大氣污染chapter9part樣式 編輯母版文本樣

1、lPrimary and Second Particles;lStokes Law and Its application; lPM10 and PM2.5;lHow to control fine particles；lThe principle (technology strategy ) of control for particulate pollutants；lAerodynamic diameter. lBasic theory for particles collectors;lTypes of particles collectors;lApplication of them;

2、lAdvantages and DisadvantagesControl of Primary Particulates一次顆粒物的控制(除塵除塵)lMy fellow Americans, ask not what your country can do for you; ask what you can do for your country. John Fitzgerald Kennedyl 美國(guó)同胞們，不要問你的國(guó)家能為你做什么，而要問你能為你的國(guó)家做什么。 約翰F.肯尼迪 先憂事者后樂事，先樂事者后憂事。先憂事者后樂事，先樂事者后憂事。 大戴禮記曾子立事 事前估量困難，事后勝任愉快；

3、事前盲目樂觀，事后陷入困境。 lBackground Pollution SituationlPerformance of dust collector (Collection Device)lTypes of collectorslClean Room Technology and HEPA Filters (Reading)9-19-2CYCLONES ESP9-39-4Every day millions of cubic feet of various pollutants are emitted into the atmosphereThe pollutants can be gas

4、eous, particulate in natureThe pollutants must be controlled so that they do not accumulate in the ecosystem and cause harm or for the reuse of some materials (eg. metal) Table 1.0 National emissions estimates for 1991PollutantsTotal*PM105.44SOX 20.73CO62.09NOX 18.76VOCs16.89Pb0.00497*values in mill

5、ions of metric tons/yr.臭氧和臭氧和PM2.5總體目標(biāo)總體目標(biāo)：2015年之前，在2003年基礎(chǔ)上削減所有監(jiān)測(cè)地區(qū)環(huán)境臭氧濃度的14%，并削減周邊環(huán)境中PM2.5濃度的6%(2003年水平基礎(chǔ)之上)。在2011年之前，在2000年流動(dòng)源排放510,550噸(0.51MT)細(xì)顆粒物的基礎(chǔ)上削減至134,700噸。l許多國(guó)家對(duì)PM10非常重視，尤其是PM2.5。這種微粒被吸入人體后，會(huì)滲透到肺部組織的深處，可引起支氣管炎和肺癌等病變。l美國(guó)1997年制定的PM2.5年均質(zhì)量濃度推薦標(biāo)準(zhǔn)(15g/m3)，2004年12月，美國(guó)環(huán)保局EPA以及州政府提出PM2.5的濃度標(biāo)準(zhǔn)，并在

6、部分要求更高標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)執(zhí)行。2006年9月21日，EPA發(fā)布了新的顆粒標(biāo)準(zhǔn)， PM2.5年均質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)仍維持為15g/m3，將PM2.5的24h標(biāo)準(zhǔn)由65g/m3下調(diào)到 35 g/m3。l歐盟直到2008年，才在其環(huán)境空氣質(zhì)量指令中，首次提出應(yīng)當(dāng)限制PM2.5的濃度，并要求各成員國(guó)到2015年將其城市地區(qū)的PM2.5年均濃度控制在20 g/m3之下。l我國(guó)各個(gè)城市普遍監(jiān)測(cè)最先監(jiān)測(cè)TSP。在1996年修訂的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，增加PM10的控制標(biāo)準(zhǔn)。但由于對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響較大的PM2.5等部分污染物未納入評(píng)價(jià)體系，造成環(huán)境部門公布的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)不能客觀反映大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，所公布的空氣質(zhì)

7、量等級(jí)往往與公眾的感受有較大差距，且考慮到對(duì)人體健康危害最大的是PM2.5，我國(guó)將制訂新的標(biāo)準(zhǔn)。 2009年年11月月19北京市區(qū)東部的美國(guó)駐華大使館北京市區(qū)東部的美國(guó)駐華大使館院內(nèi)院內(nèi)PM2.5監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果u2002年珠江三角洲地區(qū)共排放PMl0大約33.8萬(wàn)噸，其中排放量最大的城市是江門，其PMl0排放量占區(qū)域總排放量的26.3%，廣州次之，為16.9%。u2010年廣州市PM10排放量控制在3.73萬(wàn)噸.重點(diǎn)控制企業(yè)有嘉華水泥廠和廣州發(fā)電廠實(shí)施方案。u統(tǒng)計(jì)表明，廣州市工業(yè)煙塵年排放總量從2004年的2.39萬(wàn)噸下降到2007年的1.61萬(wàn)噸，工業(yè)粉塵年排放總量從0.76萬(wàn)

