大氣顆粒污染物控制原理

大氣顆粒污染物控制原理第1頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)湍流擴(kuò)散的基本理論擴(kuò)散的要素風(fēng)：平流輸送為主，風(fēng)大則湍流大湍流：擴(kuò)散比分子擴(kuò)散快105～106倍湍流的基本概念

湍流——大氣的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

風(fēng)速的脈動(dòng)風(fēng)向的擺動(dòng)起因與兩種形式

熱力：溫度垂直分布不均（不穩(wěn)定）機(jī)械：垂直方向風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度第2頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)高斯擴(kuò)散模式高斯模式的有關(guān)假定坐標(biāo)系右手坐標(biāo)，y為橫風(fēng)向，z為垂直向四點(diǎn)假設(shè)

a．污染物濃度在y、z風(fēng)向上分布為正態(tài)分布b．全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定c．源強(qiáng)是連續(xù)均勻穩(wěn)定的d．?dāng)U散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化）

第3頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高斯擴(kuò)散模式高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系第4頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式

實(shí)際濃度第5頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式

地面濃度模式：取z＝0代入上式，得地面軸線濃度模式：再取y=0代入上式上式，增大，則、增大，第一項(xiàng)減小，第二項(xiàng)增大，必然在某x處有最大值地面最大濃度模式：

考慮地面軸線濃度模式

第6頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式

地面源高斯模式（令H＝0）：相當(dāng)于無(wú)限源的2倍（鏡像垂直于地面，源強(qiáng)加倍）地面最大濃度模式（續(xù)）：設(shè)（實(shí)際中成立）由此求得第7頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)污染物濃度的估算q源強(qiáng)－>計(jì)算或?qū)崪y(cè)

平均風(fēng)速－>多年的風(fēng)速資料

H有效煙囪高度

、擴(kuò)散參數(shù)1.煙氣抬升高度的計(jì)算

初始動(dòng)量：速度、內(nèi)徑煙溫度－>浮力煙氣抬升――煙囪幾何高度

――抬升高度

有效源高

第8頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式

（1）

Holland公式93：適用于中性大氣條件（穩(wěn)定時(shí)減小，不穩(wěn)時(shí)增加10－20％）

Holland公式比較保守，特別在煙囪高、熱釋放率比較強(qiáng)的情況下第9頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式（續(xù)）（2）Briggs公式：適用不穩(wěn)定及中性大氣條件

第10頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式（續(xù)）（3）我國(guó)“制訂地方排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法”(GB/T13201-91)中的公式例：4-1

第11頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)散參數(shù)的確定P－G曲線法P－G曲線Pasquill常規(guī)氣象資料估算Giffard制成圖表方法要點(diǎn)

大氣分成A－F共六個(gè)穩(wěn)定度等級(jí)

（云、日照、風(fēng)速……）

曲線（六條）（對(duì)應(yīng)A、B……F穩(wěn)定度級(jí)）

第12頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用根據(jù)常規(guī)資料確定穩(wěn)定度級(jí)別第13頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用利用擴(kuò)散曲線確定和第14頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用地面最大濃度估算例：4-2第15頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第16頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)顆粒的粒徑及粒徑分布顆粒的粒徑顯微鏡法定向直徑dF（Feret直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向上的最大投影長(zhǎng)度定向面積等分直徑dM（Martin直徑）：各顆粒在投影圖中同一方向?qū)㈩w粒投影面積二等分的線段長(zhǎng)度投影面積直徑dA（Heywood直徑）：與顆粒投影面積相等的圓的直徑

