能源與環(huán)境期末考試材料

能源與環(huán)境期末考試材料

第一章緒論

一、能源的定義

能源指人類(lèi)取得能量的來(lái)源，包括已開(kāi)采出來(lái)可供使用的自然資源與經(jīng)過(guò)加工或轉(zhuǎn)換的能量的來(lái)源(含能物

質(zhì)).(尚未開(kāi)采的能量資源只稱(chēng)為資源，不列入“能源”范疇)

二、能源的意義

能源在現(xiàn)代工業(yè)中占有重要地位。任何機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)，都必需有足夠的能源供應(yīng)作保證。

能源和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的關(guān)系十分密切。在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都要直接消耗能源；能源工業(yè)的發(fā)展水平將

直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸工具更離不了能源。能源在國(guó)防建設(shè)中具有重要作用。實(shí)現(xiàn)國(guó)防現(xiàn)代化必需依靠發(fā)達(dá)的能

源工業(yè)。

人民日常生活和公用事業(yè)也要消耗大量能源。

三、能源分類(lèi)

1、根據(jù)初始來(lái)源(一次能源)

(1)是與太陽(yáng)有關(guān)的能源。

太陽(yáng)能除可直接利用它的光和熱外，它還是地球上多種能源的主要源泉。目前，人類(lèi)所需能量的絕大部

分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)每秒鐘輻射到地球上的能量相當(dāng)于500多萬(wàn)噸煤燃燒時(shí)放出的熱量；一年就

有相當(dāng)于170萬(wàn)億噸煤的熱量，現(xiàn)在全世界一年消耗的能量還不及它的萬(wàn)分之一。但是，到達(dá)地球表面的太陽(yáng)

能只有千分之一二被植物吸收，并轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來(lái)，其余絕大部分都轉(zhuǎn)換成熱，散發(fā)到宇宙空間去。

(2)與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源

從地面向下，隨著深度的增加，溫度也不斷增高。地?zé)崮苜Y源總量相當(dāng)于世界年能源消費(fèi)量的400多萬(wàn)倍。

(3)與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源

這是某些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放的能量。原子核反應(yīng)主要有裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。目前在世界各

地運(yùn)行的440多座核電站就是使用鈾原子核裂變時(shí)放出的熱量。

(4)與地球一月球一太陽(yáng)相互聯(lián)系有關(guān)的能源

地球、月亮、太陽(yáng)之間有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，造成相對(duì)位置周期性的變化，它們之間產(chǎn)生的引力使海水漲落而

形成潮汐能。

2.根據(jù)利用能源的形態(tài)

可將能源分成一次能源和二次能源兩類(lèi)：一次能源是指自然界中本來(lái)就有的各種形式的能源。一次能源

可按其初始來(lái)源的不同劃分為上述的4類(lèi)。

由一次能源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化或加工制造而產(chǎn)生的能源稱(chēng)為二次能源，如電力、氫能、石油制品、煤制氣、煤液

化油、蒸汽和壓縮空氣等。

3.根據(jù)能否從自然界中得到補(bǔ)充分為可再生能源和不可再生能源：

太陽(yáng)輻射能、水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、潮汐能、海洋熱能和波浪能等都是能不斷地再生和得到補(bǔ)充的能

源，被稱(chēng)為可再生能源；煤炭、石油、天然氣等化石燃料和鈾、針等核燃料，無(wú)法得到補(bǔ)充，總有一天會(huì)枯

竭，它們被稱(chēng)為不可再生能源

4.根據(jù)應(yīng)用范圍、技術(shù)成熟程度及經(jīng)濟(jì)性分為常規(guī)能源和新能源兩大類(lèi)。

常規(guī)能源是指那些技術(shù)上比較成熟，已被人類(lèi)廣泛利用，在生產(chǎn)和生活中起著重要作用的能源。例如煤

炭、石油、天然氣、水能和核裂變能等。在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，它們?nèi)詫?dān)任世界能源舞臺(tái)上的主角。

新能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言的，泛指太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能和潮汐能等?/p>

新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術(shù)條件轉(zhuǎn)換利用的經(jīng)濟(jì)性尚差，還處于

研究、發(fā)展階段，只能因地制宜地開(kāi)發(fā)和利用；新能源大多數(shù)是再生能源。資源豐富，分布廣闊，是未來(lái)的主

要能源之一。

能源分類(lèi)匯總表

類(lèi)別源自地球以外天體源自地球本身源自地球與其他天體之間

常規(guī)能源新能源

一再生能源水能、植物燃料再生太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物地?zé)崮艹毕?/p>

次

能能源質(zhì)能、海洋波浪能等

源非再生能源煤、石油、天然氣油頁(yè)巖核燃料

二次能源焦炭、煤氣汽柴油、酒精、沼氣、氫能

液化氣、電能等

世界能源形勢(shì)

?能源消費(fèi)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平密切相關(guān)

?世界能源經(jīng)歷了木材(1850)-煤炭(1880)-石油(1970)f油、氣(1990)

?一種新能源從進(jìn)入市場(chǎng)到占50%的份額約經(jīng)歷100年左右

?未來(lái)世界能源系統(tǒng)主要受人口、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境和投資等因素影響

中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)特征

?人均能耗低，單位產(chǎn)值能耗高

?以煤為主

?能耗強(qiáng)度下降最快，節(jié)能潛力依然很大

?能源利用造成的環(huán)境壓力很大

□

中國(guó)的能源利用現(xiàn)狀

我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以不可再生的化石燃料(煤、石油)為主，這種能源結(jié)構(gòu)一方面會(huì)導(dǎo)致消耗資源枯竭，另一

方面會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，二氧化碳排放總量居世界第

二位。

口主要存在與以下幾個(gè)方面矛盾：

(1)人均能耗低而能源強(qiáng)度高

人均能源效率低，2000年，中國(guó)一次商品能源人均消費(fèi)量為901千克標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于美國(guó)的8%,OECD平均值

的1/7,世界平均值的44%。我國(guó)的能源強(qiáng)度、單位產(chǎn)值能耗，遠(yuǎn)高于世界平均

水平。能源消費(fèi)的這種兩重性，是我國(guó)能源問(wèn)題的癥結(jié)所在。

(2)中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理

以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以改變，清潔能源所占比重低，煤炭約占能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的70%,

燃煤和煤炭加工與開(kāi)采產(chǎn)生大量污染物，對(duì)環(huán)境和運(yùn)輸造成了越來(lái)越大的壓力導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染和水污染。

(3)我國(guó)的能源工業(yè)的技術(shù)和管理水平比較落后

由于我國(guó)能源技術(shù)水平較低，而且管理水平落后，直接導(dǎo)致了我國(guó)的能源利用率較低，比發(fā)達(dá)國(guó)家平均低10%,

能耗較高，產(chǎn)品單位能耗和耗能設(shè)備的能效與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距較大，能源浪費(fèi)多；能源價(jià)格較低，也是導(dǎo)