8、噸下降到0.14萬(wàn)噸。 粵港珠江三角洲區(qū)域空氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)2008年1-6月監(jiān)測(cè)結(jié)果報(bào)告珠三角2010年主要大氣污染物排放量 單位:千噸污染源類別SO2NOxPM10VOC電廠150.59317.44108.951.79工業(yè)源244.9163.653.265.5其它總排放513.1862.2211.0342.5火電廠發(fā)電工藝流程圖(李方文，2005)對(duì)中國(guó)山西省典型的土法煉焦?fàn)t、機(jī)械煉焦?fàn)t以及熱回收焦?fàn)t進(jìn)行了無(wú)組織排放和煙囪排放的煙塵的采樣，并據(jù)之初步估計(jì)了中國(guó)煉焦顆粒物的排放。來(lái)源：火電廠、煉焦?fàn)t、其它等lEvaluation of performance of dust collector 評(píng)

9、價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)Technique技術(shù)指標(biāo)l處理氣體流量Mass Flow/Flow Rate (Q)l凈化效率Collection Efficiency ()l壓力損失Pressure Loss (P)Economy經(jīng)濟(jì)指標(biāo)l設(shè)備費(fèi)l運(yùn)行費(fèi)l占地面積lFlow rate 處理氣體流量Leakage漏風(fēng)率lPressure loss壓力損失132N1() (m/s)2NNNQQQ121100 (%)NNNQQQ21 (Pa)2vPl總凈化效率l通過率l分級(jí)除塵效率l分割粒徑除塵效率為50的粒徑22211211NNNNQSSQ 2221111NNNNQSPSQ 32111iiiiiSSSST

10、i質(zhì)量流量，kg/hl由總效率求分級(jí)效率l由分級(jí)效率求總效率33311232112311/iiiiiiiiiiiiiiiiiS ggS ggS ggPS ggPgg111100iiiiipgdGq dd粒徑頻率，%粒徑分布f或g指不同粒徑范圍內(nèi)顆粒的個(gè)數(shù)(或質(zhì)量/重量或表面積)所占的比例(%)。除塵技術(shù)中多采用粒徑的質(zhì)量分布。l總分級(jí)通過率l總分級(jí)效率l總除塵效率12iTiiinPP PP1211 (1)(1) (1)iTiTiiinP 121 (1)(1)(1)Tn Wet Collectors (Scrubbers)Dry Collectors Mechanical SeparatorsG

11、ravity Settling ChamberInertia Separators (Baghouse)Cyclone SeparatorsElectrostatic Precipitators(WESP: The Wet Electrostatic Precipitator is primarily used as a final clean-up device for removal of acid mist, sub-micron particulate and toxic condensables.)Fabric FiltersParticulate Collection Device

12、s1. Introduction to wet scrubbers2. Particle Collection Theory3. Wet Scrubber Theory and Design4. Types of Wet Scrubbers5. Industrial Uses6. ConclusionIntroductiontowetscrubbers Wet scrubbers remove particulates from a gas stream by bringing the particles into contact with a liquid. The particles at

13、tach to the liquid and can be removed in a slurry solution.WetCollectorsl除塵原理除塵原理濕式除塵是利用洗滌液來(lái)捕集粉塵，利用粉塵與液滴的碰撞及其它作用來(lái)使塵、氣分離，氣體得到凈化的方法。 ParticleCollectionTheoryWet scrubbers can be divided into 2 main types1.Gaseous emissions control devices(氣體凈化器氣體凈化器) 2.Particle collectors(收塵器收塵器)ParticleCollectionTheo

14、ryGas outletGas InletLiquid PoolLiquid inletLiquid outletParticleCollectionTheoryGas outletWater inletWater outletGas inletParticleCollectionTheoryParticle collection in wet scrubbers is accomplished by one of 3 different mechanisms.Impaction 碰撞碰撞Interception 截留截留Diffusion 擴(kuò)散擴(kuò)散Impaction - Kinetic en

