《大氣污染控制工程》復(fù)習(xí).doc

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大氣污染控制工程第一章 概 論第一節(jié)：大氣與大氣污染1. 大氣的組成：干潔空氣、水蒸氣和各種雜質(zhì)。2. 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(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)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。3. 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。4. 全球性大氣污染問題包括溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨等三大問題。5. 溫室效應(yīng)：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(yīng)”。第二節(jié)：大氣污染物及其來源1. 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(xì)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。4. 總懸浮顆粒物（TSP）：指能懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑100m的顆粒物。P55. 可吸入顆粒物（PM10）：指懸浮在空氣中，空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑10m的顆粒物。P56. 氣體狀態(tài)污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有機(jī)化合物、硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧7. 對于氣體污染物，有可分為一次污染物和二次污染物。P58. 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)。P59. 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(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)。P610. 硫酸煙霧：硫酸煙霧系大氣中的SO2等硫氧化物，在有水霧、含有重金屬的 懸浮顆粒或氮氧化物存在時，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。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應(yīng)等危害，要比SO2氣體大得多。P711. 光化學(xué)煙霧：光化學(xué)煙霧是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍(lán)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(xué)煙霧的刺激性和危害要比一次污染物強(qiáng)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(diǎn)源、面源、線源。P714. 人為源：生活污染源、工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源15. 對主要大氣污染物的分類統(tǒng)計(jì)：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)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(xué)氧化劑、有機(jī)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(shí)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(shí)施可能性等進(jìn)行最優(yōu)化選擇和評價(jià)，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(jìn)行區(qū)域性經(jīng)濟(jì)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)域性綜合防治措施。（2）嚴(yán)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(dá)到改善環(huán)境的目的。（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，并隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐年增加 實(shí)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(fēng)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(chǔ)，也是實(shí)行環(huán)境規(guī)劃與管理等項(xiàng)綜合防治措施的前提。第五節(jié)：環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)一、環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類和作用P221. 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（環(huán)境）2. 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)污染源）3. 大氣污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)4. 警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）：車間二、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中：P23大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)超標(biāo)，超過其中任何一項(xiàng)均為超標(biāo)排放。P24大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中，按照綜合排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則，仍繼續(xù)執(zhí)行行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)先使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。P25五、空氣污染指數(shù)及報(bào)告：1.目前計(jì)入空氣污染指數(shù)（API）的項(xiàng)目定為：可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。P25 2.污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果只保留整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值全部進(jìn)位。P27（例：污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果為100.1，則API值為101【進(jìn)位】）3.各種污染物的污染分指數(shù)都計(jì)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。API1。P416. 