致開(kāi)發(fā)和利用浪費(fèi)的重要因素之一。

(4)廣大農(nóng)村未建立穩(wěn)定能源消費(fèi)模式

中國(guó)9億農(nóng)村人口對(duì)能源的需求極大，80%依靠生物質(zhì)能。由于生物質(zhì)能的過(guò)度消耗，致使森林和植被遭到大

面積破壞，有的地方甚至達(dá)到斬草除根的地步，造成水土流失加劇，生態(tài)系統(tǒng)破壞。能源問(wèn)題可能成為制約農(nóng)村

可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。

(5)石油保障乏力

我國(guó)人均石油可開(kāi)采儲(chǔ)量?jī)H為世界平均值的1/10,1993年，我國(guó)從石油凈出口國(guó)變成凈進(jìn)口國(guó)，今后對(duì)進(jìn)口

石油的依賴(lài)將越來(lái)越大石油安全己成為可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的重大課題。

（6）國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大

隨著經(jīng)濟(jì)和能源市場(chǎng)的全球化和自由化，我國(guó)能源部門(mén)與國(guó)際市場(chǎng)的聯(lián)系越來(lái)越密切，面臨巨大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)

壓力。主要問(wèn)題是：企業(yè)規(guī)模小，投入產(chǎn)出效益差，技術(shù)和管理水平低我國(guó)能源科技與世界先進(jìn)水平的差距還很

大大。

□

能源利用與環(huán)境污染

能源利用的規(guī)模加大和不斷提高明顯地破壞了環(huán)境。到目前為止，對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)由區(qū)域性發(fā)展到全球性，

一個(gè)國(guó)家的環(huán)境問(wèn)題可以影響其鄰國(guó)的環(huán)境，甚至全世界的環(huán)境，如眾所周知的酸雨、全球變曖、臭氧層空洞等

問(wèn)題，已經(jīng)成為全球非常關(guān)注的問(wèn)題。

能源系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響

局部影響（本國(guó)）：城市污染、土地破壞、森林破壞、放射性廢物

地區(qū)影響（跨國(guó)）：酸雨、水壩誘發(fā)地震、漏油污染海洋、核事故

全球影響：全球氣候變化、臭氧層破壞

第二章常規(guī)能源

常規(guī)能源的定義

?常規(guī)能源是指在一定歷史時(shí)期，那些技術(shù)上比較成熟，已被人類(lèi)廣泛利用，在生產(chǎn)和生活中起著重要作用的

能源。

?常規(guī)一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水力。

?常規(guī)二次能源包括：電力、煤氣、蒸汽、石油制品等。

?對(duì)于核能在國(guó)外視為常規(guī)能源，在我國(guó)還是當(dāng)新能源對(duì)待。

1.煤炭

煤炭作為燃料使用已經(jīng)有2000多年的歷史。11世紀(jì)以后，煤炭的開(kāi)采逐步得到了發(fā)展，并開(kāi)始成為建筑材料

和冶金工業(yè)的燃料。18世紀(jì)資本主義產(chǎn)業(yè)革命后，煤炭成為主要能源。19世紀(jì)初由于電的發(fā)明，煤炭的消費(fèi)量迅

速增長(zhǎng)，一直到20世紀(jì)中葉，煤炭在世界能源結(jié)構(gòu)中都占主導(dǎo)地位。

煤炭的形成

?煤是古代植物遺體堆積在湖泊、海灣、淺海等地方，在地殼的長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)中被埋在地下，在一定的地理環(huán)境下，

經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成的一種具有可燃性能的沉積巖。

?高等植物經(jīng)過(guò)成煤作用形成腐植煤，低等植物經(jīng)過(guò)成煤作用形成腐泥煤。

?成煤的過(guò)程分為兩個(gè)階段：即泥炭化階段和煤化階段。

-煤化階段：褐煤一一煙煤一一無(wú)煙煤

煤的成分

?煤主要由碳、氫、氧三種元素組成，并含有少量的氮、硫、磷、稀有元素及放射性元素鈾等，另外還含有泥

沙等礦物質(zhì)和水份。

?煤的工業(yè)分析包括：水分、灰分（灰分、硫酸鹽）、固定碳（部分碳）和揮發(fā)分（包括氫、氧、氮、有機(jī)硫、

部分碳等）

煤的質(zhì)量

?評(píng)價(jià)煤的指標(biāo)主要有：水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、硫和磷等；

-水分會(huì)降低煤燃燒時(shí)的有效發(fā)熱量；

-灰分高不僅會(huì)降低發(fā)熱量、還容易造成不完全燃燒并給設(shè)備維護(hù)操作帶來(lái)不便，還容易結(jié)渣；

-揮發(fā)分高的煤易著火和燃燒

?通常采用低位發(fā)熱量來(lái)評(píng)價(jià)煤的燃燒價(jià)值

煤的分類(lèi)

?根據(jù)煤的煤化度，將我國(guó)所有的煤分為褐煤、煙煤和無(wú)煙煤三大煤類(lèi)；

?又根據(jù)煤化度和工業(yè)利用的特點(diǎn)，將褐煤分成2個(gè)小類(lèi)，無(wú)煙煤分成3個(gè)小類(lèi)。煙煤比較復(fù)雜。

中國(guó)的煤炭資源概況

?我國(guó)煤炭資源相對(duì)比較豐富。

?我國(guó)煤炭資源地域不均勻，呈現(xiàn)“北多南少、西多東少”的特點(diǎn)

我國(guó)煤炭生產(chǎn)

?近三十年來(lái)，煤炭在我國(guó)能源生產(chǎn)總量構(gòu)成中始終穩(wěn)定在70%上下。

?中國(guó)的煤炭生產(chǎn)主要集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西、河南、山東、貴州、黑龍江等省區(qū)。

2.石油

石油的形成

?石油是古生物長(zhǎng)期埋藏在地下形成的。按照有機(jī)成油理論，水體中沉積于水底的有機(jī)物和其他淤積物一道，

隨著埋藏深度增加，經(jīng)歷生物和化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程轉(zhuǎn)化形成的。

?有效成油階段是50~60度開(kāi)始，150160度結(jié)束，過(guò)高溫度將使石油逐步裂解成甲烷，最終演化成石墨。

石油的成分

?未經(jīng)處理的石油稱(chēng)為原油，原油及其加工所得的液體產(chǎn)品總稱(chēng)為石油。

?原油是碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，碳?4婷87樂(lè)主要成份是烷燒、環(huán)烷燒和芳香燃，此外還含有少量的非煌類(lèi)