15、ergy is used to penetrate the surface tension of a droplet. The contaminant particles are accelerated and impacted into liquid droplets. The droplets become more dense and can be removed by gravity. ImpactionWater dropletParticle streamlinesl慣性碰撞l含塵氣流在運(yùn)動(dòng)過程中同液滴相遇，在液滴前氣流開始改變方向，繞過液滴運(yùn)動(dòng)，而慣性較大的塵粒有繼續(xù)保持其原來(lái)直

16、線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。塵粒運(yùn)動(dòng)主要受兩個(gè)力支配，即其本身的慣性力以及周圍氣體對(duì)它的阻力。塵粒軌跡氣體流線曲率半徑Interception - Again kinetic energy is used to penetrate the surface tension of a droplet. The contaminant particles are accelerated and impact liquid droplets at an angle less than 90. InterceptionWater dropletParticle streamlinesDiffusion - small

17、 particles migrate along lines of irregular gas density and turbulence. The particles stick to water droplets that are moving at similar velocities. DiffusionWater dropletParticle streamlinesl擴(kuò)散效應(yīng)、粘附、擴(kuò)散漂移和熱漂移l若氣流中含有飽和蒸汽，當(dāng)其與較冷液滴接觸時(shí)，飽和蒸汽會(huì)在較冷的液滴表面上凝結(jié)，形成一個(gè)向液滴運(yùn)動(dòng)的附加氣流，這就是所謂的熱漂移和擴(kuò)散漂移，這種氣流促使較小塵粒向液滴移動(dòng)，并沉積在液滴

18、表面而被捕集。l凝聚作用？截留？l用液體來(lái)洗滌和捕集氣體中微粒，大體要在四種氣液交界面上進(jìn)行。即氣泡表面、液體噴射表面、液膜表面以及液滴表面。There are several types of scrubber flow regimes. Cross flowCounter flowCo-flowVenturi flowLiquid Flow InLiquid Flow OutGas Flow InGas Flow Outln1 .5LoDGQczcDQ Cross flow scrubbers Liquid Flow InLiquid Flow OutGas Flow InGas Flow

19、 Out1.5lntLoDGtGVQczcDQ VV 90 Gas Flow InLiquid Flow InLiquid Flow OutGas Flow OutReRe1.5lLDGGlVQdccdxDQVV Venturi flow scrubbersThroatGas InletWater InletReRe1.5lLDGGlVQdccdxDQVV l文丘里洗滌器l水從喉管周邊均勻分布的若干小孔進(jìn)入，在被通過這里的高速含塵氣流撞擊成霧狀液滴，氣體中的塵粒與液滴凝聚成較大顆粒隨氣流進(jìn)入脫水器和氣體分離。在脫水器中，含塵的水滴與氣流分離。l（一）優(yōu)點(diǎn)：l1.不僅可除粉塵，還可凈化氣體；l2

20、.效率較高，粉塵粒徑較小；l3.體積小，占地面積??；l4.能處理高溫、高濕的氣流。l（二）缺點(diǎn)：l1.有泥渣；l2.防凍設(shè)備(冬天)；l3.易腐蝕設(shè)備；l4.動(dòng)力消耗大。l根據(jù)含塵氣流分散情況不同，可分為l液滴洗滌器液滴洗滌器l主要利用除塵器中噴灑的，自激產(chǎn)生的液滴與粉塵接觸，使粉塵顆粒進(jìn)入液相，從而達(dá)到粉塵顆粒從含塵氣體中分離出來(lái)的目的。如文丘里管除塵器、自激除塵器、噴霧除塵器等。l液膜洗滌器液膜洗滌器l主要利用除塵器中存在的液膜將粉塵顆粒黏附在液膜表面，使粉塵顆粒進(jìn)入液相，從而達(dá)到除塵的目的。如麻石水膜除塵器、填料洗滌塔、湍球塔等。麻石水膜除塵器填料洗滌塔l重力噴淋式洗滌器湍球塔1. Plate Scrubber （板式）（板式）2. Packed Scrubber （填料式）（填料式）3. Preformed Spray Scrubber（噴霧式）（噴霧式）4. Gas-Atomized Spray Scrubber （氣體霧化）（氣體霧化）5. Centrifugal Scrubber （離心式）（離心式）7