最新大气污染防治工程技术ppt课件.ppt

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1、大气污染防治工程技术大气污染防治工程技术1 大气污染物的形成 1.1 大气污染的定义 如果大气中的某些物质如果大气中的某些物质如果大气中的某些物质如果大气中的某些物质达到一定浓度达到一定浓度达到一定浓度达到一定浓度，并，并，并，并持续足够持续足够持续足够持续足够的时间的时间的时间的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学性或环境美学性或环境美学性或环境美学产生可测量的不利影响产生可测量的不利影响产生可测量的不利影响产生可测量的不利影响，这就是大气污染。

2、，这就是大气污染。，这就是大气污染。，这就是大气污染。1.2 大气污染物的种类、特牲及危害 1.2.1 大气污染物大气污染物 是指由于人类的活动或是自然过程所是指由于人类的活动或是自然过程所是指由于人类的活动或是自然过程所是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气直接排入大气直接排入大气直接排入大气或在大气中新或在大气中新或在大气中新或在大气中新转化生成转化生成转化生成转化生成的的的的对人或环境产生有害影响对人或环境产生有害影响对人或环境产生有害影响对人或环境产生有害影响的物的物的物的物质。质。质。质。判据判据逆温：不利于扩散逆温：不利于扩散辐射逆温：辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖

3、；地面夜间变冷，地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却大气自下而上冷却辐射逆温层生消过程下沉逆温下沉逆温下沉逆温下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内）：（多在高空大气中，高压控制区内）：（多在高空大气中，高压控制区内）：（多在高空大气中，高压控制区内）：很厚的气层下沉，压缩变扁，顶部增温比底部多很厚的气层下沉，压缩变扁，顶部增温比底部多很厚的气层下沉，压缩变扁，顶部增温比底部多很厚的气层下沉，压缩变扁，顶部增温比底部多下沉逆温的形成下沉逆温的形成下沉逆温的形成下沉逆温的形成平流逆温平流逆温平流逆温平流逆温 暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成暖空气平流到冷地面上而下

4、部降温而形成 湍流逆温湍流逆温 下层湍流混合达 上层出现过渡层 逆温 锋面逆温锋面逆温锋面逆温锋面逆温冷、暖气团相遇 冷暖间逆温 暖气上爬，形成锋面2.4 扩散模式 2.4.12.4.1高斯扩散模式高斯扩散模式高斯扩散模式高斯扩散模式n n高斯扩散模式的坐标系高斯扩散模式的坐标系2.4.2 2.4.2 无界空间连续点源扩散模式无界空间连续点源扩散模式无界空间连续点源扩散模式无界空间连续点源扩散模式 2.4.3 高架连续点源扩散模式 空间任意点浓度 地面浓度 地面浓度 地面最大浓度2.4.4 2.4.4 地面源高斯模式地面源高斯模式2.4.5 颗粒物扩散模式粒径小于粒径小于15m15m的颗粒物可

5、按气体扩散计算的颗粒物可按气体扩散计算大于大于15m15m的颗粒物用倾斜烟流模式：的颗粒物用倾斜烟流模式：颗粒物沉降速度粒径范围（粒径范围（mm）1515303031314747484875757676100100平均粒径（平均粒径（mm）2222383860608585 0.80.80.50.50.30.30 0地面反射系数2.5 污染物浓度估算2.5.1 2.5.1 参数确定参数确定源强源强 q q 计算或实测计算或实测 平均风速平均风速 u u 按气象资料按气象资料 有效源高有效源高 H H 计算计算 扩散参数扩散参数y y、y y 按多项气象条件确定按多项气象条件确定2.5.2 2.5

6、.2 烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 制订地方大气污染物排放标准的技术方法制订地方大气污染物排放标准的技术方法(GB/T13201-91)GB/T13201-91)中的公式中的公式：2.5.2 2.5.2 扩散参数的确定扩散参数的确定 国标规定的方法：国标规定的方法：n n稳定度分级稳定度分级 太阳高度角（地理纬度，倾角）太阳高度角（地理纬度，倾角）太阳高度角（地理纬度，倾角）太阳高度角（地理纬度，倾角）辐射等级辐射等级辐射等级辐射等级 确定大气稳定度确定大气稳定度确定大气稳定度确定大气稳定度 云量云量云量云量n n n n扩散参数的选取n n扩散参数的表达式为（取样时间扩散参数的表达式

7、为（取样时间0.5h0.5h，按表，按表4-84-8查算）查算）n n平原地区和城市远郊区，平原地区和城市远郊区，DD、E E、F F向不稳定方向提半级向不稳定方向提半级n n工业区和城市中心区，工业区和城市中心区，C C提至提至B B级，级，DD、E E、F F向不稳定方向不稳定方向提一级向提一级n n丘陵山区的农村或城市，同工业区丘陵山区的农村或城市，同工业区n n取样时间大于取样时间大于0.5h0.5h，垂直方向扩散参数不变，横向扩散垂直方向扩散参数不变，横向扩散参数按下式参数按下式:n n烟囱高度的设计n n烟囱高度的计算要求：要求：（1 1）达到稀释扩散的作用达到稀释扩散的作用（2

