大气污染控制工程第三版马广大期末重点复习资料整理Word格式.docx
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硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、卤素化合物。
硫酸烟雾、光化学烟雾
7.对于气体污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。
P5
8.一次污染物：
是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。
9.二次污染物：
是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
P6
10.硫酸烟雾：
硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。
P7
11.光化学烟雾：
光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾。
其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。
光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多。
12.大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。
13.人为污染源有各种分类方法。
按污染源的空间分布可分为：
点源、面源、线源。
14.人为源：
生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。
15.对主要大气污染物的分类统计：
固定源：
燃料燃烧、工业生产；
流动源：
交通运输
第三节：
大气污染的影响
大气污染物侵入人体的主要三条途径：
表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气
1.对人体健康的影响：
颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂、有机化合物
2.对植物的伤害3.对器物和材料的影响4.对大气能见度和气候的影响
第四节：
大气污染综合防治
1.大气污染综合防治：
实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。
P19
2.大气污染综合防治措施：
（1）全面规划、合理布局
影响环境空气质量的因素很多，因此，为了控制城市和工业区的大气污染，必须在进行区域性经济和社会发展规划的同时，做好全面环境规划，采取区域性综合防治措施。
（2）严格环境管理
从环境管理的概念可知，环境管理是对环境污染源和污染物的管理，通过对污染物的排放、传输承受三个环节的调控达到改善环境的目的。
（3）控制大气污染的技术措施
实施清洁生产
实施可持续发展的能源战略
建立综合性工业基地
（4）控制污染的经济政策
保证必要的环境保护投资，并随着经济的发展逐年增加
实行“污染者和使用者支付原则”
（5）控制污染的产业政策1鼓励类2限制类3淘汰类
（5）绿化造林
绿化造林是区域生态环境中不可缺少的重要组成部分，绿化造林不仅能美化化境，调节空气温湿度或城市小气候，保持水土，防治风沙，而且在净化空气（吸收二氧化碳、有害气体、颗粒物、杀菌）和降低噪声方面皆会起到显著作用。
（6）安装废气净化装置
安装废气净化装置，是控制环境空气质量的基础，也是实行环境规划与管理等项综合防治措施的前提。
第五节：
环境空气质量控制标准
一、环境空气质量控制标准的种类和作用P22
1.环境空气质量标准（环境）：
限定污染物在空气中的允许浓度。
GB3095-1996（2012）
2.大气污染物排放标准（工业污染源）：
以以上标准为目标限值允许排放入大气中的污染物浓度。
GB16297-1996
3.大气污染控制技术标准：
以以上标准为基准的辅助标准。
4.警报标准（工业企业设计卫生标准）：
预防事故、保护空气质量不受恶化。
二、大气污染物排放标准中：
P23
大气污染物综合排放标准规定：
任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度（任何1小时浓度平均值）和最高允许排放速率（任何1小时排放污染物的质量）两项超标，超过其中任何一项均为超标排放。
P24
大气污染物综合排放标准中，按照综合排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，仍继续执行行业性标准（优先使用行业标准）。
P25
地方大气污染物排放标准。
三、工业企业设计卫生标准P25
五、空气污染指数及报告：
1.目前计入空气污染指数（API）的项目定为：
可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。
2.污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。
P27
3.各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。
API<
50时，则不报告首要污染物。
P27现使用AQI空气质量指数。
第二章燃料与大气污染
燃料的性质
1.燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。
P29煤石油天然气和非常规燃料（除去煤石油天然气的所有可燃性物质）
2.煤的分类：
褐煤、烟煤、无烟煤
3.煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分（煤中不可燃矿物物质的总称）、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。
P30
4.元素分析：
是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。
P31
5.煤中含有硫的形态（四种）：
黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和单质硫。
6.人们一般把硫分为硫化铁硫、有机硫、硫酸盐硫，前两种能燃烧放出热量称为挥发硫，硫酸盐硫不参加燃烧，是灰分的一部分。
7.煤的成分表示方法中常用的基准有：