和無(wú)機(jī)物質(zhì)。

?原油經(jīng)過(guò)煉制，可以得到石油氣、汽油、煤油、重油、油渣、瀝青、石蠟等產(chǎn)品。

中國(guó)石油分布

?我國(guó)石油資源集中分布在渤海灣、松遼、塔里木、鄂爾多斯、準(zhǔn)喝爾、珠江口、柴達(dá)木和東海陸架八大盆地,

其可采資源量172億噸，占全國(guó)的81.13%。

?從資源深度分布看，我國(guó)石油可采資源有80%集中分布在淺層（＜2000米）和中深層（2000米?3500米），而

深層（3500米?4500米）和超深層（＜4500米）分布較少。

?從地理環(huán)境分布看，我國(guó)石油可采資源有76%分布在平原、淺海、戈壁和沙漠。

?從資源品位看，我國(guó)石油可采資源中優(yōu)質(zhì)資源占63%,低滲透資源占28%,重油占9%。

中國(guó)海洋石油資源

?除陸地石油資源外，我國(guó)的海洋油氣資源也十分豐富。中國(guó)近海海域發(fā)育了一系列沉積盆地，總面積達(dá)近百

萬(wàn)平方公里，具有豐富的含油氣遠(yuǎn)景。這些沉積盆地自北向南包括：渤海盆地、北黃海盆地、南黃海盆地、

東海盆地、沖繩海槽盆地、臺(tái)西盆地、臺(tái)西南盆地、臺(tái)西南盆地、臺(tái)東盆地、珠江口盆地、北部灣盆地、鶯

歌海一一瓊東南盆地、南海南部諸盆地等。中國(guó)海上油氣勘探主要集中于渤海、黃海、東海及南海北部大陸

架。

?南海海域是中國(guó)石油寶庫(kù)。中國(guó)對(duì)南?？碧降暮Ｓ蛎娣e僅有16萬(wàn)平方千米，發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)量達(dá)52.2億噸，南

海油氣資源可開(kāi)發(fā)價(jià)值超過(guò)20億萬(wàn)元人民幣，在未來(lái)20年內(nèi)只要開(kāi)發(fā)30,每年可以為中國(guó)GDP增長(zhǎng)貢獻(xiàn)廣2

個(gè)百分點(diǎn)。

?而有資料顯示，僅在南海的曾母盆地、沙巴盆地、萬(wàn)安盆地的石油總儲(chǔ)量就將近200億噸，是世界上尚待開(kāi)

發(fā)的大型油藏，其中有一半以上的儲(chǔ)量分布在應(yīng)劃歸中國(guó)管轄的海域。經(jīng)初步估計(jì)，整個(gè)南海的石油地質(zhì)儲(chǔ)

量大致在230億至300億噸之間，約占中國(guó)總資源量的三分之一，屬于世界四大海洋油氣聚集中心之一，有“第

二個(gè)波斯灣”之稱(chēng)。

?據(jù)中海油2003年年報(bào)顯示，該公司在南海西部及南海東部的產(chǎn)區(qū)，截至2003年底的石油凈探明儲(chǔ)量為6.01

億桶，占中海油已探明儲(chǔ)量的42.53。

?到目前為止，渤海灣地區(qū)已發(fā)現(xiàn)7個(gè)億噸級(jí)油田，其中渤海中部的蓬萊19-3油田是迄今為止中國(guó)最大的海上

油田，探明儲(chǔ)量達(dá)6億噸，僅次于大慶油田。

3.天然氣

?天然氣是一種產(chǎn)于地表下的天然氣體，主要成分是甲烷。

?它與石油和煤炭構(gòu)成了當(dāng)代世界能源的三大支柱，容易開(kāi)采，使用方便。

天然氣的形成

?天然氣系古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下，經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生之氣態(tài)碳?xì)浠衔?，具可燃性，多在油?/p>

開(kāi)采原油時(shí)伴隨而出。

天然氣的用途

?天然氣發(fā)電，具有緩解能源緊缺、降低燃煤發(fā)電比例，減少環(huán)境污染的有效途徑，且從經(jīng)濟(jì)效益看，天然氣

發(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資少，建設(shè)工期短，上網(wǎng)甩價(jià)較低，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

?天然氣化工工業(yè)，天然氣是制造氮肥的最佳原料，具有投資少、成本低、污染少等特點(diǎn)。

?城市燃?xì)馐聵I(yè)，特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，大部分城市對(duì)天然氣

的需求明顯增加。

?壓縮天然氣汽車(chē)，以天然氣代替汽車(chē)用油，具有價(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)。

全球常規(guī)天然氣2008年探明儲(chǔ)量為185萬(wàn)億立方米，儲(chǔ)采比：60年

我國(guó)常規(guī)天然氣2008年探明儲(chǔ)量?jī)H為2.46萬(wàn)億立方米，而天然氣產(chǎn)量達(dá)到了761億立方米(BP,2009)，儲(chǔ)采比

為32年，僅為世界平均水平的1/2。

中國(guó)天然氣資源分布

?天然氣資源集中分布在塔里木、四川、鄂爾多斯、東海陸架、柴達(dá)木、松遼、鶯歌海、瓊東南和渤海灣九大

盆地，其可采資源量18.4萬(wàn)億立方米，占全國(guó)的83.64%。

?天然氣資源在淺層、中深層、深層和超深層分布卻相對(duì)比較均勻。

?天然氣可采資源有74%分布在淺海、沙漠、山地、平原和戈壁。

?天然氣可采資源中優(yōu)質(zhì)資源占76%,低滲透資源占24%。、

4.電能

電能是二次能源，煤炭、石油、天然氣、水能和核能以及各種可再生能源都可以轉(zhuǎn)化為電能。

一、煤炭開(kāi)采和加工轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境的影響

(-)煤炭開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響

1、地下采煤對(duì)環(huán)境的影響

(1)地表塌陷(2)采煤廢水(3)煤肝石污染(我國(guó)有大約1500座砰石山，其中140余座正處于自燃狀態(tài))

(4)采煤噪聲(5)采煤廢氣和粉塵

化石燃料的環(huán)境影響

2、露天采煤對(duì)環(huán)境的污染

(1)土地表層及其附著物直接遭到挖掘性破壞；

(2)剝離物壓占大面積土地，嚴(yán)重破壞地表景觀和生態(tài)環(huán)境；

(3)礦坑面積大并長(zhǎng)期排水，引起地下水位劇烈下降，周邊土壤和水體遭受污染

(二)煤炭的加工轉(zhuǎn)化對(duì)環(huán)境的影響

1、煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)過(guò)程的環(huán)境污染

2、煤炭清洗工藝的環(huán)境污染

(1)選煤廢水(2)選煤噪聲

3、煤炭轉(zhuǎn)化過(guò)程中的環(huán)境污染

(1)燃煤發(fā)電過(guò)程的污染

(2)煉焦過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染

(3)煤制氣工藝對(duì)環(huán)境的污染

煤氣的冷凝冷卻過(guò)程中可產(chǎn)生高濃度的含酚、鼠及硫化物的廢水，同時(shí)也排放出粉塵、酸霧、惡臭、氣溶膠及其

他有害氣體等大氣污染物。

二、石油的開(kāi)發(fā)與環(huán)境

（-）石油開(kāi)采污染

1.鉆井廢水

廢水實(shí)際是混合了油料及化學(xué)品的泥漿稀釋物，其主要有害物質(zhì)為懸浮物、油、銘和酚。

2.洗井廢水

3.采油廢水

廢水不僅攜帶有原油，而且在高溫高壓的油層中還溶進(jìn)了地層中的各種鹽類(lèi)和氣體

（-）石油儲(chǔ)運(yùn)中的環(huán)境影響

石油及其制品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中，因蒸發(fā)、泄漏會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染。

（三）石油煉制中的環(huán)境污染

1、煉油廢水：有毒有機(jī)物（如酚）、無(wú)機(jī)鹽、氮、磷以及膠體或懸浮固體。

2、煉油廢氣：二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、一氧化碳、煌類(lèi)化合物及粉塵。

3、煉油廢渣：酸渣、堿渣、白土渣以及廢污泥。

三、天然氣的開(kāi)發(fā)與環(huán)境

1.在天然氣的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，鉆井會(huì)造成地層結(jié)構(gòu)、地貌和植被（或農(nóng)作物）的破壞。

2.采氣會(huì)使地層壓力下降，地層壓力平衡狀態(tài)被打破。

3.在天然氣鉆井、開(kāi)采、集輸和凈化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水和廢渣。

一、化石燃料燃燒產(chǎn)生的無(wú)機(jī)污染物及其毒性

1、化石燃料燃燒產(chǎn)生的無(wú)機(jī)污染物：.主要包括CO、C02、S02、H2S、NOx、COS、CS2、C4H4S、CH3SH、C2H5SH.