8、2）造价最低，造价最低，造价正比于造价正比于H H2 2（3 3）地面浓度不超标）地面浓度不超标 n n按地面最大浓度计算按地面最大浓度计算 按地面绝对最大浓度计算按地面绝对最大浓度计算 按一定保证率的计算法按一定保证率的计算法取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散参数参数P P值法值法国标国标GB/T 13201-91GB/T 13201-913 颗粒污染物控制技术3.1 颗粒污染物的性质 3.1.1 3.1.1 颗粒的大小颗粒的大小和密度和密度 颗粒大小影响其在环境空气中的滞留时间、对环境颗粒大小影响其在环境空气中的滞留时间、对环境和健

9、康的影响、被捕集的难易程度；颗粒越小，活性和健康的影响、被捕集的难易程度；颗粒越小，活性越高，吸附性也越强。实际颗粒物的粒径范围很宽越高，吸附性也越强。实际颗粒物的粒径范围很宽（见下表）。（见下表）。n n单颗颗粒大小的表达：由于颗粒形状极不规则，难以单颗颗粒大小的表达：由于颗粒形状极不规则，难以简单地用某一尺度表达，必须根据需要采用不同定义简单地用某一尺度表达，必须根据需要采用不同定义的粒径值表达。在环境空气质量标准中单颗颗粒大小的粒径值表达。在环境空气质量标准中单颗颗粒大小用用空气动力学直径空气动力学直径（单位密度下）；计算颗粒运动时（单位密度下）；计算颗粒运动时需要用需要用斯托克斯径斯托

10、克斯径（真密度下）。颗粒粒度测定方法（真密度下）。颗粒粒度测定方法很多，不同方法所测得的粒径制定义不同，而且不同很多，不同方法所测得的粒径制定义不同，而且不同定义的粒径值多数难以互相换算。定义的粒径值多数难以互相换算。斯托克斯径：与被研究的颗粒密度相同，且沉降速度相斯托克斯径：与被研究的颗粒密度相同，且沉降速度相等的球体直径。等的球体直径。如果忽略空气密度值，则如果忽略空气密度值，则 式中，式中，vs s 颗粒沉降速度，颗粒沉降速度，m/sm/s；p p 气体密度，气体密度，kg/m kg/m；m m g g 颗粒密度，颗粒密度，kg/mkg/m ；m m 气体动力粘度，气体动力粘度，PaPa

11、ss；g 重力加速度，重力加速度，m/sm/s 。m m332空气动力学当量直径：与被研究的颗粒沉降速度相同，空气动力学当量直径：与被研究的颗粒沉降速度相同，且密度为单位密度且密度为单位密度(u=1000kg/m)(u=1000kg/m)的球体的直径。的球体的直径。由上两式可得由上两式可得 d st st=(u u/p p p p)dD D 我国环境空气质量标准规定了总悬浮物我国环境空气质量标准规定了总悬浮物(TSPTSP )、可吸、可吸入颗粒物入颗粒物(PMPM1010 )的的浓度限值。其粒径为空气动力学当量浓度限值。其粒径为空气动力学当量直径。直径。TSP TSP 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物

12、,空气动力学当量直径空气动力学当量直径100m100m的颗粒物；的颗粒物；PM PM10101010 可吸入颗粒物，空气动力学当量直径可吸入颗粒物，空气动力学当量直径10m 10m 的颗物；的颗物；PMPM2.52.52.52.5 空气动力学当量直径空气动力学当量直径2.5m2.5m的颗粒物。的颗粒物。u 30.5n n颗粒群大小的表达：颗粒群大小的表达：实际的颗粒物一般由不同大小的颗实际的颗粒物一般由不同大小的颗粒组成。粒组成。其大小的表达方式有多种，如特征值、平均值其大小的表达方式有多种，如特征值、平均值（可用不同方式平均）和当量值表达，也可用（可用不同方式平均）和当量值表达，也可用颗粒粒

13、径颗粒粒径组成百分数表达组成百分数表达，更准确的表达方式是粒径分布函数。，更准确的表达方式是粒径分布函数。颗粒群自然状态的密度为堆积密度。颗粒群自然状态的密度为堆积密度。3.1.2 3.1.2 其他影响颗粒物去除的性质其他影响颗粒物去除的性质其他影响颗粒物去除的性质其他影响颗粒物去除的性质 影响颗粒去除的性质因素有粘附性（影响除尘器清灰）影响颗粒去除的性质因素有粘附性（影响除尘器清灰）、导电性导电性（对电除尘影响很大）、（对电除尘影响很大）、亲水性亲水性（与是否适合（与是否适合湿式除尘有较大关系）、湿式除尘有较大关系）、化学活性化学活性（腐蚀性与材质选取，（腐蚀性与材质选取，对可燃颗粒物必须考