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）7. 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(yīng)物開始狀態(tài)和反應(yīng)產(chǎn)物終了狀態(tài)相同的情況下（通常為298K和1atm）的熱量變化，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P448. 燃料設(shè)備的熱損失：（1）排煙熱損失（2）不完全燃燒熱損失（3）爐體散熱損失第三節(jié)：煙氣體積及污染物排放量計(jì)算P46P491. 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理論煙氣體積，以Vfg0表示。煙氣成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸氣。P46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。Vfg0=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(shí)際煙氣體積 Vfg0 Vfg = Vfg0 + (a-1)Va02. 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（Ts、Ps下）：煙氣的體積為Vs，密度為s。標(biāo)態(tài)下（TN、PN下）： 煙氣的體積為VN，密度為N。標(biāo)態(tài)下體積為：標(biāo)態(tài)下密度為：3. 過?？諝廨^正因?yàn)閷?shí)際燃燒過程是有過剩空氣的，所以燃燒過程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與過剩空氣量之和。用奧氏煙氣分析儀測定煙氣中的CO2、O2和CO的含量，可以確定燃燒設(shè)備在運(yùn)行中煙氣成分和空氣過剩系數(shù)?？諝膺^剩系數(shù)為：a= M過剩空氣中O2的過剩系數(shù)設(shè)燃燒是完全燃燒，過?？諝庵械难踔灰設(shè)2形式存在，燃燒產(chǎn)物用下標(biāo)P表示，假設(shè)空氣只有O2、N2,分別為20.9%、79.1%，則空氣中總氧量為 理論需氧量：0.264N2P-O2P 所以（燃燒完全時） 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CO2所需的O2 此時各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分?jǐn)?shù)。標(biāo)況下煙氣量計(jì)算式： 4. 污染物排放量的計(jì)算（例題、習(xí)題）P47第五節(jié)：燃燒過程中顆粒污染物的形成1. 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(yīng)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。P542. 燃煤煙塵的形成：固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物通常稱為煙塵，它包括黑煙和飛灰兩部分。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。P553. 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4. 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(xué)基礎(chǔ)知識1. 干絕熱垂直遞減率（干絕熱直減率）: 干氣塊（包括未飽和的濕空氣）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，稱為干空氣溫度絕熱垂直遞減率，簡稱干絕熱直減率。以d表示。2.逆溫：溫度隨高度的增加而增加。 逆溫的最危險(xiǎn)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(qiáng) 4.五種典型煙流和大氣穩(wěn)定度（1）波浪型ro，rrd 很不穩(wěn)定（2）錐型：ro，r rd 中性或穩(wěn)定（3）扇型：ro，rrd 穩(wěn)定（4）爬升型（屋脊型）：大氣處于向逆溫過渡。在排出口上方：ro，rrd 不穩(wěn)定;在排出下方；ro，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：ro，rrd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)；第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算風(fēng)和湍流是決定污染物在大氣中擴(kuò)散稀釋的最直接最本質(zhì)的因素。高斯模型的四點(diǎn)假設(shè)，公式的物理意義，計(jì)算題第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)：顆粒的粒徑及粒徑分布1. 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同一顆粒的dF dAdM。 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。 空氣動力學(xué)當(dāng)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=1gcm3）的圓球的直徑。（例：空氣動力學(xué)當(dāng)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?？倐€數(shù)ni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?？倐€數(shù)之比（或百分比）。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、滑動角、比表面積、含水率、潤濕性、荷電性、粘附性、自然性和爆炸性）1. 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(shí)體積，則以此真實(shí)體積求得的密度稱為粉塵的真密度，并以P表示。2. 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b表示。P1433. 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. 滑動角：系指自然堆放在光滑平板上的粉塵，隨平板做傾斜運(yùn)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4055。P1445. 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)。）6. 體積比電阻：在高溫（一般在200以上）范圍內(nèi)，粉塵層的導(dǎo)電主要靠粉塵本體內(nèi)部的電子或離子進(jìn)行。這種本體導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為體積比電阻。P1487. 表面比電阻：在低溫（一般在100以下）范圍內(nèi)，粉塵的導(dǎo)電主要靠塵粒表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)中的離子進(jìn)行。這種表面導(dǎo)電占優(yōu)勢的粉塵比電阻稱為表面比電阻。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(xué)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(xué)物質(zhì)含量的增加而降低。8. 粉塵比電阻對電除塵器的運(yùn)行有很大影響，最適宜于電除塵器運(yùn)行的比電阻范圍為1041010cm。9. 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(kuò)散沉降。