2022年大气污染控制工程知识点归纳期末复习总结.docx
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1、下载可编辑第一章概论1、大气污染 :大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,出现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒服、健康和福利或环境的现象;2、大气污染源的分类 :大气污染按围来分: (1)局部地区污染; ( 2)地区性污染; (3)广域污染;( 4)全球性污染3、大气污染物 :.气溶胶状污染物:指沉降速度可以忽视的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子;分类:飘尘、可吸入颗粒物、PM10(10m) TSP(100m 的颗粒).气态状污染物: 1234 为一次污染物, 56 为二次污染物;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二次污染物是指有一次
2、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生成的与一次污染物性质不同的新污染物质;毒性更强;(1) CO、CO2:主要来源:燃料燃烧和机动车车排气;危害: CO与血红蛋白结合危害人体; CO2 排量多会使空气中O2 量降低,其浓度的增加,能产生“温室效应”;(2) NOx、NO、NO2 :来源:由燃料燃烧产生的NOx约占 83%;硝酸生产、硝化过程、炸药生产及金属表面处理等过程;危害:对动植物体有强的腐蚀性;光化学烟雾的主要成分;(3) 硫氧化物:来源:化石燃料燃烧;有色金属冶炼;民用燃烧炉灶;危害:产生酸雨;产生硫酸烟雾;腐蚀生物的机体;(4) 大气中的挥发性有机化
3、合物VOCs:是光化学氧化剂臭氧和过氧乙酰硝酸酯(PAN)的主要奉献者,也是温室效应的奉献者之一;来源:燃料燃烧和机动车排气;石油炼制和有机化工生产;(5) 硫酸烟雾:大气中的SO2 等硫氧化物,在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时, 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;其引起的刺激作用和生理反应等危害,要比SO2 气体大的多;(6) 光化学烟雾:在阳光照耀下,大气中的氮氧化物NOx、碳氢化合物 HC(又称烃)和氧化剂(主要成分有臭氧O3、过氧乙酰硝酸酯 PAN、酮类和醛类等)之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾;其刺激性和危害要比一次污染物严峻得多;4、大
4、气污染的影响大气污染物侵入人体途径:表面接触;食入含有大气污染物的食物和水;吸入被污染的空气;危害:人体健康危害;对植物的危害:叶萎缩、枯烂、吸入到果实中;对金属制品、油漆、涂料、建筑、古物等的危害(、长江大桥的桥梁);对能见度影响;局部气候的影响;对臭氧层的破坏第 14 页,共 32 页能见度 L2.6Kp dpp 、 dp 颗粒密度 kg/m 、颗粒直径 m ;33K散射率,即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比值; 视线方向上的颗粒深度,mg/m;5 、主要污染物的影响(1) 二氧化硫 SO2 A、形成硫酸烟雾.专业.整理.B、进入大气层后,氧化为硫酸(H2 SO4)在云中形成酸雨 C、形
5、成悬浮颗粒物(2) 悬浮颗粒物 TSP(如:粉尘、烟雾、 PM10)A、随呼吸进入肺,可沉积于肺,引起呼吸系统的疾病;B、沉积在绿色植物叶面, 干扰植物吸取阳光和二氧化碳与 放出氧气和水分的过程,从而影响植物的健康和生长;C、表面可以吸附空气中的各种有害气体及其他污染物,作为载体;(3) 氮氧化物 NOxA、刺激人的眼、鼻、喉和肺,会快速破坏肺细胞;B、在空中形成硝酸小滴,产生酸雨;C、在有水雾、硫氧化物存在时,发生一系列化学或光化学反应,生成硫酸烟雾;D、与碳氢化合物和光化学氧化剂混合时,在光照下发生光化学反应生成危害更加严峻的光化学烟雾;(4) 一氧化碳 COA、极易与血液中运载氧的血红蛋