14、虑安全问题）。对可燃颗粒物必须考虑安全问题）。3.1.3 颗粒物捕集设备的性能n n处理能力处理能力处理能力处理能力 单位时间允许通过的气流量（单位时间允许通过的气流量（m m3 3/s /s 或或 m m3 3/h/h）。）。n n除尘效率除尘效率除尘效率除尘效率 单台设备的除尘效率表达方式有全效率和分级效率单台设备的除尘效率表达方式有全效率和分级效率2 2种。种。除尘器全效率除尘器全效率除尘器全效率除尘器全效率()()()()：被捕集的颗粒物质量：被捕集的颗粒物质量(m(m1 1)入除尘器入除尘器颗粒物总质量颗粒物总质量(m(m2 2)的百分数的百分数 =(m =(m1 1/m/m2 2)

15、100%100%除尘器的分级效率除尘器的分级效率除尘器的分级效率除尘器的分级效率(d):(d):(d):(d):被捕集的某种粒径（或粒径区被捕集的某种粒径（或粒径区间）颗粒物的质量间）颗粒物的质量(md1d1)占进入除尘器的同种粒径（或粒占进入除尘器的同种粒径（或粒径区间）颗粒物物总质量径区间）颗粒物物总质量(md2d2)的百分数的百分数 d d=(=(md1 d1/md2 d2 )100%100%3除尘器的组合效率：除尘器的组合效率：除尘器的组合效率：除尘器的组合效率：除尘器串联可提高净化效率，除尘器串联可提高净化效率，n n级级设备（各级的效率设备（各级的效率n n）串连后的总效率串连后的

16、总效率 1-n1-n=1-(1-1 1)(1-2 2)(1-n n)n n气流阻力气流阻力气流阻力气流阻力单个除尘器的阻力单个除尘器的阻力单个除尘器的阻力单个除尘器的阻力:影响设备运转能耗的重要参数。影响设备运转能耗的重要参数。P=v2g/2除尘器串联阻力除尘器串联阻力除尘器串联阻力除尘器串联阻力:各级阻力叠加各级阻力叠加 PT=Pi 6666666666666 6666666666666 3.2 3.2 电除尘电除尘 含尘气体通过电晕放电电场，尘粒荷电；在电场力作用下，含尘气体通过电晕放电电场，尘粒荷电；在电场力作用下，荷尘粒向集尘极驱进；尘粒在集尘极表面沉积，并被清除。电除尘荷尘粒向集尘极

17、驱进；尘粒在集尘极表面沉积，并被清除。电除尘器的特点特点：高效、低阻，可处理高温气体。选用受到颗粒物比器的特点特点：高效、低阻，可处理高温气体。选用受到颗粒物比电阻的限制（常规电除尘器比电阻适应范为电阻的限制（常规电除尘器比电阻适应范为10104 4cmcm10101010cmcm）。）。3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 原理原理原理原理n n电晕放电：负电晕电晕放电：负电晕非均匀电场电子雪崩形成电晕放电，电晕电非均匀电场电子雪崩形成电晕放电，电晕电流大，击穿电压高，因而除尘效果好，应用多；正电晕靠光子辐流大，击穿电压高，因而除尘效果好，应用多；正电晕靠光子辐射电离，产生臭氧少，

18、常用于空调中的除尘。射电离，产生臭氧少，常用于空调中的除尘。n n颗粒荷电：负离子与尘粒复合，使尘粒荷电。电场荷电（大颗粒）颗粒荷电：负离子与尘粒复合，使尘粒荷电。电场荷电（大颗粒），扩散荷电（小颗粒）。，扩散荷电（小颗粒）。n n颗粒沉积：荷电尘粒在电场力作用下向集尘极作驱进运动，并沉颗粒沉积：荷电尘粒在电场力作用下向集尘极作驱进运动，并沉积。积。n n重返气流：电荷释放，再荷同性电，重返流（低比电阻）；电荷重返气流：电荷释放，再荷同性电，重返流（低比电阻）；电荷积累，形成反电晕（高比电阻）。积累，形成反电晕（高比电阻）。静电沉积过程（负电晕放电）3.2.2 3.2.2 集尘效率及影响因素集