C2H3SH,CH3c4H3等。此外，還包括飛灰、各種微量金屬元素、放射性微粒。

化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響

2、毒性：對(duì)人類(lèi)健康和植物生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。大氣中的S02等有害氣體可轉(zhuǎn)化成酸雨，污染江河湖泊，危及水

生生物和農(nóng)作物生長(zhǎng)，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。

二、化石燃料燃燒產(chǎn)生的有機(jī)污染物及其毒性

1、有機(jī)污染物：直鏈烷燒、芳香燒、脂肪醇、酚類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、二惡英類(lèi)

2、毒性：致癌、致畸、致突變

第三、四章能源利用與全球氣候變化

全球氣候變化

1.地球系統(tǒng)的能量平衡

?地球上繽紛世界的萬(wàn)千變化，最根本的驅(qū)動(dòng)力是來(lái)自太陽(yáng)的能量；

?太陽(yáng)能以電磁波的方式到達(dá)地球，以500nni為中心的短波為主,還有高能紫外光和能量較低的紅外光；

?太陽(yáng)光以30X104km/s的速度自宇宙空間到達(dá)地球，兒乎沒(méi)有能量損失；

?地球的熱輻射主要以3~30微米的長(zhǎng)波紅外線為主.

大氣成份H20,C02,CH4,N20,CFC,03等對(duì)地球的長(zhǎng)波輻射有很強(qiáng)的吸收作用；氣溶膠中的碳黑也是很好

的紅外輻射的吸收組份。

地球的自然溫室效應(yīng)與溫室氣體

□溫室氣體對(duì)地球紅外輻射的吸收作用在地球一大氣的能量平衡中具有非常重要的作用。假如沒(méi)有現(xiàn)在的大氣

層，地球的表面溫度將比現(xiàn)在低33oC,大多數(shù)動(dòng)植物將面臨生存危機(jī)。正是大氣層的溫室效應(yīng)造成了對(duì)地球生物

最適宜的溫度，從而使得生命能夠在地球上生存和繁衍，這種溫室效應(yīng)稱(chēng)為天然溫室效應(yīng)。

在天然溫室效應(yīng)中，H20的貢獻(xiàn)超過(guò)60版C02也有重要貢獻(xiàn)。

氣候異常

□但是自工業(yè)革命以來(lái)，隨著人口增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)全球的氣候變化產(chǎn)生越來(lái)越深刻和重

要的影響。自1960s以來(lái)，世界各地不斷發(fā)生氣候異?，F(xiàn)象，且有愈演愈烈的跡象。

全球氣候變化趨勢(shì)

口變冷說(shuō)

①"米蘭戈維支理論”，冰河期形成源于地球自轉(zhuǎn)長(zhǎng)期偏差f氣流與洋流變異及地球自轉(zhuǎn)加速一大陸積雪不規(guī)則

運(yùn)動(dòng)一氣候變冷。②“太陽(yáng)黑子理論"，太陽(yáng)黑子數(shù)量的增加將使太陽(yáng)輻射減弱，引起地球變冷。③"陽(yáng)傘效應(yīng)”,

火山噴發(fā)出的塵埃和工業(yè)、交通、爐灶等排放的煙塵不斷增加，這些懸浮在大氣中的氣溶膠顆粒物就象地球

的遮陽(yáng)傘一樣，反射和吸收太陽(yáng)輻射，引起地面溫度下降。

口變暖說(shuō)

溫室效應(yīng)與全球氣候變暖

在有全球氣溫紀(jì)錄的142年內(nèi)10個(gè)最熱的年份有9個(gè)在1990-2001年中，其中1998年，2001年的平均氣溫分居

第一位和第二位。在過(guò)去的100年中全球平均地面氣溫己增加0.3℃-0.6℃。眾多事實(shí)表明：全球氣候正在變暖。

氣候變化的影響

冰雪面積減少：雪蓋20世紀(jì)60年代以來(lái)減少10%,冰川20世紀(jì)50年代以來(lái)減少10%?15%。

海平面上升：過(guò)去100年上升10?20cm,每年上升?2mm,近年有加快的趨勢(shì)。

"厄爾尼諾"現(xiàn)象（ElNino）：在赤道東太平洋海域（南美洲秘魯、厄瓜多爾西海岸），每隔幾年就發(fā)生一

次大規(guī)模的海水溫度驟然升高現(xiàn)象，引起東部暴雨頻繁，持續(xù)高溫；西部地區(qū)高溫少雨，嚴(yán)重干旱，引發(fā)一系列

自然災(zāi)害。

"拉尼娜"現(xiàn)象（Lanina）：與厄爾尼諾相反的上述海域異常降溫的現(xiàn)象，稱(chēng)為拉尼娜（仙女，小女孩）現(xiàn)象,

其氣候意義與厄爾尼諾相反。

口對(duì)人體健康的影響：極熱天氣頻率增加，心腦血管和呼吸道疾病死亡率增高，傳染病更廣泛傳播。

口對(duì)森林的影響：森林病蟲(chóng)害和森林火災(zāi)增加。

□對(duì)生物物種的影響：動(dòng)植物遷徙可能跟不上氣候變化，全球特殊生態(tài)系統(tǒng)（長(zhǎng)綠植被、冰川）等面臨困境。

口對(duì)農(nóng)業(yè)影響：溫度上升增產(chǎn)受益，但必須改變?cè)a(chǎn)模式

再熱30C,30億人無(wú)水喝！森林將銳減6（?!

