大气污染控制工程1.ppt

大气污染控制工程1大气污染控制工程大气污染控制工程是高等院校环境工程专业的是高等院校环境工程专业的主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识，大气污染防治技术的基本理论、基本概念、础知识，大气污染防治技术的基本理论、基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等。培养学生分析和基本原理、主要设备和典型工艺等。培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的基本能力解决大气污染控制工程问题的基本能力,结合课程实验结合课程实验和毕业设计等教学环节和毕业设计等教学环节,为学生毕业后从事大气污染控为学生毕业后从事大气污染控制工程设计制工程设计,技术管理等工作奠定必要的基础。技术管理等工作奠定必要的基础。大气污染控制工程大气污染控制工程1序号篇章内容学时小计1234467891011第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章绪论燃烧与大气污染大气污染气象学大气污染浓度估算模式颗粒污染物控制技术基础颗粒物污染控制技术气态污染物控制技术硫氧化物的污染控制氮氧化物污染控制VOC污染控制考试复习2422442424232大气污染控制工大气污染控制工程程1 1n第一节大气与大气污染n第二节大气污染及其来源n第三节大气污染的影响n第四节大气污染综合防治n第五节环境空气质量控制标准大气污染控制工程1q一一大气组成大气组成自然状态下的大气自然状态下的大气由由干洁空气干洁空气、水蒸汽水蒸汽和和各种杂质各种杂质组成。组成。干洁空气干洁空气：除去水蒸汽和杂质外除去水蒸汽和杂质外，主要成分是氮、氧、氩，它，主要成分是氮、氧、氩，它们占空气总容积的百分数分别为们占空气总容积的百分数分别为78.08%、20.95%、0.93%；次要；次要成分有二氧化碳、氖、氦、氪、氙、氢、臭氧等，它们各自的容成分有二氧化碳、氖、氦、氪、氙、氢、臭氧等，它们各自的容积百分数见表积百分数见表1-1。当空气中某种物质的含量远大于表当空气中某种物质的含量远大于表1-1中所列物质的含量时，就可中所列物质的含量时，就可认为空气被污染了，如果某物质在该表中完全不存在，那么一经认为空气被污染了，如果某物质在该表中完全不存在，那么一经存在就构成污染。存在就构成污染。（注意：一般不把水看作污染物。）（注意：一般不把水看作污染物。）第一节第一节 大气结构及组成大气结构及组成大气污染控制工程大气污染控制工程1 1vAirPollutionmaybedefinedasanyatmosphericconditioninwhichsubstancesarepresentatconcentrationshighenoughabovetheirnormalambientlevelstoproduceameasurableeffectonman,animals,vegetation,ormaterials.v大气污染是指人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害到人体的舒适、健康和福利或危害生态环境。v包括自然的过程和人为过程自然的过程和人为过程。大气污染控制工程大气污染控制工程1通常是指由于人类活通常是指由于人类活动和自然过引起某种动和自然过引起某种物质进入大气中，呈物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达现出足够的浓度，达到足够的时间，并因到足够的时间，并因此而危害了人体的舒此而危害了人体的舒适、健康和福利或危适、健康和福利或危害了环境的现象害了环境的现象化工厂黑烟污染化工厂黑烟污染局部地区污染地区性污染广域污染全球性污染大气污染控制工程1n温室效应n臭氧层破坏n酸雨v温室效应温室效应(GreenhouseEffect)温室气体与温室效应温室气体与温室效应能使地球大气增温的微量组分称为温室气体，主要有能使地球大气增温的微量组分称为温室气体，主要有CO2、CH4、N2O、CFC3（氟里昂）等。这些微量气体主要吸收（氟里昂）等。这些微量气体主要吸收7500-13000nm间的长波辐射，使地球的温度上升，即产生温室效应。间的长波辐射，使地球的温度上升，即产生温室效应。研究表明，各种温室气体对全球的温室效应所起作用的比研究表明，各种温室气体对全球的温室效应所起作用的比例不同，其中例不同，其中CO2的作用占的作用占55%、CFC占占24%、CH4占占15%、N2O占占6%。进入进入20世纪以来，这些温室气体在大气中的浓度都有增加，世纪以来，这些温室气体在大气中的浓度都有增加，其中其中CO2的增加是最快的，是造成全球变暖的主要原因。的增加是最快的，是造成全球变暖的主要原因。CO2浓度增加的人为原因：化石燃料的燃烧所排放的浓度增加的人为原因：化石燃料的燃烧所排放的CO2占排放总量占排放总量70%；森林的毁坏。；森林的毁坏。v 全球性大气环境问题全球性大气环境问题化石燃烧森林毁坏大气污染控制工程1v臭氧层空洞臭氧层空洞(DepletionoftheOzoneLayer)臭氧层的位置及其作用臭氧层的位置及其作用在大气圈约在大气圈约2025km高空的平流层底部，有一个臭氧浓度相高空的平流层底部，有一个臭氧浓度相对较高的小圈层，即为臭氧层。对较高的小圈层，即为臭氧层。