環(huán)境學(xué)概論 第5章 大氣污染及防治

1、第五章第五章 大氣污染及防治大氣污染及防治本章內(nèi)容n1 大氣中的主要污染物以及危害n2 影響大氣污染的主要?dú)庀笠蛩豱3 除塵裝置的種類以及除塵原理、特性*第一節(jié) 大氣污染及主要污染物一、大氣圈組成n大氣圈約10 000km，n大氣物理學(xué)和污染物氣象學(xué)中，大氣圈層的上界為1 200 1 400kmn地球大氣圈的總質(zhì)量約6 0001012t，占地球總質(zhì)量的0.0001%左右大氣質(zhì)量50集中在下部5kmn大氣質(zhì)量75集中在下部10kmn大氣質(zhì)量90集中在下部30km*外層：外層：大氣層的最外層暖層：暖層：又稱電離層，頂界約8001000km,下部主要由分子氮組成，上部主要由原子氧組成中間層中間層:

2、層頂高約8085km， 有強(qiáng)烈的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，氣溫隨高度增加而下降。v平流層平流層: 頂界約5065km, 進(jìn)入平流層的化學(xué)物質(zhì)最大的危害是破壞臭氧層。v對(duì)流層對(duì)流層：大氣層最下一層，約6-18km,平均12km。 下部氣溫高，向上氣溫降低，空氣對(duì)流空氣對(duì)流強(qiáng)烈強(qiáng)烈，出現(xiàn)各種復(fù)雜的氣象現(xiàn)象。是人類活動(dòng)最為密切的大氣層部分。（污染層） *二 大氣的組成及污染物來源n干潔空氣 n水蒸氣 n大氣污染物*n大氣污染物n自然界火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震及人類活動(dòng)進(jìn)入大氣的各種物質(zhì)：塵埃、 H2S、S、SOX、NOX、鹽類、惡臭氣體、煤煙、粉塵等 *n 火山爆發(fā)自然源 森林火災(zāi)等 工業(yè)企業(yè)排放的廢氣

3、農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放的廢氣汽車排放的廢氣等人工源1991年6月15日菲律賓呂宋島皮納圖博火山，噴發(fā)使山峰的高度大約降低了300米，火山灰和火山碎屑流兩千萬噸二氧化硫進(jìn)入平流層,二氧化硫減少了地球上的10%的陽光，地球進(jìn)入了兩年的火山冬天*三、大氣污染的含義三、大氣污染的含義n國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義（ISO）定義： 指自然界中局部的職能變化和人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)改變大氣圈中某些原有成分和向大氣中排放有毒害物質(zhì)，以致使大氣質(zhì)量惡化，影響原來有利的生態(tài)平衡體系，嚴(yán)重威脅著人體健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及對(duì)建筑物和設(shè)備財(cái)產(chǎn)等的損壞.溫室氣體、氣溶膠等排放居高不下溫室氣體、氣溶膠等排放居高不下 單位：百萬噸單位：百萬

4、噸* * 百萬噸百萬噸CO2 當(dāng)量當(dāng)量二氧化碳 甲烷*氧化亞氮*沙塵黑碳二氧化硫中國30519595388001.1919.95世界總量231726340357030006.63105中國位次21111120世紀(jì)末污染物排放量*四、 主要污染物及其危害n根據(jù)污染物的形態(tài)分： 顆粒污染物/氣態(tài)污染物n根據(jù)污染物的形成過程分： 一次污染物/二次污染物*(一) 顆粒污染物*1 顆粒污染物n總懸浮顆粒（total suspended particulate，TSP）： 粒徑小于100m的所有固體顆粒分界點(diǎn)：10m降塵10m飄塵 50mnP ：98 147Pan ： 40 60%n0 ：1 2m/s*n

5、優(yōu)點(diǎn)：簡單、投資少、易維護(hù)優(yōu)點(diǎn)：簡單、投資少、易維護(hù)n缺點(diǎn)：占地大，除塵效率低缺點(diǎn)：占地大，除塵效率低n應(yīng)用：初級(jí)除塵應(yīng)用：初級(jí)除塵*2 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器*（1）除塵原理n含塵氣流沿某一定方向作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，粒子在隨氣流旋轉(zhuǎn)中獲得離心力，使粒子從氣流中分離出來 *n （2）運(yùn)行特性n捕集顆粒物粒徑d2030m ： 8595n切線進(jìn)入式：nu0 ：7 15m/s P ：980Pan軸向進(jìn)入式：nu0 ：10m/s P ：784980Pa（軸向反轉(zhuǎn)式）n 392490Pa（軸向直流式）*優(yōu)點(diǎn)：簡單、投資少、易操作優(yōu)點(diǎn)：簡單、投資少、易操作缺點(diǎn)：磨損嚴(yán)重，旋風(fēng)子易堵缺點(diǎn)：磨損嚴(yán)重，旋風(fēng)子易堵應(yīng)