6、白结合,结合速度比氧气快200 多倍, 因此,在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性损害;轻者眩晕头疼, 重者脑细胞受到永久性损耗,甚至窒息死亡;6例:受污染空气中CO浓度为 100 10,假如吸入人体肺中的CO全被血液吸,试估算人体血液中COHb( CO与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白,血红蛋白对CO的亲和力大约为对氧的亲和力的 210 倍)的饱和度;解:设人体肺部气体中氧的含量与环境空气中氧含量相同,即为21%,取 M=210,就 COHbM pco21010010 60.1o2O Hbp221 10 2式中 pco 、po 吸入气体中 CO和 O2 的分压;2M 玩赖常数,取210.即血液中
7、 COHb与 O2Hb之比为 1:10 ,就血液中 COHb的饱和度为:COHbCO0.19.1%COHbO2Hb10.1(5) 挥发性有机化合物VOCs是光化学氧化剂臭氧和过氧乙酰硝酸酯( PAN)的主要奉献者, 也是温室效应的奉献者之一;(6) 有机化合物特殊是多环芳烃(PAHs),大多数有致癌作用;(7) 光化学氧化物损害眼睛和呼吸系统,加重哮喘类过敏症;6、大气污染物综合防治含义:实质上就是为了达到区域环境空气质量掌握目标,对多种大气污染掌握方案的技术可行性、 经济合理性、 区域适应性和实施可能性等进行最优化挑选和评判,从而得出最优的掌握技术方案和工程措施;措施:( 1)全面规划、合理
8、布局; ( 2)严格环境治理; ( 3)合理利用能源; ( 4)掌握大.专业.整理.气污染物的排放; ( 5)提倡清洁生产; ( 6)绿化造林; ( 7)安装废气净扮装置7、环境空气质量标准一级标准:为了爱护自然生态和人群健康,在长期接触情形下,不发生任何危害性影响的空气质量要求;二级标准:为了爱护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短时间接触情形下,不发生损害的空气质量要求;三级标准:为了爱护人群不发生急性、慢性中毒和城市一般动、植物(敏锐者除外)正常生产的空气质量要求;仍有大气污染物排放标准、大气污染掌握技术标准、大气污染警报标准;8、空气污染指数 API污染物的分指数, 可由其实测浓度C
9、k 值依据分段线性方程运算;对于第 k 种污染物的第j 个转折点(Ck , j, I k , j)的分指数值I k , j 和相应浓度值Ck , j ,可由表 1-7 确定;当第 k 种污染物浓度为Ck , jCkCk , J1 时,就其分指数为CkI kCk, j 1Ck, jCk, j I k , j 1I k, j I k, j式中:I k 第 k 种污染的污染分指数Ck 第 k 种污染的污染物平均浓度监测值I k , j 第 k 种污染 j 转折点的平均污染分指数I k, j第 k 种污染 j+1 转折点的平均的污染分指数1Ck, j 第 j 转折点上 k 种污染浓度限值(对应I k
10、, j )Ck , j1 j+1转折点上 k 种污染浓度限值(对应I k, j ,j1 )污染指数的运算结果只保留整数,小数点后的数值全部进位污染分指数都运算出后,取最大者为该区域或城市的空气污染指数API,就该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物;API1定义: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;7、理论空气量的体会运算公式例:重油燃料成分分析结果如下(质量分数): C: 88.3%; H: 9.5%;S: 1.6%;其他没用试确定燃烧 1kg 重油所需要的理论空气量;.专业.整理.解:以 1kg 重油燃烧为基础,就:C883质量 /g73.58重油成分物质的量73
11、.58/mol理论需氧量 /molH959523.75S160.50.5m所以理论需氧量为( 73.58+23.75+0.5) mol/kg =97.83mol/kg(重油) 理论空气量为 97.83 4.78 = 467.63mol/kg即 467.63 22.4/1000 = 10.473 /kg0N8、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 Vfg 表示,烟气成分主要是CO2、 SO2、N2 和水蒸气;=V+V干烟气:除水蒸气以外的成分称为干烟气; 湿烟气:包括水蒸气在的烟气;Vfg0干烟气水蒸气9、烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气其T、P 总