收到基ar、空气干燥基ad、干燥基d和干燥无灰基daf。
P33
燃料燃烧过程（燃料的液态着火温度反而低于固态）
1.燃烧：
指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。
2.燃料完全燃烧的条件为：
空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。
P37-39
3.燃烧过程的“三T”条件为：
温度、时间和湍流度。
P39
4.计算：
燃料燃烧的理论空气量P39
理论空气量（Va0）m3/kg：
单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。
建立燃烧化学方程式时，假定：
（1）空气仅由N2和O2组成，其体积比为79.1/20.9=3.78；
（2）
燃料中的固态氧可用于燃烧；
（3）燃料中的硫被氧化成SO2；
（4）计算理论空气量时忽略NOX的生成量；
燃料中的N变为烟气N2。
5.空气过剩系数α：
实际空气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数α，即
，通常α>
1。
煤为4~7;
液体燃料10~11
6.空燃比（AF）：
单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。
P42（空燃比为无量纲）
7.发热量：
单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的情况下（通常为298K和1atm）的热量变化，称为燃料的发热量，单位是kJ/kg（固体、液体燃料）或kJ/m3（气体燃料）。
燃料的发热量有：
低位发热量和高位发热量P44
8.燃料设备的热损失：
（1）排烟热损失
（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失
烟气体积及污染物排放量计算P46~P49
1.理论烟气体积：
在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以Vfg0表示。
烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。
P46
理论烟气体积：
等于干烟气体积和水蒸气体积之和。
干烟气：
除水蒸气以外的成分称为干烟气；
湿烟气：
包括水蒸气在内的烟气。
Vfg0=V干烟气+V水蒸气；
V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中水+V理论空气量带入的
实际烟气体积VfgVfg=Vfg0+（α-1）Va0
2.烟气体积和密度的校正
燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。
大多数烟气可视为理想气体，故可应用理想气体方程。
设观测状态下（Ts、Ps下）：
烟气的体积为Vs，密度为ρs。
标态下（TN、PN下）：
烟气的体积为VN，密度为ρN。
标态下体积为：
标态下密度为：
3.过剩空气较正
因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。
标况下烟气量计算式：
4.污染物排放量的计算（例题、习题）P47
第三章污染气象学基础知识
1.干绝热垂直递减率（干绝热直减率）:
干气块（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。
以γd表示。
2.逆温：
温度随高度的增加而增加。
逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。
逆温形成的过程：
形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：
（1）辐射逆温（较常见）
（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。
3.辐射逆温
由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。
[以冬季最强]
4.五种典型烟流和大气稳定度
（1）波浪型r＞o，r＞rd很不稳定
（2）锥型：
r＞o，rrd中性或稳定
（3）扇型：
r＜o，r＜rd稳定
（4）爬升型（屋脊型）：
大气处于向逆温过渡。
在排出口上方：
r＞o，r＞rd不稳定;
在排出下方；
r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态。
（5）漫烟型（熏烟型）：
大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：
r＜o，r＜rd，大气处于稳定状态；
第四章大气扩散浓度估算
风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。
高斯扩散模式的四点假定：
①污染物浓度在y、z轴向上的分布符合高斯（正态）分布；
②全部空间中风速均匀、稳定；
③源强是连续均匀的；
④扩散过程中污染物质质量守恒。
第五章颗粒污染物控制技术基础
颗粒的粒径及粒径分布
1.几种常用的粒径表示方法：
P127-128
用显微镜法观测颗粒时，采用如下几种粒径：
定向直径dF
定向面积等分直径dA
投影面积直径dA
同一颗粒的dF>
dA>
dM。
用筛分法测定时，可得到筛分直径，为颗粒能够通过最小方筛孔的宽度（单位：
目，每英寸的筛孔个数）
有光散射法测定时，可得到等体积直径dv
用沉降法测定时，一般采用如下两种定义：
斯托克斯直径ds：
为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。
空气动力学当量直径da：
为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρP=1g/cm3）的圆球的直径。
（例：
空气动力学当量直径da是用哪种方法测定的？
---沉降法）
2.个数频率fi：
为第i间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数∑nj之比（或百分比）。
3.个数筛下累积频率：
为小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。
P129-130（区别两者）