19、尘效率及影响因素集尘效率及影响因素集尘效率及影响因素n n集尘效率集尘效率 式中：式中：f f 集尘极有效面积；集尘极有效面积；Q Q 气体流量；气体流量；v vd d 有效驱进速度是重要的设计参数，是经验数据，通常有效驱进速度是重要的设计参数，是经验数据，通常 由实验确定。由实验确定。此式常被称为多依奇公式，可用于选型计算。此式常被称为多依奇公式，可用于选型计算。n n主要影响因素有废气成分及状态（温度、压主要影响因素有废气成分及状态（温度、压 强、颗粒物导电强、颗粒物导电性（比电阻）；颗粒物浓度；电极形状；气流分布；供电条件等。性（比电阻）；颗粒物浓度；电极形状；气流分布；供电条件等。振打

20、清灰也影响集尘效率。振打清灰也影响集尘效率。克服高比电阻对电除尘的不利影响，可从改变电除尘器结构和克服高比电阻对电除尘的不利影响，可从改变电除尘器结构和降低颗粒物比电阻两方面采取措施：例如双区、宽极距和高压脉冲降低颗粒物比电阻两方面采取措施：例如双区、宽极距和高压脉冲供电等技术已应用，对高比电阻颗粒物有效；避开比电阻峰值温供电等技术已应用，对高比电阻颗粒物有效；避开比电阻峰值温度；向烟气中添加导电性物质（如三氧化硫、氨）等。湿式电除尘度；向烟气中添加导电性物质（如三氧化硫、氨）等。湿式电除尘器对低比电阻、粘性颗粒物有效。器对低比电阻、粘性颗粒物有效。Q3.2.3.2.3 电除尘器的类型和构造电

21、除尘器的类型和构造n n电除尘器可分为：板式、管式，干式、湿式等。n n电除尘器由放电极（圆线、星型线、芒刺线等）、集尘极（板式、管式、蜂窝式等）、振打清灰装置、气流布板、壳体和灰斗、电源（直流、脉冲）和控制装置等部分组成。一组放电极-集尘极构成一个电场。电场可以设置为单区（放电、集尘合一）或双区（放电、集尘分开）型。大型电除尘器可设计为多室（单元电联）、电场（单元电场串联）形式。电除尘器构造图 3.3 3.3 过滤式除尘器过滤式除尘器 3.3.1 3.3.1 过滤机理过滤机理过滤机理过滤机理n n含尘气体通过滤料，尘粒被阻留。滤层过滤方式有深层过滤和表含尘气体通过滤料，尘粒被阻留。滤层过滤方

22、式有深层过滤和表面过滤。面过滤。n n深层过滤：深层过滤：深层过滤：深层过滤：常规纤维或颗粒滤料，难以形成微米以下的微细空常规纤维或颗粒滤料，难以形成微米以下的微细空隙，不可能筛滤微米级颗粒物。颗粒物进入滤层中被阻留，主要作隙，不可能筛滤微米级颗粒物。颗粒物进入滤层中被阻留，主要作用机理有惯性沉降、截留和扩散沉积等（后图）。用机理有惯性沉降、截留和扩散沉积等（后图）。深层过滤的主要条件（尤其对于细微颗粒）是捕集体的表面深层过滤的主要条件（尤其对于细微颗粒）是捕集体的表面积和颗粒物在滤层中的停留时间，即滤层必须具有尽可能大的比表积和颗粒物在滤层中的停留时间，即滤层必须具有尽可能大的比表面积和足够

23、的厚度。因此，要使深层过滤具有很高的效率并不容面积和足够的厚度。因此，要使深层过滤具有很高的效率并不容易；深层过滤的滤层阻力相对较低，且阻力随积尘量增加而增大的易；深层过滤的滤层阻力相对较低，且阻力随积尘量增加而增大的速度较低，因而容尘量较大，这是深层过滤的优点；深层过滤清灰速度较低，因而容尘量较大，这是深层过滤的优点；深层过滤清灰比较困难。比较困难。n n表面过滤：表面过滤：表面过滤：表面过滤：颗粒物在滤层表面被阻留，主要作用机理接近筛滤。颗粒物在滤层表面被阻留，主要作用机理接近筛滤。颗粒物沉积在滤层表面形成的积尘层（灰饼），空隙很颗粒物沉积在滤层表面形成的积尘层（灰饼），空隙很 小，可以起

24、小，可以起表面过滤作用。复合滤料的微孔滤膜也是起表面过滤作用。表面过滤作用。复合滤料的微孔滤膜也是起表面过滤作用。3.3.2 3.3.2 过滤除尘器的特点和应用过滤除尘器的特点和应用过滤除尘器的特点和应用过滤除尘器的特点和应用n n特点：特点：特点：特点：高效、高可靠性，应用范围广（工艺上还用于物高效、高可靠性，应用范围广（工艺上还用于物料回收）；阻力较电除尘器高，且有周期性变化（一个料回收）；阻力较电除尘器高，且有周期性变化（一个清灰周期）。清灰周期）。n n种类：种类：种类：种类：过滤除尘器的种类很多，常用的是袋式除尘器。过滤除尘器的种类很多，常用的是袋式除尘器。n n应用：应用：应用：应