6、用：多級(jí)除塵的預(yù)除塵應(yīng)用：多級(jí)除塵的預(yù)除塵3 濕式除塵器濕式除塵器除塵效率除塵效率：90以上以上水膜除塵器、水膜除塵器、文丘里式文丘里式除塵器除塵器應(yīng)用應(yīng)用：中、小型機(jī)組采用，中、小型機(jī)組采用， 大型機(jī)組一般不采用大型機(jī)組一般不采用* 水膜除塵器原理水膜除塵器原理 濕式除塵和旋風(fēng)除塵結(jié)濕式除塵和旋風(fēng)除塵結(jié)合起來，提高效率，減合起來，提高效率，減少磨損少磨損溢流水槽的設(shè)計(jì)使內(nèi)壁溢流水槽的設(shè)計(jì)使內(nèi)壁水膜均勻水膜均勻設(shè)計(jì)特點(diǎn)：設(shè)計(jì)特點(diǎn)：*文丘里式文丘里式效率：效率：95以上以上P ：294214709Pa液氣比：液氣比： 0.261.30kg/m3d液/d塵=150霧化液滴*缺點(diǎn)缺點(diǎn)n能耗大，耗水量

7、大能耗大，耗水量大n有廢液、泥漿處理問題有廢液、泥漿處理問題n在寒冷地區(qū)使用需防凍在寒冷地區(qū)使用需防凍 可同時(shí)除塵和除有害氣體可同時(shí)除塵和除有害氣體 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低 能處理濕度大、溫度高的氣體能處理濕度大、溫度高的氣體優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)*va 內(nèi)部過濾 以松散多孔的濾料為濾料層，塵粒在濾料內(nèi)部進(jìn)行捕集vb 外部過濾：以濾布為濾料，以最初粘附在濾料表層上的粒層（初層）為過濾層過濾方式*工作步驟：工作步驟： 1.過濾過濾 2.清灰清灰布袋除塵器原理示意圖布袋除塵器原理示意圖布袋除塵器外觀實(shí)例布袋除塵器外觀實(shí)例*濾布的要求：耐酸堿、耐熱、有一定的機(jī)械強(qiáng)度*n運(yùn)行特性n捕集顆粒物d 0.120

8、mnP ：9811961Pa（清灰）n ： 90 99%n 0 ：0.3 10cm/s，微細(xì)塵粒1cm/s優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低 可提高干法脫硫的脫硫率可提高干法脫硫的脫硫率 處理高溫、高濕度、腐蝕性氣體應(yīng)慎選濾袋處理高溫、高濕度、腐蝕性氣體應(yīng)慎選濾袋 濾袋易破損濾袋易破損 阻力損失大阻力損失大 除塵效率高，處理量大除塵效率高，處理量大 體積和占地面積都很大體積和占地面積都很大*靜電除塵器外形靜電除塵器外形*應(yīng)用應(yīng)用：300MW以以上機(jī)組均采用上機(jī)組均采用n（1）原理 用特高壓直流電源（40，000V)） 產(chǎn)生的不均勻電場，利用電場中電暈放電使塵

9、塵粒荷電粒荷電，然后在電場庫侖力作用下把荷電的塵粒集向集塵極，當(dāng)形成一定厚度集塵層時(shí)，振打電極使塵粒集合體沉落于集塵器中、除塵。電暈極電暈極集塵極集塵極 清灰裝清灰裝置置*n運(yùn)行特性n捕集顆粒物d大于0.0520mnP ：干式 98Pa 濕式 196Pan ：80 99.9% n0 ：干式 0.52m/s 濕式 可達(dá)2m/s*優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)n除塵效率高除塵效率高n能耗低，壓損小能耗低，壓損小n處理煙氣量大，耐高溫處理煙氣量大，耐高溫缺點(diǎn)缺點(diǎn)n鋼耗大，占地面積大鋼耗大，占地面積大n制造、安裝、運(yùn)行的要求高制造、安裝、運(yùn)行的要求高n對(duì)粉塵特性敏感對(duì)粉塵特性敏感*n比電阻：n又稱電阻率，即面積為1cm、厚

10、度為1cm的粉塵層的電阻值。n為使電暈極和集塵極間輸送離子電流，集塵極表面粉塵有一定的導(dǎo)電性，其最小的導(dǎo)電率為 1010 （ cm) 1 ，則電阻率為1010 cm n當(dāng)比電阻大于1011 cm ，除塵效率降低，調(diào)阻劑調(diào)阻調(diào)阻劑調(diào)阻。n電除塵器中粉塵的適宜比電阻104 1011 cm n當(dāng)比電阻小于104 cm ，二次揚(yáng)塵，除塵效率降低。n*思考題n1、 什么是大氣污染？什么是大氣污染？n2 、什么是一次污染物、二次污染物？、什么是一次污染物、二次污染物？n3 、什么是降塵、飄塵、什么是降塵、飄塵、PM10 、 PM2.5 ？顆粒污染？顆粒污染物有哪些危害物有哪些危害? n4、 硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理以及危害。硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理以及危害。n5、課外閱讀、課外閱讀HJ 633-2012 環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定，了解我國空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的組成及技術(shù)規(guī)定，了解我國空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的組成及AQI值值的計(jì)算。的計(jì)算。n6 湍流（渦團(tuán)）對(duì)大氣污染物擴(kuò)散