通過(guò)檢測(cè)過(guò)去16萬(wàn)年來(lái)南極每年形成的冰層，科學(xué)界逐漸達(dá)成共識(shí)：造成全球氣候變曖的根源是大量燃燒礦物燃

料所排放的C02以及其他人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的甲烷、氧化亞氮、氯氟化燒、臭氧等溫室效應(yīng)氣體。

溫室氣體人為排放源或?qū)е略黾釉刺烊慌欧旁?/p>

C02化石燃料燃燒、地表植被破壞大氣、生物、海洋

CH4天然氣、煤礦、生物質(zhì)燃燒、反芻動(dòng)物、稻田、垃圾、廢水濕地、白蟻、海洋、其他

N20化肥使用、工業(yè)生產(chǎn)、燃燒過(guò)程土壤、海洋生物作用

CFCs人類(lèi)化學(xué)工業(yè)無(wú)

03（對(duì)流層）化石燃料應(yīng)用導(dǎo)致的大氣污染生成平流層輸入、自然光化學(xué)過(guò)程

中國(guó)溫室氣體排放現(xiàn)狀

口近50年來(lái)，中國(guó)年平均地表氣溫明顯增加，升溫幅度略大于全球氣溫增加的幅度；2007年中國(guó)C02排放總量為

65.24億噸，占全球溫室氣體排放總量的21.設(shè)；C02排放增長(zhǎng)速度較快，減排形勢(shì)比較嚴(yán)峻。

現(xiàn)今中國(guó)溫室氣體的排放呈下述幾個(gè)特點(diǎn)：

1.以煤為主的能源結(jié)構(gòu)決定排放。煤炭消費(fèi)一直維持在65%以上，相當(dāng)于世界平均水平的2.5倍；取得相同的

熱值，煤炭溫室氣體排放量是石油的1.24倍，天然氣的1.75倍。

2.歷史積累少

3.人均水平低。2007年中國(guó)的人均C02排放量約為美國(guó)的20%,在與發(fā)展中國(guó)家的對(duì)比中，中國(guó)的人均C02排放

量處于中等水平。

4.經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于高排放階段。C02排放強(qiáng)度主要取決于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度以及技術(shù)能力的差異。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)

看，中國(guó)正處于一個(gè)高碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，隨著現(xiàn)代化、城市化建設(shè)的發(fā)展中國(guó)的排放強(qiáng)度可以預(yù)期得到降低。

5.轉(zhuǎn)移排放增加了排放總量。2000?2007年中國(guó)出口額占GDP的比例總體呈上升趨勢(shì)；由發(fā)達(dá)國(guó)家轉(zhuǎn)移到中國(guó)

的C02排放量累計(jì)達(dá)至U97.26億噸。

應(yīng)對(duì)措施與策略

□1.控制溫室氣體的排放。改變能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展如核能、風(fēng)能、水力、潮汐、太陽(yáng)能等；提高能源利用效率；

控制水田和垃圾填埋場(chǎng)的甲烷排放

□2.增加溫室氣體的吸收。植樹(shù)造林；采用固碳技術(shù)，C02分離、回收，注入深海或地下，化學(xué)、物理、生物方

法固定。

國(guó)際行動(dòng)

□1992年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)《氣候變化框架公約》：20世紀(jì)90年代末，發(fā)達(dá)國(guó)家溫室氣體年排放量控制

在1990年水平。

□1997年，《京都議定書(shū)》：明確各發(fā)達(dá)國(guó)家削減溫室氣體排放的比例

京都議定書(shū)主要內(nèi)容

?制定減少排放量目標(biāo)值。

?確定溫室氣體種類(lèi)，共6種溫室氣體：C02、N20、CH4和三種CFCs（氯氟煌HFCs、全氯化碳DFCs和六氟化硫SF6）。

CO2除外，其余五種都按WGP（全球升溫潛能值）換算成CO2當(dāng)量計(jì)量。

?發(fā)達(dá)國(guó)家承擔(dān)義務(wù)，發(fā)展中國(guó)家暫不承擔(dān)義務(wù)。

?以1990年為標(biāo)準(zhǔn)年，要求以上六種到2010年削減5.2%o提議削減：日本8%、歐洲15%、US10%、小的島國(guó)20%..…

?反復(fù)激烈斗爭(zhēng)，最后達(dá)成協(xié)議：US7%日、力口6%.

各國(guó)分擔(dān)情況：瑞士、歐盟各國(guó)和許多中東歐國(guó)家減少8%；美國(guó)7%；加拿大、匈牙利、日本和波蘭削減6%；

克羅地亞削減5%；俄羅斯、新西蘭和烏克蘭維持現(xiàn)狀；奧地利增加8%,冰島增加10%,澳大利亞增加8%,挪威增

加1%；發(fā)展中國(guó)家暫不承擔(dān)義務(wù)。

京都議定書(shū)執(zhí)行時(shí)間表

1998年3月16日-1999年3月15日，議定書(shū)交由各國(guó)簽字。1998年11月，-FCCC第四次締約方大會(huì)。1999年3

月16日-目標(biāo)認(rèn)可，批準(zhǔn)和接受。生效第一年，評(píng)估，規(guī)范清潔發(fā)展機(jī)制。第二年，第二次評(píng)估。2001年，第三

次IPCC評(píng)估。2005年明顯兌現(xiàn)承諾。2008-2012年定量評(píng)估減排進(jìn)展。

2009年，歌本哈根全球氣候峰會(huì)

第五章SO2污染及控制

酸雨是指大氣中的酸通過(guò)降水（如雨、霧、雪）遷移到地表，或在含酸氣團(tuán)氣流的作用下直接遷移到地表。

引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和天然排放的SOX（S02和S03）和NOX（NO和N02），降水的pH小于5.6。

二氧化硫污染及控制

1.硫循環(huán)及硫排放

2.燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝

3.燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展

4.燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)

5.中國(guó)控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行動(dòng)

硫的氧化-還原反應(yīng)

還原元素氧化第一步氧化第二步與水反應(yīng)與陽(yáng)離子反應(yīng)

H2SSS02S03H2S04硫酸鹽顆粒物

通常需要高壓/高溫多通過(guò)與氧反應(yīng)完成，在大氣中較慢，反應(yīng)速率取決于反應(yīng)速率取決

/氫氣和催化劑，或高溫反應(yīng)快，低溫反應(yīng)在催化作用下水分含量于大氣中陽(yáng)離

者低溫生物過(guò)程慢較快子的濃度

自然界中的硫

?在地殼中，硫是含量位于第16位的元素，其豐度為260Ppln,主要以硫酸鹽的形式存在，多為石膏。

?S02的自然源包括火山爆發(fā)、微生物活動(dòng)、森林火災(zāi)、海水飛沫等自然過(guò)程；在全球未被污染的大氣中，S02

的濃度約為0.2ppb

?人類(lèi)使用的有機(jī)燃料都含有一定量的硫，燃料燃燒時(shí)，其中的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO2

?含硫礦石的加工是另一重要人為源，黃銅礦冶煉

硫氧化物的污染

早期：局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高。

近100年來(lái)：二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降。

最近：二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細(xì)粒子。

酸雨危害

?造成森林衰退、死亡

?導(dǎo)致水體酸化、魚(yú)類(lèi)死亡

?腐蝕建筑物、損壞文物古跡

?酸沉降分布區(qū)域基本穩(wěn)定，但重污染區(qū)域的比例在增加

?北方個(gè)別地區(qū)在典型季節(jié)也監(jiān)測(cè)到酸雨

近年酸雨進(jìn)一步惡化：

?酸雨區(qū)已經(jīng)蔓延到北方

?重酸雨城市增多，酸度和頻率增強(qiáng)

?酸沉降量已超過(guò)歐美歷史最嚴(yán)重時(shí)期的水平

二氧化硫排放控制

燃料替代、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整；燃料燃燒前脫硫；燃燒過(guò)程中脫硫；末端尾氣脫硫

