以拋棄為主；回收法：制取硫酸、硫磺、石膏等有用物質(zhì)。（1）干法煙氣脫硫

①電子束法

原理：電子加速器產(chǎn)生的等離子體（煙氣中O2、H2O+能量→活性O(shè)、OH，氧化性物質(zhì)O3、HO2）氧化SO2（NOx），并與NH3反應(yīng)，生成S銨和N銨（氣溶膠微粒帶有電荷，易捕集。）化肥。1970年日本荏原(Ebara)公司首先提出。示范廠取得預(yù)期效果，1998成都電廠90MW機(jī)組上實(shí)施。

特點(diǎn)：η≥90％，同時(shí)脫硫脫硝，投資低，產(chǎn)物作肥料，無(wú)廢渣，但運(yùn)行電耗高，受肥料市場(chǎng)影響。②氣相催化氧化法含SO2煙氣進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器，一定溫度t：

繼而轉(zhuǎn)化為硫酸加以收集?！呖赡娣艧岱磻?yīng)，∴t↓，p↑有利于反應(yīng)進(jìn)行。V2O5價(jià)格便宜，不易中毒，在低溫下(500～550℃)活性最高，硫酸生產(chǎn)廣泛采用。

（2）半干法煙氣脫硫①旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（＞10％的脫硫市場(chǎng)。η＝85～90％，低硫煤脫硫）

將石灰Ca(OH)2漿液噴入霧化干燥反應(yīng)器，液滴吸收SO2，同時(shí)受煙氣加熱被蒸干，形成石膏固體顆粒，進(jìn)入袋式除塵器分離。Ca(OH)2＋SO2＋H2O→CaSO3·2H2OCaSO3·2H2O＋1/2O2→CaSO4·2H2O入口煙溫150℃，入口煙溫↑，漿液含水量可↑，傳質(zhì)條件好，η↑。出口煙溫80～100℃，出口煙溫↓，顆料殘留水分↑，傳質(zhì)條件越好，η↑。②爐內(nèi)噴鈣－尾部增濕活化脫硫尾部設(shè)活化反應(yīng)器，噴水使殘余CaO活化：CaO＋H2O→Ca(OH)2＋SO2→CaSO3→氧化成CaSO4總η＝75％～85％。（3）濕法煙氣脫硫①石灰Ca(OH)2或石灰石CaCO3漿液吸收法

Ca(OH)2漿液＋SO2→CaSO3→氧化為石膏，產(chǎn)物可拋棄也可綜合利用。η＞95％。影響因素：（a）漿液pH。pH↓，CaSO3溶解度↑?！逤aCO3顆粒表面液膜的pH↑，∴CaSO3析出沉積在CaCO3表面，抑制了與SO2的傳質(zhì)?！嗍沂瘋髻|(zhì)阻力＞石灰。石灰石，需要延長(zhǎng)接觸時(shí)間，減少粒徑。石灰石系統(tǒng)pH＝6，石灰系統(tǒng)pH＝8。（b）液氣比。Ca2+持續(xù)消耗，應(yīng)有較高的液氣比。（c）石灰石粒度。粒度↓，η與利用率↑，但磨粉能耗↑。（d）溫度。溫度↓，η↑。進(jìn)口煙溫＜35℃。問(wèn)題：反應(yīng)生成物結(jié)垢和堵塞?！撸╝）CaSO3·1/2H2O是軟垢，pH偏中、堿性時(shí)形成，堵塞。（b）CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓。pH高形成。（c）CaSO4·2H2O為難清除硬垢。

對(duì)策：添加劑CaCl2、MgSO4或己二酸等抑制結(jié)垢、堵塞。②雙堿法（鈉堿法）：解決石灰法結(jié)垢、堵塞吸收：NaOH/Na2CO3＋SO2→Na2SO3（不結(jié)垢）再生：Na2SO3＋Ca(OH)2/CaCO3→NaOH/Na2CO3＋CaSO3·1/2H2O↓。

缺點(diǎn):吸收生成部分Na2SO3＋殘余O2→Na2SO4（不易清除），吸收劑損耗↑。二、含氮氧化物廢氣的治理技術(shù)

1.低NOx燃燒技術(shù)：改變?nèi)紵龡l件降低NOx排放。途徑有：用低N燃料；減少α及氧濃度；降低燃燒溫度；對(duì)熱力型NOx，縮短在高溫區(qū)的停留時(shí)間；對(duì)燃料型NOx，增加火焰前峰的停留時(shí)間。以鍋爐為對(duì)象進(jìn)行討論。（1）分級(jí)燃燒法：空氣分成兩級(jí)送入：1≈0.8，缺氧；2

＝1－1

≈

0.2，t↓NO比常規(guī)燃燒降低20～40％。1過(guò)低，產(chǎn)生大量中間產(chǎn)物，有利于NO還原，但2區(qū)又被氧化成NO，總NO↑。（2）再燃燒法：燃料分級(jí)燃燒初燃區(qū)：送入約80％的一次燃料，＞1富氧→NO；再燃區(qū)：送入約20％剩余的二次燃料，＜1還原→HCN、NH3，部分NO→N2；燃燼區(qū)：送入剩余的二級(jí)空氣，HCN→N2或NO。

（可使NO↓50％。盡量延長(zhǎng)燃料的停留時(shí)間，減少初燃區(qū)α，空氣充分混合）

（3）煙氣再循環(huán)法－從鍋爐尾部抽取一部分溫度較低的惰性煙氣送入爐膛燃燒區(qū)

使?fàn)t膛t和[O]↓，減少N2和O2高溫反應(yīng)，增強(qiáng)還原性氣氛。

再循環(huán)率r＝15～20％，r↑，NOx↓↓。NOx↓：煤5％，油～20％，氣35％。可與分級(jí)燃燒結(jié)合使用。（4）低NOx燃燒器：

應(yīng)用分級(jí)燃燒原理的燃燒器。NOx↓30～60％。

直流燃燒器：稱濃淡燃燒器，兩個(gè)噴口偏離化學(xué)當(dāng)量比的燃燒。

部分燃料＜1，過(guò)濃，缺氧，t低，兩種NOx↓；

部分燃料在＞1，過(guò)淡，空氣多，t低，熱力型NOx↓。

旋流燃燒器：多次空氣分級(jí)。一次空氣，形成富燃區(qū)，抑制NOx生成；其余空氣從邊噴口送入，與未燃盡燃料混合，繼續(xù)燃燒并形成燃盡區(qū)。干法：氣相還原法、分子篩、活性炭吸附法；

濕法：各種液體氧化吸收法。（1）催化還原法①選擇性催化還原法SCR(SelectiveCatalyticReduction)

η＝80～90％，高，還原劑（氨）少，廣泛應(yīng)用。銅鉻催化劑

NH3＋NOx→N2和H2O選擇性：只與NOx反應(yīng)，不與O2作用。影響因素：a）反應(yīng)溫度。最佳溫度：300～400℃。

＞350℃，NH3分解→N2和H2，還原劑↓或NH3＋O2→NO；200～3