12、高于标态( 273K、1atm)故需换算成标态;大多数烟气可视为抱负气体,故可应用抱负气体方程;设观测状态下(Ts、Ps 下):烟气的体积为 Vs,密度为s;标态下( TN、PN下): 烟气的体积为 VN,密度为 N;标态下体积为: 标态下密度为:10、 过剩空气较正VNVSNSPSTNPNTSPNTSPSTNV0由于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;V fgfgVa 1空气过剩系数为=实际空气量1m理论空气量m-过剩空气中 O2 的过剩物质的量设燃烧是完全燃烧,过剩空气中的氧只以O2 形式存在,燃烧产物用下标P 表示,C1m O21m
13、3.78N 2CO2PO2PN 2P假设空气只有 O2、 N2, 分别为 20.9%、79.1%,就实际需氧量 =0.264N 2P理论需氧量 =实际需氧量过剩氧量=0.264N 2P-O2P所以(燃烧完全时)1O2 P0.264 N 2PO2 P如燃烧不完全会产生CO,须校正;即从测得的过剩氧中减去CO氧化为 CO2 所需的 O2此时1O2 P0.5COP0.264 N 2PO2 P0.5 CO P各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数;例: CO2=10%、O2=4%、CO=1%,那么 N2=85%,就:111、 污染物排放量的运算:0.26440.585410.511.18例:已知某电厂
14、烟气温度为473K,压力等于 96.93kPa ,湿烟气量qV =10 400 m /min ,3.专业.整理.含水汽 6.25% 体积分数 ;奥萨特仪分析结果是:CO2=10.7%, O2=8.2%,不含 CO;污染物排放的质量流量是22.7kg/min;求: 1. 污染物排放的质量流量(以t/d表示);2. 污染物在烟气中的浓度;3. 燃烧时的空气过剩系数;4. 校正至空气过剩系数=1.4 时污染物在烟气中的浓度;解: 1. 质量流量换算:22.7kg min60 min h24h d1.0t1000kg32.7t / d2. 干烟气量:qV ,d10400 10.0625 m3 / mi
15、n9750m3 / min在干烟气中的浓度:22.7106mg / m32328.2mg / m39750换算成标态:p NTNpTN2328 .2101 .32596 .93473273mg / m 34217.0 mg/ m 33. 空气过剩系数(同上)4. 依据近似推算校正:折实实1.412、 燃烧时降低 SO3及其酸雾生成量的方法:( 1)降低炉膛中的空气过剩系数;( 2)不要用 Fe、V 等金属作受热面;( 3)准时清理受热面的燃料灰;( 4)炉膛温度越高越好;第三章 污染气象学基础学问1、影响大气污染的主要气象要素气象要素(因子) :表示大气状态的物理量和物理现象;主要有:气温、气
16、压、气湿、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等;(1) 气温 :指距地面 1.5m 高处百叶箱中的空气温度;( 2) 气压(3) 气湿 :表示空气中水汽含量的多少;例:已知大气压力p=101 325Pa ,气温 t=28 ,相对湿度=70%,确定空气的含湿量、水汽体积分数;解:查表得 t=28 时饱和水汽压pV =3 746.5Pa ,就空气含湿量 d0.622pV0.6220.73746.50.0165kg/ kg(干空气)ppV1013250.73746.5.专业.整理.工程含湿量dpV0.73746.500.804ppV0.8041013250.
17、73746.50.0214kg / m3N(干空气)水汽体积分数WpVpd 00.8040.73746.50.02142.59%d 01013250.8040.0214(4) 风向和风速 :风从东方来称东风;风往北吹称南风;如用F 表示风力等级,就风速u(km/h )为: u 3.02F 3(5) 云: 形成的基本条件:水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结的环境;国外云量与我国云量间的关系,国外云量1.25= 我国云量;总云量:指全部云遮挡天空的成数,不论云的层次和高度;(6) 能见度:在当时的天气条件下,视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物 的最大距离( m, Km);表示大气清洁、透亮的
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