25、用：适用面很广泛，近年来由于环保要求（尤其是对适用面很广泛，近年来由于环保要求（尤其是对细颗粒）不断提高，袋式除尘器的市场份额稳步增加细颗粒）不断提高，袋式除尘器的市场份额稳步增加（上世纪（上世纪9090年代初，美国由于清洁空气法修订后，火电年代初，美国由于清洁空气法修订后，火电厂烟气除尘出现厂烟气除尘出现“电电”改改“袋袋”的趋势，近年来我国也的趋势，近年来我国也有类似情况）。由于新型滤料在适应高含湿量气体方面有类似情况）。由于新型滤料在适应高含湿量气体方面有所突破，不但使用范围扩大，而且正在开发直接用于有所突破，不但使用范围扩大，而且正在开发直接用于多种烟气脱硫工艺。多种烟气脱硫工艺。3.

26、3.3 滤料滤料 滤料是关键：材质、组织和结构滤料是关键：材质、组织和结构n n滤料种类滤料种类 按滤料结构分按滤料结构分滤布滤布:阻力较小阻力较小毛毡毛毡:除尘效率较高除尘效率较高 按滤料材质分按滤料材质分 天然纤维：棉毛织物，适于无腐蚀、天然纤维：棉毛织物，适于无腐蚀、350350360K360K以下气体以下气体 无机纤维：主要是玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地无机纤维：主要是玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地 脆脆 合成纤维：性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用合成纤维：性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用 领域领域滤料名称滤料名称直径直径/m耐温性能耐温性能/K吸水率吸水

27、率/耐酸性耐酸性耐碱性耐碱性强度强度长期长期最高最高棉织物（植物棉织物（植物短纤维）短纤维）10203483583688很差很差稍好稍好1蚕丝（动物长蚕丝（动物长纤维）纤维）183533633731622羊毛（动物短羊毛（动物短纤维）纤维）5153533633731015稍好稍好很差很差0.4尼龙尼龙3483583684.04.5稍好稍好好好2.5奥纶奥纶3984084236好好差差1.6涤纶（聚脂）涤纶（聚脂）4134336.5好好差差1.6玻璃纤维（用玻璃纤维（用硅酮树脂处理）硅酮树脂处理）585234.0好好差差1芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺（诺梅克斯）（诺梅克斯）4935334.55.0差

28、差好好2.5聚四氟乙烯聚四氟乙烯4935230很好很好很好很好2.5滤料种类及性能3.3.4 袋式除尘器的清灰n n清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的n n常用的清灰方式有3种n n机械振动式机械振动式 n n逆气流清灰逆气流清灰n n脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰n n脉冲喷吹清灰 n n脉冲喷吹耗用压缩空气量脉冲喷吹耗用压缩空气量 脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达9999；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠3.3.5 袋式除尘器的选择、设计和应用n n设计步骤:n

29、n选择过滤介质：与温度和气体与粉尘的其他性质相适选择过滤介质：与温度和气体与粉尘的其他性质相适应应n n选择清灰方式：与滤布相适应选择清灰方式：与滤布相适应n n计算气布比（滤速）计算气布比（滤速）n n计算穿透率计算穿透率n n计算需要的过滤面积和袋室数目计算需要的过滤面积和袋室数目n n确定压损（供风机参数选定）确定压损（供风机参数选定）n n确定空压机或反吹风风机参数确定空压机或反吹风风机参数n n经济核算经济核算选型计算选型计算n n计算过滤面积计算过滤面积n n一般情况下的过滤气速选取：一般情况下的过滤气速选取：简易清灰简易清灰:v vF F=0.20=0.200.75 m/min0

30、.75 m/min机械振动清灰机械振动清灰:v vF F=1.0=1.02.0m/min2.0m/min逆气流反吹清灰逆气流反吹清灰:v vF F=0.5=0.52.0m/min2.0m/min脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰:v vF F=2.0=2.04.0m/min4.0m/min3.4 3.4 机械类除尘器机械类除尘器机械类除尘器机械类除尘器3.4.1 3.4.1 种类及特点种类及特点种类及特点种类及特点n n种类：种类：种类：种类：机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有的作用使颗粒物与气体分

31、离的装置，常用的有3 3种，即种，即n n重力沉降室重力沉降室结构简单，阻力低，除尘效率低；体积大。结构简单，阻力低，除尘效率低；体积大。主要用于含尘气体大颗粒预除尘。主要用于含尘气体大颗粒预除尘。n n惯性除尘器惯性除尘器结构简单，阻力较低；除尘效率较低。主要结构简单，阻力较低；除尘效率较低。主要用于预除尘。用于预除尘。n n旋风除尘器旋风除尘器结构简单，使用方便，效率中等。结构简单，使用方便，效率中等。n n特点：特点：特点：特点：结构简单，造价低，使用方便；除尘效率属低、中等级。结构简单，造价低，使用方便；除尘效率属低、中等级。3.4.2 3.4.2 重力沉降室重力沉降室重力沉降室重力沉