臭氧含量虽然极其微少，却具有非常强烈的吸收紫外线的臭氧含量虽然极其微少，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，特别是吸收了功能，特别是吸收了99%来自太阳紫外线中对生物有害的部分来自太阳紫外线中对生物有害的部分(UV-B)，保护了人类和生物免遭紫外线辐射的伤害。，保护了人类和生物免遭紫外线辐射的伤害。臭氧层损坏原因臭氧层损坏原因人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧发生作用，导致了人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧发生作用，导致了臭氧的损耗。这些物质主要有臭氧的损耗。这些物质主要有CH4、N2O、CCl4、哈龙（溴氟焕、哈龙（溴氟焕烃）以及氟里昂烃）以及氟里昂等，破坏作用最大的为等，破坏作用最大的为哈龙类物质与氟里昂哈龙类物质与氟里昂。科学家研究发现，在对流层相对稳定的氟里昂在上升进入科学家研究发现，在对流层相对稳定的氟里昂在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈的紫外线作用下被平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈的紫外线作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭分解，分解释放出的氯原子同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。氧分子。估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。v 全球性大气环境问题全球性大气环境问题v酸雨酸雨(AcidRain)定义定义酸雨又称酸沉降，它是指酸雨又称酸沉降，它是指pH值小于值小于5.6的天然降水（湿沉降）和的天然降水（湿沉降）和酸性气体及颗粒物的沉降（干沉降）。酸性气体及颗粒物的沉降（干沉降）。成分成分主要是无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。主要是无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。形成机理形成机理 人为排放的人为排放的SO2和和NOx等气体在大气中经过复杂的物理化学过程等气体在大气中经过复杂的物理化学过程生成硫酸和硝酸，形成了酸雨，大体经过以下几个过程。生成硫酸和硝酸，形成了酸雨，大体经过以下几个过程。1、SO2的氧化过程：的氧化过程：SO2通过催化氧化和光化学氧化两种途径通过催化氧化和光化学氧化两种途径转化为转化为SO3，进而生产硫酸。进而生产硫酸。2、NOx的氧化过程：的氧化过程：NOx的氧化过程主要是催化氧化。在空气的氧化过程主要是催化氧化。在空气湿度大并存在金属杂质和湿度大并存在金属杂质和NH3的条件下，生成硝酸和硝酸盐，最的条件下，生成硝酸和硝酸盐，最终形成气溶胶。终形成气溶胶。3、酸雨的形成：酸雨的形成：硫酸、硝酸及其他酸性成分等酸性污染物可硫酸、硝酸及其他酸性成分等酸性污染物可以被吸收到云内（云内捕集），在云下的酸性污染物在降雨初以被吸收到云内（云内捕集），在云下的酸性污染物在降雨初期被雨水吸收（雨水捕集），进而成为酸性降水。期被雨水吸收（雨水捕集），进而成为酸性降水。v 全球性大气环境问题全球性大气环境问题大气污染控制工程大气污染控制工程1q大气污染物的种类大气污染物的种类气溶胶状态污染物气溶胶状态污染物根据物理性根据物理性质的不同分质的不同分粉尘粉尘(dust)烟烟(fume)飞灰飞灰(flyash)黑烟黑烟(smoke)雾雾(fog)TSP100umPM1093%,无无机机物物量量1n3 3空燃比（空燃比（AFAF）n定定义义：单单位位质质量量燃燃料料燃燃烧烧所所需需的的空空气气质质量量，它它可由燃烧方程直接求得。可由燃烧方程直接求得。大气污染控制工程1n1.实际燃烧过程中不会出现理论上的完全燃烧。n2.燃烧产物：悬浮颗粒物、燃烧产物、未燃烧和部分燃烧的燃料、氧化剂、一氧化碳、硫的氧化物、氮的氧化物、以及少量的有机化合物。n例：某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）C：88.3%，H：9.5%，S：1.6%，灰分：0.10%。试确定燃烧1kg重油所需的理论空气量。n解：以1kg重油燃烧为基础，则：重量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）C88373587358H95952375S160505H2O05002780n理论需氧量为：n73.58+23.75+0.5=97.83mol/kg重油n假定空气中N2与O2的摩尔比为3.78(体积比)则，理论空气量为：mol/kg重油n即m3N/kg重油大气污染控制工程1n（1）发热量发热量n单单位位量量燃燃料料完完全全燃燃烧烧产产生生的的热热量量。即即反反应应物物开开始始状状态态和和反反应应物物终终了了状状态态相相同同情情况况下下（常常温温298K,101325Pa）的的热热量量变变化化值值，称称为为燃燃料料的的发发热热量量，单位是KJ/Kg。（固体）KJ/m3(气体)。发热量有高位、低位之分。n高位高位：包括燃料燃烧生成物中水蒸汽的汽化潜热，Qhn低低位位：指燃料燃烧生成物中水蒸汽仍以气态存在时，完全燃烧释放的热量。Q1大气污染控制工程大气污染控制工程1n排烟热损失排烟热损失：热损失为612%：n不不完完全全燃燃烧烧热热损损失失：化学不完全燃烧、机械不完全燃烧。n散散热热损损失失：由于设备管道温度高于周围空气温度造成热损失。本次课到此结束作业：27页1.4题、1.5题