第三節(jié)：凈化裝置的性能1. 評價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)：P151包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩方面。技術(shù)指標(biāo)主要有處理氣體流量、凈化效率和壓力損失等；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和占地面積等。此外，還應(yīng)考慮裝置的安裝、操作、檢修的難易等因素。第六章 除塵裝置第一節(jié)：機(jī)械除塵器1. 機(jī)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(fēng)除塵器等。P161（填空）2. 旋風(fēng)除塵器的基本原理？旋風(fēng)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(jìn)入除塵器后，沿外壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時有少量氣體沿徑向運(yùn)動到中心區(qū)域。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，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，當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)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。3. 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。P167（填空）4. 除塵器相對尺寸對壓力損失影響較大，當(dāng)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。5. 分割直徑：處于平衡狀態(tài)的塵粒有50%的可能進(jìn)入內(nèi)漩渦，也有50%的可能性移向外壁，除塵效率為50%使所對應(yīng)的粒徑即為除塵器的分割直徑。6. 二次效應(yīng)：即被捕集粒子重新進(jìn)入氣流。第二節(jié)：電除塵器1. 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。2. 起始電暈電壓：開始產(chǎn)生電暈電流是所施加的電壓。）3. 粒子荷電中：1，電場荷電；2，擴(kuò)散荷電。電暈閉塞：當(dāng)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，失去除塵作用。P186（名詞解釋）4. 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。5. 煙氣調(diào)質(zhì)：增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3、及Na2CO3等化合物，可使粒子導(dǎo)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(fēng)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. 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2. 顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，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。P213（填空）3. 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）4. 袋式除塵器是按清灰方式命名和分類的。P218（填空）5. 常用的清灰方式有三種：機(jī)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(jī)械除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器。機(jī)械除塵器包括：重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。設(shè)計(jì)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、增加沉降室長度、降低沉降室高度。1. 重力沉降室的結(jié)構(gòu)和原理重力沉降室是通過重力作用使粉塵從氣流中沉降分離的除塵裝置。含塵氣流進(jìn)入重力沉降室后，由于擴(kuò)大了流動截面積而使氣體流速大大降低，使較重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(shè)計(jì)的簡單模式的假設(shè)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(shè)計(jì)的模式是假設(shè)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(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，投資少，壓力損失小，維修管理容易。缺點(diǎn)：體積大，效率低，因此只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子。重力沉降室實(shí)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dp50m的塵粒。層流模式重力沉降室的計(jì)算（1）沉降時間計(jì)算 塵粒的沉降速度為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（錯誤！未找到引用源。）應(yīng)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）最小沉降粒徑計(jì)算（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流流動方向而捕集較細(xì)粒子的反轉(zhuǎn)式。慣性除塵器的結(jié)構(gòu)和原理：為了改善沉降室的除塵效果，可在沉降室內(nèi)設(shè)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力作用，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(xì)粒子。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10-20m以上的粗塵。壓力損失一般為100-1000pa。 旋風(fēng)除塵器原理：旋風(fēng)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5m的塵粒。旋風(fēng)除塵器特點(diǎn)：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(diǎn)：效率80%左右，捕集0.5um為主，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，d0.15為主，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1、電流影響；電暈電流增加則荷電時間變短； 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(dá)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、有效驅(qū)進(jìn)速度 2、粉塵粒徑dp 3、氣流速度v，0.5-2.5m/s；板式電除塵器的氣流速度為 1.0-1.5m/s粉塵比電阻和對電除塵器的影響1、 粉塵的導(dǎo)電性：煙氣中的水汽和化學(xué)物質(zhì)能使粉塵具有電除塵器操作所需要的微弱導(dǎo)電性，某些情況下，較高的穩(wěn)定也會使粉塵具有滿意的導(dǎo)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，導(dǎo)致除塵率下降。