32、降室 n n重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。重力沉降室是通过重力作用使尘粒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，流动截面积扩大，流速降低，较重含尘气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。n n层流式和湍流式两种。层流式和湍流式两种。层流式重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室 假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体假定沉降室内气流为柱塞

33、流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用。浮力，粒子仅受重力和阻力的作用。浮力，粒子仅受重力和阻力的作用。浮力，粒子仅受重力和阻力的作用。沉降室的沉降室的长宽高分别为长宽高分别为L L、W W、H H，处理烟气量为，处理烟气量为Q Q 气流在沉降室内的停留时间气流在沉降室内的停留时间 在在t t时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离 该粒子的除尘效率该粒子的除尘效率 可能捕集的最小粒径可能捕集的最小粒径工程中为考虑其他因素影响，往往将该值增加一倍，即 提高沉降室效率的主要措施提高沉降室效率的主要措施降低沉降室内气流速度降低沉降室内气流速度增加沉降室长度增加沉降室长度降低

34、沉降室高度降低沉降室高度 沉降室内的气流速度一般为沉降室内的气流速度一般为0.30.32.0m/s2.0m/s 多层沉降室效率多层沉降室效率n n湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室 分级除尘效率分级除尘效率3.5 3.5 湿式除尘器湿式除尘器n n使含尘气体与液体使含尘气体与液体 （一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大。性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大。n n高能和低能湿式除尘器高能和低能湿式除尘器n n低能湿式除尘器的压力损失为低能湿式除尘器的压力损失为0.20.21.5kPa1.5kPa，对，对10m10m以上

35、粉尘的以上粉尘的净化效率可达净化效率可达909095%95%n n高能湿式除尘器的压力损失为高能湿式除尘器的压力损失为2.52.59.0kPa9.0kPa，净化效率可达，净化效率可达99.599.5以上以上3.5.1 3.5.1 特点和种类特点和种类特点和种类特点和种类n n特点：特点：特点：特点：高效，能有效去除高效，能有效去除0.10.1mm以上的以上的颗颗粒；可粒；可处处理高温、高湿、理高温、高湿、可燃气体；可燃气体；在去除颗粒物同时能去除部分（可溶性）气态污染物。在去除颗粒物同时能去除部分（可溶性）气态污染物。存在设备腐蚀、堵塞，有废液、淤渣等问题；排气温度低，不利存在设备腐蚀、堵塞，

36、有废液、淤渣等问题；排气温度低，不利于排气筒出口烟气抬升；不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘于排气筒出口烟气抬升；不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体；寒冷地区使，应采取防冻措施；由于温度低、湿度高，的气体；寒冷地区使，应采取防冻措施；由于温度低、湿度高，可能出现白烟。可能出现白烟。n n种类种类 按作用原理可分为按作用原理可分为7 7种，其型式、性能和操作范围见下表：种，其型式、性能和操作范围见下表：湿式除尘器的型式、性能和操作范围湿式除尘器的型式、性能和操作范围型型 式式对对5 5mm尘尘粒的近似粒的近似分分级级效率效率/%/%压损压损/Pa/Pa液气比液气比/lm/lm-3-3重力喷

37、雾重力喷雾80801251255005000.670.67268268离心或旋风离心或旋风8787250250400040000.270.272.02.0自激喷雾自激喷雾9393500500400040000.0670.1340.0670.134泡沫塔泡沫塔9797250250200020000.40.40.670.67填料床填料床999950502502501.071.072.672.67文丘里文丘里 99 9912501250900090000.270.271.341.34机械诱导喷雾机械诱导喷雾 99 99400400100010000.530.530.670.673.5.2 3.5.2

38、 文丘里洗涤器设计计算文丘里洗涤器设计计算文丘里洗涤器设计计算文丘里洗涤器设计计算n n几何尺寸计算几何尺寸计算几何尺寸计算几何尺寸计算n n进气管直径进气管直径D D1 1按与之相联管道直径确定按与之相联管道直径确定n n收缩管的收缩角收缩管的收缩角1 1常取常取2323o o2525o on n喉管直径喉管直径D DT T按喉管气速按喉管气速v vT T确定，截面积比的典型值确定，截面积比的典型值 F FT T:F:F1 1=1 1:4 4n nv vT T的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和阻力的要求