燃燒前脫硫

1.煤炭的固態(tài)加工

□煤炭洗選

物理洗煤：利用煤中有機(jī)質(zhì)和硫鐵礦的密度差異使其分離，常用重力法、浮選法、微波脫硫法、磁力脫硫法

等。

化學(xué)洗煤：利用氧化、化學(xué)浸出、化學(xué)破破碎、溶劑精練等化學(xué)方法脫硫

微生物洗煤：利用微生物對(duì)有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫的氧化、分解作用脫硫

我國(guó)以物理選煤為主。1995年我國(guó)煤炭洗選能力3.8億噸，入洗量2.8億噸，入洗率22%；2004年煤炭洗選能力達(dá)

到8億噸。

□型煤加工技術(shù)一以無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或?yàn)r青等為粘結(jié)劑，添加鈣系固硫劑，干馀或壓制成型

口型煤有民用型煤和工業(yè)型煤兩類(lèi)；型煤燃燒的煙氣黑度低于0.5林格曼級(jí)，煙塵量減少60%以上，S02排放量

和強(qiáng)致癌物苯并［a］在減少50%,NOx排放量下降25%,節(jié)煤率達(dá)到15%。

我國(guó)目前工業(yè)型煤的生產(chǎn)能力達(dá)550萬(wàn)噸，較多用于中小鍋爐上。

2.煤炭的轉(zhuǎn)化：對(duì)煤進(jìn)行脫氫或加氫改變其原有的碳?xì)浔龋衙恨D(zhuǎn)化為清潔的二次燃料

□煤的氣化

?采用空氣、氧氣、C02和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內(nèi)反應(yīng)生成不同組分不同熱值的煤氣

?煤氣的主要成分：CO、CH4、H2

?固定床、流化床和氣流床三種方法，各種氣化爐大約有9000多臺(tái)，其中以固定床氣化爐為主

?煤氣脫硫：硫化氫（H2S）、鍛基硫（COS）、二硫化碳（CS2）、嚷酚（C2H4S）、硫酸（CH3-S-CH3）,硫

醇（CH3HS）

?干法脫硫：Fe203?H2O+3H2$~Fe2s3?H20Fe2S3-H20+3/202-Fe203-H20+3S

?濕法脫硫：物理吸收法、化學(xué)吸收法和氧化法（直接轉(zhuǎn)化法）

□煤的液化：通過(guò)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃燃料或化工原料等液體產(chǎn)品

□直接液化：溶劑精煉煤法（在高溫高壓下直接加氫裂解）、供氫溶劑法（EDS）、氫煤法（H-COAL）,溶劑萃

取法

□間接液化：弗一托合成法（CO加氫法，以煤氣化的合成氣為原料，在一定溫度和壓力下，催化合成液態(tài)燃料）

3.油品脫硫

□在鋁、鉆、鐐等金屬氧化物催化劑作用下，通過(guò)高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化學(xué)鍵，以氫置換出碳，同時(shí)

氫與硫作用形成H2$,從重油中分離出來(lái)，用吸收法除去：直接脫硫，間接脫硫

□流化床燃燒技術(shù)

□氣流速度介于臨界速度和輸送速度之間，煤粒保持流化狀態(tài)，利于燃料的充分燃燒，對(duì)煤種的適應(yīng)性強(qiáng)。

分類(lèi)

□按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床

□按運(yùn)行壓力：常壓流化床和增壓流化床

熱量和質(zhì)量交換充分，停留時(shí)間長(zhǎng)，新煤比例低

流化床燃燒脫硫

□流化床脫硫的化學(xué)過(guò)程

□流化床燃燒方式為爐內(nèi)脫硫提供了理想的環(huán)境：1）床內(nèi)流化使脫硫劑和S02能充分混合接觸；2）燃燒溫度

適宜，不易使脫硫劑燒結(jié)而損失化學(xué)反應(yīng)表面；3）脫硫劑在爐內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)，利用率高。

□脫硫劑：石灰石（CaC03）、白云石（CaCO3?MgCO3）

燃燒后煙氣脫硫技術(shù)

□1.高濃度S02尾氣的回收和凈化

□冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，S02濃度通常2?40%,溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率高，工業(yè)上一般采用多層催化床層

低濃度S02煙氣脫硫

□燃燒設(shè)施直接排放的S02濃度通常為10-3數(shù)量級(jí)

□由于S02濃度低，煙氣流量大，回收制硫酸非常不經(jīng)濟(jì)，只能通過(guò)煙氣脫硫控制（fluegasdesulfurization,

FGD）

□分類(lèi)

□脫硫產(chǎn)物處置方式：拋棄法和再生法

□脫硫劑狀態(tài)：濕法、半干法和干法

低濃度S02煙氣脫硫

□濕法（上百種）：石灰石（石灰）-石膏法，海水法，鎂法，鈉法，雙堿法，氨法，海水法，磷錢(qián)肥法，簡(jiǎn)易濕

式除塵脫硫一體化技術(shù)，其它：堿式硫酸鋁法、氧化舒法等

□半干法：噴霧干燥法，爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化，管道噴射法

□干法：煙氣循環(huán)流化床

□S02/N0X聯(lián)合脫除技術(shù)：固體吸附/再生法，電子束輻射法法，脈沖電暈法，濕式工藝

低濃度S02煙氣脫硫

1.石灰/石灰石法煙氣脫硫

□世界上目前應(yīng)用最廣泛的FGD技術(shù)

□吸收劑：石灰石或石灰

□反應(yīng)原理：

CaCCh+SCh+HiO——>CaSOj+CO21+H?O

CaO+SO2+2H2O----->

脫硫原理活性組分關(guān)鍵操作條件最終產(chǎn)物

石灰石亞硫酸鈣；

so2被吸收產(chǎn)生難溶于水的CaCO3/CaOPH；鈣硫比

/石灰亞硫酸鈣，可以從漿液中分硫酸鈣

法離

已二酸已二酸的緩沖作用已二酸鈣PH；鈣硫比；已亞硫酸鈣；

CaCO3/CaO二假用量硫酸鈣

硫酸鎂硫酸鎂吸收S5產(chǎn)生易溶的MgSO4預(yù)除塵、亞硫酸鈣；

亞硫酸鹽石灰石/石灰作為硫酸鈣；

沉淀劑加入

雙減法堿性鈉鹽對(duì)so2的吸收容量Na2cQPH、硫酸鈉

大石灰石/石灰作為

沉淀劑加入

氧化鎂氧化鎂吸收S5能產(chǎn)生分解MgO預(yù)除塵；煙氣含15%SO2

法溫度較低的亞硫酸鎂氧量；燃燒溫度；

海水法海水具有天然減度,吸收so2鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽處理煙氣含硫量鎂鹽；鈣鹽

后形成的硫酸鹽對(duì)海水可能等

無(wú)害

氨法氨水吸收so2,產(chǎn)生適合回收一定濃度的氨水預(yù)除塵、需要再亞硫酸氨；

CaSO34-2H?O利用的脫硫產(chǎn)物生硫酸氨

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煙氣脫硫技術(shù)選擇原則

1.技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、至少在國(guó)外已經(jīng)商業(yè)化，并有較多的應(yīng)用業(yè)績(jī)。

2.脫硫后煙氣中的S02可達(dá)到脫硫要求，系統(tǒng)具有。很好的可升級(jí)性能。

3.脫硫設(shè)施的投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，一般應(yīng)低于電廠主體工程總投資的15%以下，脫硫后發(fā)電成本增加不超過(guò)3