當(dāng)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(dǎo)致點(diǎn)暈電流密度大大降低，嚴(yán)重干擾粒子荷電和捕集。3、 克服高比電阻的方法：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)（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(jìn)入員通過行濾袋，再通過濾料的空隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗。粉塵初層：顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層，稱為粉塵初層。其是稱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(jī)械振動清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰。袋式除塵器特點(diǎn)：1、除塵效率高；2、適應(yīng)性強(qiáng)；3、操作彈性大；4、結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)：1、受濾布的耐溫、耐腐等操作性能的限制；2、不適于粘結(jié)性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的塵粒。 除塵過程：當(dāng)含塵氣流穿過濾袋時，粉塵便捕集在濾袋上，凈化后的氣體從出口排除。經(jīng)過一段時間，啟開空氣反吹系統(tǒng)，粉塵被反吹氣流吹入灰斗。除塵機(jī)理：1、篩過作用：當(dāng)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、慣性碰撞：當(dāng)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(jìn)，撞擊到纖維上即會被捕集。3、擴(kuò)散和靜電作用：小于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(yùn)動，如果在運(yùn)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(kuò)散作用 。4、重力沉降：當(dāng)緩慢運(yùn)動的含塵氣體進(jìn)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：Vf過濾速度(mmin);Q處理的煙氣流量(m3h)；Af有效濾布總面積(m2)。防塵效率：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(dāng)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?.120m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0.21.5kPa，對10m以上粉塵的凈化效率可達(dá)9095%（噴霧塔洗滌器、旋風(fēng)洗滌器）高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5以上（文丘里洗滌器）根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)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(fēng)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(jī)械誘導(dǎo)洗滌器濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn)：1、不僅可以除去粉塵，還可凈化氣體 2、效率較高，可去除的粉塵粒徑較小 3、體積小，占地面積小 4、能處理高溫、高濕的氣流。 濕式除塵器的缺點(diǎn)：1、有泥渣 2、防凍設(shè)備（冬天） 3、易腐蝕設(shè)備 4、動力消耗大。 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)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(xué)吸收吸收質(zhì)與吸收劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)若為不可逆反應(yīng)，則不能解吸提高溫度或增大壓力，有利于化學(xué)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(dá)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(yīng)相同。描述物理吸收時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(jī)理雙膜理論模型 假定:1、當(dāng)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(kuò)散方式從氣流主體連續(xù)通過這兩個膜層進(jìn)入液相主體。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(kuò)散，通過此兩層膜的分子擴(kuò)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)阻力液膜控制：如難溶氣體（稀堿溶液吸收CO2，水吸收O2）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H2O吸收NH3H2O或弱堿吸收CO2H2O吸收SO2H2O吸收HCLH2O吸收CL2H2O吸收丙酮堿液或氨水吸收SO2H2O吸收O2濃硫酸吸收NO2濃硫酸吸收SO2H2O吸收H2弱堿吸收H2S吸收系數(shù)的影響因素1.吸收質(zhì)與吸收劑2.設(shè)備、填料類型3.流動狀況、操作條件吸收系數(shù)的獲取實(shí)驗(yàn)測定；經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)計(jì)算二、吸收設(shè)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(shè)備，屬連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備。支承板、填料壓板壁流現(xiàn)象及控制當(dāng)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量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流壁流效應(yīng)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(dāng)填料層較高時，須進(jìn)行分段，中間設(shè)置在分布裝置。填料塔特點(diǎn)：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(dāng)液體負(fù)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(jìn)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(diǎn)：生產(chǎn)能力大、分離效率穩(wěn)定、造價(jià)低、檢修、清洗方便；但壓力損失大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(diǎn)：體積小，但處理能力很大，可兼做冷卻除塵設(shè)備；缺點(diǎn)是壓力損失大，能耗高。