39、等因素阻力的要求等因素n n扩散管的扩散角扩散管的扩散角2 2一般为一般为5 5o o7 7o on n出口管的直径出口管的直径D Dz z按与其相联的除雾器要求的气速确定按与其相联的除雾器要求的气速确定压损计算压损计算除尘效率计算除尘效率计算 透过率4 气态污染物控制技术4.1 4.1 气态污染物的生成及控制气态污染物的生成及控制4.1.1 4.1.1 4.1.1 4.1.1 气态污染物的生成机理气态污染物的生成机理气态污染物的生成机理气态污染物的生成机理n n主要大气污染物主要大气污染物(如如COCOCOCO、SOSOSOSO2 2 2 2、NONONONOx x x x、烟尘、烟尘)来源

40、于燃料燃烧；化学来源于燃料燃烧；化学反应、蒸发和升华、泄漏等也产生气态污染物。反应、蒸发和升华、泄漏等也产生气态污染物。n n燃煤产生的污染物量最多。燃煤产生的污染物量最多。COCOCOCO由不完全燃烧产生；由不完全燃烧产生；SO SO SO SO2 2 2 2由燃料中硫分氧化生成；由燃料中硫分氧化生成；NO NO NO NOx x x x由由 燃料中的氮氧化生成（燃料燃料中的氮氧化生成（燃料 型氮氧化物），空气中的氮型氮氧化物），空气中的氮 氧化生成（高温下生成的热氧化生成（高温下生成的热 力型氮氧化物，低温火焰中力型氮氧化物，低温火焰中 由于含碳自由基存在而生成由于含碳自由基存在而生成 的

41、瞬时氮氧化物）。的瞬时氮氧化物）。4.1.2 燃煤减少污染物的措施n n减少减少减少减少SOSOSOSO2 2 2 2污染：污染：污染：污染：燃料脱硫、燃烧过程中固硫、烟气脱硫。燃料脱硫、燃烧过程中固硫、烟气脱硫。n n减少减少减少减少NONONONOx x x x污染：污染：污染：污染：低氮燃烧技术应用、烟气脱硝。低氮燃烧技术应用、烟气脱硝。传统低传统低NONOx x燃烧技术燃烧技术低氧燃烧：可降低低氧燃烧：可降低NONOx x，同时降低排烟热损失；但，同时降低排烟热损失；但COCO、HCHC、碳黑产生、碳黑产生量增加。量增加。降低助燃空气预热温度：降低助燃空气预热温度：燃烧空气由燃烧空气由

42、2727o oC C预热到预热到315315o oC C，NONO排放量增加排放量增加3 3倍。倍。烟气循环燃烧：降低氧浓度和燃烧区温度主要减烟气循环燃烧：降低氧浓度和燃烧区温度主要减少少热力型热力型NONOx x。两段燃烧技术：第一段，氧气不足，烟气温度低，两段燃烧技术：第一段，氧气不足，烟气温度低，NOxNOx生成量很小；第二段，二次空气，使生成量很小；第二段，二次空气，使COCO、HCHC完全完全燃烧，但烟气温度低，燃烧，但烟气温度低，NO NOx x生成量不高。生成量不高。先进的低先进的低NONOx x燃烧技术燃烧技术炉膛内整体空气分级的低炉膛内整体空气分级的低NONOx x直流燃烧器

43、：炉壁设置直流燃烧器：炉壁设置助燃空气（助燃空气（OFAOFA，燃尽风）喷嘴，类似于两段燃烧技，燃尽风）喷嘴，类似于两段燃烧技术。术。空气分级的低空气分级的低NONOx x旋流燃烧器：一次火焰区，富燃料旋流燃烧器：一次火焰区，富燃料燃烧，含氮组分析出但难以转化；二次火焰区，燃尽燃烧，含氮组分析出但难以转化；二次火焰区，燃尽COCO、HCHC等。等。空气空气/燃料分级的低燃料分级的低NOxNOx燃烧器：空气和燃料均分级燃烧器：空气和燃料均分级送入炉膛，一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已送入炉膛，一次火焰区下游形成低氧还原区，还原已生成的生成的NONOx x4.2 4.2 吸收法净化技术吸收法净

44、化技术 利用气体混合物中各组分在一定液体中溶解度的不同而分离气利用气体混合物中各组分在一定液体中溶解度的不同而分离气体混合物的操作称为吸收。在空气污染控制工程中，这种方法已广体混合物的操作称为吸收。在空气污染控制工程中，这种方法已广泛应用于含泛应用于含SOSO2 2、NONOx x、HFHF、H H2 2S S及其他气态污染物的废气净化上，成及其他气态污染物的废气净化上，成为控制气态污染物排放的重要技术之一。为控制气态污染物排放的重要技术之一。4.2.1 4.2.1 吸收过程分类吸收过程分类 吸收过程通常分为物理吸收和化学吸收两大类。吸收过程通常分为物理吸收和化学吸收两大类。n n物理吸收：物