分/度。

4.脫硫劑供應(yīng)有保證、占地面積小、脫硫產(chǎn)物可回收利用和衛(wèi)生處理處置。

中國(guó)酸雨及二氧化硫污染控制

時(shí)間政府行動(dòng)

1990年12月國(guó)務(wù)院環(huán)委會(huì)第19次會(huì)議通過(guò)《關(guān)于控制酸雨發(fā)展的意見(jiàn)》，提出在酸雨監(jiān)測(cè)、酸雨科研攻關(guān)、二

氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污費(fèi)四個(gè)方面開(kāi)展工作。

1991年國(guó)家環(huán)保局組織開(kāi)展征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)研究工作。

1992年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)在貴州、廣東兩省和柳州、南寧、桂林、杭州、青島、重慶、長(zhǎng)沙、宜昌和宜賓等九市

開(kāi)展征收業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)和酸雨綜合防治試點(diǎn)工作。

1992年以來(lái)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中逐步制定二氧化硫排放限值。兩省九市實(shí)行二氧化硫排放收費(fèi)試點(diǎn)。

1995年8月全國(guó)人大常委會(huì)通過(guò)了修訂的《大氣污染防治法》，專(zhuān)門(mén)規(guī)定“國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)會(huì)同國(guó)務(wù)

院有關(guān)部門(mén)，根據(jù)氣象、地形、土壤等自然條件，可以對(duì)已經(jīng)生、可能產(chǎn)生酸雨的地區(qū)或者其他二

氧化硫污染嚴(yán)重的地區(qū)，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)后，劃定為酸雨控制區(qū)或者二氧化硫污染控制區(qū)”（兩控區(qū)）。

1995年底國(guó)家環(huán)保局組織開(kāi)展“我國(guó)酸雨及二氧化硫控制區(qū)劃分”工作。

1996年6個(gè)部門(mén)二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施。

1996年全國(guó)人大批準(zhǔn)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，國(guó)務(wù)院批復(fù)《國(guó)務(wù)院

關(guān)于環(huán)境保護(hù)若干問(wèn)題的決定》，提出重點(diǎn)治理兩控區(qū)污染，要求到2000年所有工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)。

1998年3月國(guó)務(wù)院批復(fù)了國(guó)家環(huán)保局上報(bào)的“兩控區(qū)”劃分方案（國(guó)函[1998]5號(hào)）。兩控區(qū)劃定范圍約占國(guó)

土面積的11.4%,二氧化硫排放量占全國(guó)的近60%。

1998年5-6國(guó)家環(huán)?？偩植贾昧酥贫ā八嵊旰投趸蛭廴究刂菩袆?dòng)方案”的工作計(jì)劃，要求“兩控區(qū)”的城

月市在1998年年底前完成二氧化硫“雙達(dá)標(biāo)”規(guī)劃。

“兩控區(qū)”劃分范圍

酸雨控制區(qū)劃分基本條件為：

現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)降水PHW4.5；硫沉降超過(guò)臨界負(fù)荷（不使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生長(zhǎng)期危害化學(xué)

變化的最大沉降量）；二氧化硫排放量較大的區(qū)域。

二氧化硫控制區(qū)劃分基本條件：

近年來(lái)環(huán)境空氣二氧化硫年平均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；日平均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫排放量較

大。

□1998年1月國(guó)務(wù)院批復(fù)了酸雨控制區(qū)和二氧化硫控制區(qū)劃分方案，“兩控區(qū)”共涉及27個(gè)省、自治區(qū)、直轄市

的175個(gè)地市

□酸雨控制區(qū)主要涉及長(zhǎng)江以南、四川與云南以東地區(qū)，包括14個(gè)省、市和自治區(qū)，面積約為80萬(wàn)平方公里，

占國(guó)土面積8.4%；

□二氧化硫污染控制區(qū)包括兩個(gè)直轄市和三個(gè)自治區(qū)、九個(gè)省的61個(gè)城市的市區(qū)及其所轄污染嚴(yán)重的縣，面積

約為29萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積3%。

□兩控區(qū)的總面積約為109萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積11.4%

中國(guó)酸雨及二氧化硫污染控制

時(shí)間政府行動(dòng)

2000年全國(guó)人大通過(guò)第3版“大氣污染防治法”

2000年國(guó)家環(huán)?？偩种贫ǘ趸蛭廴究刂萍夹g(shù)政策

2000年12月國(guó)務(wù)院檢查“兩控區(qū)”的城市二氧化硫“雙達(dá)標(biāo)”

2002年1月發(fā)布“燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策”

2002年9月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計(jì)劃

2003年2月七省市二氧化硫排放總量控制及排污交易政策

2003年10月關(guān)于加強(qiáng)燃煤電廠二氧化硫污染防治工作的通知

2005年編制《國(guó)家酸雨控制規(guī)劃》

2006年“十一五”全國(guó)二氧化硫排放總量控制目標(biāo)

2007年現(xiàn)有燃煤電廠二氧化硫治理“十一五”規(guī)劃

2007年全國(guó)污染源普查

□“九五”計(jì)劃開(kāi)始，對(duì)環(huán)境危害最大的12種主要污染物實(shí)行總量控制。對(duì)S02的總量控制要求是：到2000年，

全國(guó)二氧化硫排放總量控制在2460萬(wàn)噸，其中工業(yè)二氧化硫排放量2200萬(wàn)噸。

□“十五”計(jì)劃，SO2總量控制目標(biāo)為：到2005年，全國(guó)二氧化硫排放總量比2000年減少10臨控制在1800萬(wàn)噸，

其中工業(yè)二氧化硫排放量控制在1450萬(wàn)噸；“兩控區(qū)”內(nèi)二氧化硫排放量減少20%,控制在1053萬(wàn)噸以?xún)?nèi)。

□“十一五”計(jì)劃，約束性指標(biāo)：到2010年全國(guó)主要污染物排放總量要比'十五'期末削減10機(jī)

中國(guó)燃煤大氣污染狀況一治理與結(jié)果

□“九五”期間：S02減排15.8%、煙塵減排33.2%、工業(yè)粉塵減排36.9%,劃定酸雨控制區(qū)和$02污染控制區(qū)、

征收S02排污費(fèi)。

□“十五”期間：$02增排27.0樂(lè)煙塵、工業(yè)粉塵排放有所下降。

□“十一五”期間：SO2減排提前一年完成目標(biāo)；2008年底，火電廠煙氣脫硫裝機(jī)容量超過(guò)3.79億kW,約占煤電

裝機(jī)總?cè)萘康?6虬

中國(guó)燃煤大氣污染狀況一挑戰(zhàn)

□中小源控制難度高：小型燃煤鍋爐，城市居民燃煤取暖。

□農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)變化大2001年，59%（非化石能源）：41%（化石能源）；近些年，21%（非化石能源）：79%（化

石能源）。

口區(qū)域污染特征明顯

□長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀……；$02、N0X、顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)物……；二次污染一。