二、吸附法凈化氣態(tài)污染物1. 吸附劑的性質(zhì)：1、 要具有巨大的內(nèi)表面； 2、對不同氣體具有選擇的吸附作用； 3、較高的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)與熱穩(wěn)定性； 4、吸附容量大；5、來源廣泛，造價(jià)低廉；6、良好的再生性能。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(jiān)硬多空的固體顆粒，用于氣體的干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。3. 吸附劑的活性：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(dá)到平衡時單位吸附劑吸附吸附質(zhì)的量。當(dāng)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。4. 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。5. 化學(xué)吸收同物理吸收的區(qū)別：1、 化學(xué)吸收進(jìn)入溶劑后又化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，單位體積的溶劑能夠容納的溶質(zhì)量增多，溶液的分壓降低，吸收推動力增加；2、 溶質(zhì)在液膜中的擴(kuò)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(jìn)行吸收，但在化學(xué)吸收中則要吸收多得多的溶質(zhì)才能達(dá)到飽和。對于物理吸收不是有效的是表面，對于化學(xué)吸收仍然可能是有效的。6. 物理吸附和化學(xué)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(xué)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(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性）。催化劑中毒：反應(yīng)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(shè)備1.吸附設(shè)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、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(xué)反應(yīng)，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(yīng)過程：(1)反應(yīng)物從氣流主體-催化劑外表面(2) 進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散(3)反應(yīng)物在催化劑的表面上被吸附(4)吸附的反應(yīng)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(kuò)散(7)生成物從外表面擴(kuò)散到氣流主體(1),(7)：外擴(kuò)散；(2),(6)內(nèi)擴(kuò)散 ；(3),(4),(5)：動力學(xué)過程氣固催化反應(yīng)的控制步驟：氣固催化反應(yīng)主要包括外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散和表面化學(xué)反應(yīng)，速度最慢（阻力最大）者，決定著整個過程的總反應(yīng)速率，稱這一步驟為控制步驟。四、氣固催化反應(yīng)器氣固相催化反應(yīng)器的類型：固定床、流化床。固定床反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：1、返混小 2、機(jī)械損耗小 3、結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)：1、傳熱差 2、操作過程中催化劑不能更換絕熱式反應(yīng)器：1、 單段絕熱式反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，反應(yīng)體積得到充分利用。缺點(diǎn)：只適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較小、反應(yīng)溫度允許波動范圍較寬的場合。2、 多段絕熱式反應(yīng)器增加了分段及段間反應(yīng)物料的換熱，能在一定程度上調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度。列管式反應(yīng)器： 適用于溫度分布要求很高或者反應(yīng)熱特別大的催化反應(yīng)。氣固催化反應(yīng)器選擇原則：（1）根據(jù)反應(yīng)熱的大小、反應(yīng)對溫度的敏感程度、催化劑的活性溫度范圍，選擇反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)類型，把床溫分布控制在一個合適的范圍內(nèi) （2）壓力損失要盡量?。?）易于操作，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低。第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制的方法：采用低硫燃料和清潔能源替代；燃料脫硫；燃燒過程中脫硫；末端尾氣脫硫 重油脫硫種類：（1）直接脫硫是選用抗中毒性能較好的催化劑，將重油直接引入裝有催化劑的反應(yīng)塔加氫脫硫，同時采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，如有的工藝在反應(yīng)塔前加防護(hù)塔，填充其他廉價(jià)的催化劑，盡可能除去不純物和金屬成分；（2）間接脫硫是先把重油減壓蒸餾，分成餾出油和殘油。單獨(dú)將餾出油進(jìn)行高壓加氫脫硫，然后與殘油相混合：或以液化丙烷(或丁烷)作溶劑，對殘油進(jìn)行處理，分離出瀝青后，再與餾出油混合進(jìn)行加氫處理；（3）部分燃燒氣化法：將重油用蒸汽、氧氣部分燃燒氣化，硫轉(zhuǎn)化成為硫化氫和少量二氧化硫，然后進(jìn)行處理。流化床燃燒脫硫的主要影響因素1.鈣硫比（Ca/S）；2.燃燒溫度；3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)；4.脫硫劑種類第九章 固定源氮氧化物污染控制燃燒過程中氮氧化物的形成機(jī)理1、燃料型NOx (fuel NOx)：由燃料中固定氮生成的NOx。 2、熱力型NOx (thermal NOx)：燃燒中形成的NOx由大氣中氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮之間的化學(xué)反應(yīng)。這種NOx，只在高溫下形成。3、瞬時NO(prompt NO)：在低溫火焰中由于含碳自由基的存在還會生成第三類NO。煙氣冷卻對NO和NO2平衡的影響理論上：溫度降低將改變NO和NO2的平衡組成。煙氣冷卻過程中若有過剩氧存在，NO向NO2轉(zhuǎn)化是可能的。根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，冷卻后的燃燒煙氣中NOx將主要以NO2形式存在，實(shí)際上，大部分燃燒過程排出的尾氣中大約9095的NOx仍然以NO形式存在。傳統(tǒng)的低NOx燃燒技術(shù)1、低氧燃燒；2、煙氣循環(huán)燃燒；3、分段燃燒；4、濃淡燃燒技術(shù)等。先進(jìn)的低NOx燃燒技術(shù)原理：它們是低空氣過剩系數(shù)運(yùn)行技術(shù)和燃燒器火焰區(qū)分段燃燒技術(shù)的結(jié)合。助燃空氣分組進(jìn)入燃燒裝置，降低初始燃燒區(qū)(也稱一次區(qū))的氧濃度，以降低火焰的峰值溫度。有的還引入分級燃料，形成可使部分已生成的NOx還原的二次火焰區(qū)。 吸收法凈化煙氣中的NOx 的去除率25