45、理吸收：物理吸收：物理吸收：主要是溶解，吸收过程中没有或仅有弱化学反应，吸主要是溶解，吸收过程中没有或仅有弱化学反应，吸收质在溶液中呈游离或弱结合状态，过程可逆，热效应不明显。收质在溶液中呈游离或弱结合状态，过程可逆，热效应不明显。n n化学吸收：化学吸收：化学吸收：化学吸收：过程存在化学反应，一般有较强的热效应。如果发生过程存在化学反应，一般有较强的热效应。如果发生的化学反应是不可逆的，则不能解吸。化学吸收过程的吸收速率的化学反应是不可逆的，则不能解吸。化学吸收过程的吸收速率和净化效率都明显高于物理吸收。和净化效率都明显高于物理吸收。4.2.2 4.2.2 吸收与解吸：吸收与解吸：吸收的逆过

46、程为解吸。物理吸收过程中，总有吸收的逆过程为解吸。物理吸收过程中，总有解吸存在解吸。解吸存在解吸。n n通过解吸回收吸收质并恢复吸收剂的吸收能力（再生）。通过解吸回收吸收质并恢复吸收剂的吸收能力（再生）。n n降低温度、提高压强，有利于吸收；反之，有利于解吸。降低温度、提高压强，有利于吸收；反之，有利于解吸。4.2.3 4.2.3 扩散与菲克定律扩散与菲克定律 在静止或滞流流体中，分子的无规则热运动，导致物质从浓度在静止或滞流流体中，分子的无规则热运动，导致物质从浓度较高的区域向浓度较低的区域迁移，即扩散。两处的浓度差即为扩较高的区域向浓度较低的区域迁移，即扩散。两处的浓度差即为扩散的推动力。

47、扩散过程可用菲克定律表达：散的推动力。扩散过程可用菲克定律表达：4.2.4 气液相平衡与亨利定律 混合气体与吸收剂充分接触，当吸收过程和解吸过程的传质速率相等时，气液两相就达到了动态平衡。平衡时气相中的组分分压称为平衡分压，液相吸收剂（溶剂）所溶解组分的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度。气液平衡过程可用亨利定律表达：式中 Pi*溶液表面吸收质i的气相平衡分压（Pa）；xi平衡状态下，吸收质i的液相摩尔分率；Ei亨利系数（Pa）式中：式中：M M0 0吸收剂的摩尔质量（吸收剂的摩尔质量（kg/kmolkg/kmol）；）；吸收剂密度（吸收剂密度（kg/mkg/m3 3）H Hi i吸收剂吸收剂i

48、i的溶解度系数的溶解度系数kmol/(mkmol/(m3 3Pa)Pa)亨利定律的另一种表达形式为亨利定律的另一种表达形式为式中，式中，C Ci i液相吸收质的浓度（液相吸收质的浓度（kmol/mkmol/m3 3）此外，亨利定律还有其他的表达方式，在使用资料时此外，亨利定律还有其他的表达方式，在使用资料时此外，亨利定律还有其他的表达方式，在使用资料时此外，亨利定律还有其他的表达方式，在使用资料时一定要注意其量纲和表达式的一致。一定要注意其量纲和表达式的一致。一定要注意其量纲和表达式的一致。一定要注意其量纲和表达式的一致。4.2.5 物理吸收n n吸收传质速率方程吸收传质速率方程吸收传质速率方

49、程吸收传质速率方程气相分气相分传质速率方程传质速率方程N NA A=k=ky y(y yA A-y-yAiAi)N NA A=k=kg g(p pA A-p-pAiAi)式中式中 p pA A、p pAiAi吸收质吸收质A A在气相主体、相界面上的平衡分压，在气相主体、相界面上的平衡分压，PaPa；y yA A、y yAiAi吸收质吸收质A A在气相主体、相界面上的摩尔分率；在气相主体、相界面上的摩尔分率；k ky y以以y yA A-y-yAiAi为推动力的气相分吸收系数，为推动力的气相分吸收系数，kmol/(mkmol/(m2 2 s)s)；k kg g以以p pA A-p-pAiAi为推

50、动力的气相分吸收系数，为推动力的气相分吸收系数，kmol/(mkmol/(m2 2 s s PaPa)；k kg g=D=DAgAg/Z/Zg g D DAgAg吸收质吸收质A A在气相中的扩散系数，在气相中的扩散系数，kmol/(m kmol/(m2 2 s s PaPa)；Z Zg g气膜厚度，气膜厚度，m m。液相分液相分传质速率方程传质速率方程N NA A=k=kx x(x xAiAi-x-xA A)N NA A=k=kl l(c cAiAi-c-cA A)式中式中 x xA A、x xAiAi吸收质吸收质A A在液相主体、相界面上的摩尔分率；在液相主体、相界面上的摩尔分率；c cAi