第六章顆粒物污染與控制

大氣顆粒物

按粒徑大小分：

TSP（totalsuspendedparticles）0.02^100um

PM10（inhalableparticles）指動(dòng)力學(xué)直徑＜10um的粒子。

可通過(guò)呼吸進(jìn)入人體，IS0（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織）建議應(yīng)重視IP,我國(guó)日?qǐng)?bào)現(xiàn)在改用用IP。

降塵：粒徑＞100um（＞）30um粒子，靠重力的作用可降到地面。

危害：富集金屬、阻擋陽(yáng)光、使山川失色、危害人類(lèi)鍵康

美國(guó)于2003年制定了pM2.5的標(biāo)準(zhǔn)：65mg/m3

北京午夜?jié)舛瓤蛇_(dá)300mg/m3

PM可吸附多種化學(xué)物質(zhì)

可吸入顆粒物尤其是粒徑小于2.5um的細(xì)粒子，可直接吸入肺泡，長(zhǎng)期累積，由于其中多數(shù)為二次有機(jī)氣溶膠,

含有很多有毒有害物質(zhì)，對(duì)人體健康造成很大威脅。

顆粒物PM（ParticulateMatter）

?對(duì)呼吸道黏膜的刺激和腐蝕

?對(duì)肺細(xì)胞的腐蝕和損傷

?誘發(fā)心血管病

?慢性阻塞性肺部疾病-＞肺部血管阻力增加-〉肺動(dòng)脈壓

?升高-＞右心室肥大-＞肺性高血壓和肺心病

-免疫毒性

?致突變、致癌作用

近幾年流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果

?美國(guó)的顆粒物濃度水平PM10=100y/u3,由此引起的死亡率增加2%?4%。

?PM10引起的歐洲的死亡率增加：西歐城市2%：；東歐城市〈2%

?歐洲黑炭氣溶膠濃度水平：150ug/m3,引起的死亡率增加：西歐城市：3%；東歐城市：0.6%

?荷蘭的顆粒物PM10濃度水平100ug/m3,死亡率增加2%,1千6百萬(wàn)人每年多死亡1700人。

?北京有1千5百萬(wàn)居民；北京的顆粒物濃度PM2.5=105y/u3,北京由于顆粒物污染增加的額外死亡數(shù)：

中國(guó)是全球PM2.5濃度高值區(qū)

歷史趨勢(shì)一一顆粒物：1990-2005年間顆粒物排放因子降低的主要原因是除塵技術(shù)效率的提高

大氣污染控制技術(shù)

顆粒污染物的控制——除塵技術(shù)

重力式除塵器和慣性力除塵器，旋風(fēng)除塵器，濕式除塵器，水膜除塵器，文丘里水膜除塵器，沖擊式除塵器，布

袋除塵器，電除塵器

除塵裝置

1.從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱(chēng)為除塵裝置

濕式除塵裝置，干式除塵裝置

2.按分離原理分類(lèi)：

重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置），慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置），離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵

裝置），洗滌式除塵裝置，過(guò)濾式除塵裝置，電除塵裝置，聲波除塵裝置。

重力沉降室：通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。

氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。

層流式和湍流式兩種。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓力損失?。ㄒ话銥?0T00Pa）,維修管理容易

缺點(diǎn)：體積大，效率低，僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置除去較大和較重的粒子

慣性除塵器：沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的

慣性力作用，使其與氣流分離。

結(jié)構(gòu)形式：

沖擊式，氣流沖擊擋板捕集較粗粒子：a單級(jí)型b多級(jí)型

反轉(zhuǎn)式，改變氣流方向捕集較細(xì)粒子：a彎管型b百葉窗型c多層隔板型

應(yīng)用：

?一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵。

?凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10?20um以上的粗顆粒。

?壓力損失100?lOOOPa。

旋風(fēng)除塵器：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。

結(jié)構(gòu)組成：普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成。

氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)

?氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋。

?少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。

?旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋。

?到達(dá)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(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排

出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出：上渦旋。

?氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度。

?切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁。

電除塵器：旋風(fēng)除塵器對(duì)于dp<5um的粒子效率低，必須借助外力（電場(chǎng)力等）捕集更小的粒子

特點(diǎn)：

1.使塵粒荷電并在電場(chǎng)力的作用下沉積在集塵極上

2.與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上

3.具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)：壓力損失小，一般為200?500Pa,處理煙氣量大，可達(dá)105?106m3/h,能耗低，大約0.2?

0.4kWh/1000m3,對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99%,可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。

工作原理：三個(gè)基本過(guò)程，第一步懸浮粒子荷電，第二步帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集，第三不捕集物

從集塵表面上清除，振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗。

類(lèi)型：

雙區(qū)電除塵器一通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門(mén)。

單區(qū)電除塵器一控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染。

管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合。

板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25—50m3/s以上。

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?/p>

徑增大的裝置。可以有效地除去直徑為0.1—20um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：壓力損失為0.2-1.5kPa,對(duì)10um以上粉塵的凈化效率可達(dá)90—95%。

高能濕式除塵器：壓力損失為2.5-9.OkPa,凈化效率可達(dá)99.5%以上濕式除塵器。

根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，大致分為重力噴霧洗滌器，旋風(fēng)洗滌器，自激噴霧洗滌器，板式洗滌器，

填料洗滌器，文丘里洗滌器，機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。

優(yōu)點(diǎn)

1.在耗用相同能耗時(shí)，n比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1um以下粉塵粒子，仍有很高效率。

2.n可與靜電除塵器和布袋除塵器相比，而且還可適用于它們不能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流,

高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體。

3.在去除粉塵粒子的同時(shí)，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化

的作用。

缺點(diǎn)

1.排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用。

2.凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問(wèn)題。

3.不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體。

4.寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應(yīng)采取防凍措施。

袋式除塵器

采用纖維織物作濾科的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。

除塵效率一般可達(dá)99%以上。

效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用

第七章NOx污染與控制

氮氧化物的性質(zhì)及來(lái)源

NOx包括N20、NO、N02、N03、N203、N204、N205

還原元素氧化第一步氧化第二步與水反應(yīng)與陽(yáng)離子反應(yīng)

NH3N2NONO2HNO3硝酸鹽顆粒物

NO：大氣中N02的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分

N02:強(qiáng)烈刺激性，來(lái)源于N0的氧化，形成酸沉降

性質(zhì)N0叱

dd、a^—

外觀尢色尢昊氣體褐色、有剌鼻臭氣

密度U/L）1.3402.057

臨界溫度CC）-93157.8

臨界壓力（MPt）6.410

?E.-5.rc）-163.6-11.2

沸點(diǎn)0C）-151.721.2

溶解度34.7易溶

Cnl/lOOml水）

易氧化為w）

氧化還原性2較強(qiáng)氧化劑，弱還原劑

毒性小眼、呼?匕道根飭

性質(zhì)嗎S02

光化學(xué)行為HO2光分解反應(yīng)是形成光化學(xué)燦光照不產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)

霧的起始反應(yīng)

與0?5.反應(yīng)H0反應(yīng)快，NO2反應(yīng)日1無(wú)反應(yīng)

與自由基作用H0+H02-*M0?+N02（強(qiáng)）嗎.…嗎.

HO+HD?fHNO.（強(qiáng)）（弱，so2是彼動(dòng)反