粉尘的物理性质（流动性、导电性、润湿性）
粉尘的物理性质（密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、粘附性、自然性和爆炸性）
1.若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，并以ρP表示。
2.呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度，并以ρb表示。
P143
3.安息角：
粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为35°
～55°
。
P144
4.滑动角：
系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为40°
5.粉尘的润湿性：
粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。
P146（粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。
）
6.粉尘的荷电性：
体积比电阻（体积电阻率）：
在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。
这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。
P148
表面比电阻（表面电阻率）：
在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。
这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。
高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成
低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低。
7.粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻范围为104～1010Ω·
cm。
P149
净化装置的性能
1.评价净化装置性能的指标：
P151
包括技术指标和经济指标两方面。
技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；
经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。
此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。
2.分级除尘效率、【计算】1，处理气体流量；
2，总效率；
3，多级除尘的总净化效率
（计算：
1，烟气；
2，总效率/处理气体流量/多级除尘的总净化效率）P151-155
3.颗粒捕集的理论基础：
外力（重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等）和颗粒间的相互作用力（浓度不高时可忽略）。
4.颗粒物的沉降方式有：
重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。
第六章除尘装置
“四大除尘技术”
目前常用的除尘器分为：
机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。
机械除尘器包括：
重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。
设计重力沉降室的模式有：
层流式和湍流式。
提高重力沉降室除尘效率的主要途径：
降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。
机械除尘器
1.机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器（这两个效率很低）和旋风除尘器（效率高达80%以上）等。
（填空）
2.重力沉降室
重力沉降室是通过重力作用使粉尘从气流中沉降分离的除尘装置。
含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
重力沉降室分为
（1）层流式
（2）湍流式。
层流式沉降室设计的简单模式的假设是在沉降室内气流为柱塞流，流速为v0，流动状态保持在层流范围内；
颗粒均匀地分布在烟气中。
湍流式沉降室设计的模式是假设沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。
重力沉降室的主要优点是：
结构简单，投资少，压力损失小，维修管理容易。
缺点：
体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。
重力沉降室实际性能：
只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒，沉降室的除尘效率约为40-70%；
仅用于分离dp>
50ηm的尘粒。
3.惯性除尘器：
分为以气流中粒子冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式和通过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反转式。
惯性除尘器的结构和原理：
为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气体冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。
惯性除尘器分为冲击式和反转式。
冲击式的原理是：
气流冲击挡板捕集较粗粒子；
反转式的原理是改变气流方向捕集较细粒子。
惯性除尘器的应用：
惯性除尘器的除尘效率，与气流速度越大、气流方向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大。
一般适合于净化密度大和粒径大的金属或矿物性粉尘除尘。
对于粘性较强或纤维性粉尘一般不适合。
惯性除尘一般效率不高，因此，一般只适合于多级除尘中的第一级除尘。
捕集粒径一般在10-20μm以上的粗尘。
压力损失一般为100-1000pa。
4.旋风除尘器的基本原理？
（简答）（80%~85%效率）
原理：
旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，一般用来分离粒径大于5μm的尘粒。
除尘器内气流与尘粒的运动：
气流从宏观上看可归结为三个运动：
外涡旋、内涡旋、上涡旋。
含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流），同时有少量气体沿径向运动到中心区域。
气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出，这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流）。
外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。
这股旋转向上的气流称为上涡旋。
旋风除尘器特点：
结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。
效率80%左右，捕集<
5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。
影响旋风除尘器效率的因素：
二次效应（避免措施-锁气器）、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量。
P182
旋风除尘器按进气方式分为：
切向进入式、轴向进入式。
（切向进气方式——直入式和蜗壳式）
气流组织分类——回流式、直流式、平旋式、和旋流式
多管旋风除尘器（直流式旋风子并联）。
P186
5.普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。
6.除尘器相对尺寸对压力损失影响较大，当除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。
（选择）（了解“相对尺寸”的概念）旋风除尘器压力损失P179
7.分割直径：
处于平衡状态的尘粒有50%的可能进入内漩涡，也有50%的可能性移向外壁，除尘效率为50%使所对应的粒径即为除尘器的分割直径。
P180（名词解释）
例题6-3（P188）
电除尘器
1.电除尘器的工作原理
机理：
电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，使尘粒子从含尘气体中分离出来的装置。
其原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。
电除尘与一切机械方法的区别在于分离力直接作用在尘粒子上，使粒子与气体分离的力，而不是作用在整个粉尘气体上。
电除尘的具体原理
两电极间加一电压。
一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流），高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上的电荷互相作用的电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层。
当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将沉集的粉尘层清除掉落入灰斗中。
电除尘过程：
（1）放电
（2）荷电；
（3）迁移（4）清灰。
电除尘器主要优点：
1、压力损失小，ΔP=200～500Pa
2、处理烟气量大，可达105-106m3/h
3、能耗低，约0.2-0.4kWh/（1000m3）
4、对细粉尘有很高的捕集率，可高于99%
5、可在高温或强腐蚀性气体下操作。
2.电晕放电
1.起始电晕电压：
开始产生电晕电流是所施加的电压。
（名词解释）
粒子荷电中P193（了解）：
1、离子在电场力作用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，d>
0.5um为主，称为电场荷电；
2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，d<
0.15为主，称为扩散荷电；
3、场电荷和扩散电荷的综合作用。
2.电晕闭塞：
当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减少到零，失去除尘作用。
P196（名词解释）
3.烟气调质：
增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3、及Na2CO3等化合物，可使粒子导电性增加。
P207（名词解释/选择/填空）
4.电晕放电：
在电晕中产生离子的主要机制是由于气体中的自由电子从电场中获得能量，和气体分子激烈碰撞，使电子脱离气体分子，结果产生带阳电荷的气体离子并增加了自由电子，这种现象称为电离。
在曲率很大的表面（如一尖端或一根细线）和一根管子或一块板之间有电位差，则能形成非均匀电场而产生电晕放电。
电除尘中所采用的单极性电晕是在放电电极和收尘电极间形成的稳定的自发发生的气体放电，电离过程局限在放电电极邻近的强电场中的辉光区或邻近辉光区的地方。
影响电晕特性的因素
1、电极的形状、电极间距离；
2、粉尘的浓度、粒度、比电阻；
3、气体组成的影响；
4、温度和压力的影响。
增加电压—电流特性方法
改变电荷载体的有效迁移率，从而改变电压—电流特性。
1、温度，场强不变，减小气体密度；
2、气体密度，场强不变，提高温度；
3、温度，气体密度不变，增大场强。
粉尘荷电
电除尘过程的基本要求就是：
相同条件下荷电速度快，荷电量大。
影响荷电时间的因素
1、电流影响；
电晕电流增加则荷电时间变短；
2、不规则电场影响；
由于是经整流的不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断，粉尘上的电荷过剩，增长了荷电时间，降低了除尘效率。
荷电粉尘的迁移和收集
一、驱进速度
在电场中粉尘的运动主要受静电力和空气动力支配。
静电力
Ep——粒子所处位置的集尘电场强度，V/m
空气动力主要是由于粉尘和气体之间的相对运动所引起的阻力按斯托克斯公式计算：
二力相等时，即F1=F2时，尘粒就达到一个极限速度或终末速度：
（注：
t>
10-2s）；
称为尘粒的驱进速度。
二、粒子的捕集效率
影响粉尘捕集的理论因素
1、有效驱进速度
2、粉尘粒径dp
3、气流速度
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