Heywood測(cè)定分析表明，同一顆粒的dF>dA>dMa-定向直徑b-定向面積等分直徑c-投影面積直徑第17頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一顆粒的直徑篩分法篩分直徑：顆粒能夠通過(guò)的最小方篩孔的寬度篩孔的大小用目表示－每英寸長(zhǎng)度上篩孔的個(gè)數(shù)光散射法等體積直徑dV：與顆粒體積相等的球體的直徑沉降法斯托克斯（Stokes）直徑ds：同一流體中與顆粒密度相同、沉降速度相等的球體直徑空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑da：在空氣中與顆粒沉降速度相等的單位密度（1g/m3）的球體的直徑斯托克斯直徑和空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑與顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)行為密切相關(guān)，是除塵技術(shù)中應(yīng)用最多的兩種直徑第18頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布粒徑分布指不同粒徑范圍內(nèi)顆粒的個(gè)數(shù)（或質(zhì)量或表面積）所占的比例粒數(shù)分布:每一間隔內(nèi)的顆粒個(gè)數(shù)粒數(shù)頻率：第i個(gè)間隔中的顆粒個(gè)數(shù)ni與顆?？倲?shù)Σni之比第19頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布粒數(shù)篩下累積頻率：小于第i個(gè)間隔上限粒徑的所有顆粒個(gè)數(shù)與顆?？倐€(gè)數(shù)之比第20頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布粒數(shù)頻率密度130第21頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布粒數(shù)分布的測(cè)定及計(jì)算第22頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布粒數(shù)眾徑－頻度p最大時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑，此時(shí)粒數(shù)中位徑（NMD）－累計(jì)頻率F=0.5時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑第23頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粒徑分布質(zhì)量分布類(lèi)似于數(shù)量分布，也有質(zhì)量頻率、質(zhì)量篩下累積頻率、質(zhì)量頻率密度等在所有顆粒具有相同密度、顆粒質(zhì)量與粒徑立方成正比的假設(shè)下，粒數(shù)分布與質(zhì)量分布可以相互換算同樣的，也有質(zhì)量眾徑和質(zhì)量中位徑（MMD）第24頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)粉塵的物理性質(zhì)143粉塵的密度單位體積粉塵的質(zhì)量，kg/m3或g/cm3粉塵體積不包括顆粒內(nèi)部和之間的縫隙－真密度用堆積體積計(jì)算——堆積密度空隙率——粉塵顆粒間和內(nèi)部空隙的體積與堆積總體積之比第25頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的安息角與滑動(dòng)角安息角：粉塵從漏斗連續(xù)落下自然堆積形成的圓錐體母線與地面的夾角滑動(dòng)角：自然堆積在光滑平板上的粉塵隨平板做傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)粉塵開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)的平板傾角安息角與滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)粉塵流動(dòng)特性的重要指標(biāo)安息角和滑動(dòng)角的影響因素：粉塵粒徑、含水率、顆粒形狀、顆粒表面光滑程度、粉塵粘性第26頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的比表面積145單位體積粉塵所具有的表面積以質(zhì)量表示的比表面積以堆積體積表示的比表面積第27頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的含水率146粉塵中的水分包括附在顆粒表面和包含在凹坑和細(xì)孔中的自由水分以及顆粒內(nèi)部的結(jié)合水分含水率－水分質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量之比含水率影響粉塵的導(dǎo)電性、粘附性、流動(dòng)性等物理特性吸濕現(xiàn)象平衡含水率第28頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性－粉塵顆粒與液體接觸后能夠互相附著或附著的難易程度的性質(zhì)潤(rùn)濕性與粉塵的種類(lèi)、粒徑、形狀、生成條件、組分、溫度、含水率、表面粗糙度及荷電性有關(guān)，還與液體的液體的表面張力及塵粒與液體之間的粘附力和接觸方式有關(guān)。粉塵的潤(rùn)濕性隨壓力增大而增大，隨溫度升高而下降潤(rùn)濕速度－潤(rùn)濕性是選擇濕式除塵器的主要依據(jù)第29頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的荷電性和導(dǎo)電性粉塵的荷電性天然粉塵和工業(yè)粉塵幾乎都帶有一定的電荷荷電因素－電離輻射、高壓放電、高溫產(chǎn)生的離子或電子被捕獲、顆粒間或顆粒與壁面間摩擦、產(chǎn)生過(guò)程中荷電天然粉塵和人工粉塵的荷電量一般為最大荷電量的1/10荷電量隨溫度增高、表面積增大及含水率減小而增加，且與化學(xué)組成有關(guān)第30頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的荷電性和導(dǎo)電性粉塵的導(dǎo)電性比電阻148導(dǎo)電機(jī)制：高溫（200oC以上），粉塵本體內(nèi)部的電子和離子—體積比電阻低溫（100oC以下），粉塵表面吸附的水分或其他化學(xué)物質(zhì)－表面積比電阻中間溫度，同時(shí)起作用比電阻對(duì)電除塵器運(yùn)行有很大影響，最適宜范圍104～1010第31頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的導(dǎo)電性和荷電性典型溫度－比電阻曲線第32頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的粘附性粘附和自粘現(xiàn)象粘附力－克服附著現(xiàn)象所需要的力粘附力：分子力（范德華力）、毛細(xì)力、靜電力（庫(kù)侖力）斷裂強(qiáng)度－表征粉塵自粘性的指標(biāo)，等于粉塵斷裂所需的力除以其斷裂的接觸面積分類(lèi)：不粘性、微粘性、中等粘性、強(qiáng)粘性粒徑、形狀、表面粗糙度、潤(rùn)濕性、荷電量均影響粘附性第33頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的自燃性和爆炸性粉塵的自燃性自燃自然發(fā)熱的原因－氧化熱、分解熱、聚合熱、發(fā)酵熱影響因素：粉塵的結(jié)構(gòu)和物化特性、粉塵的存在狀態(tài)和環(huán)境存放過(guò)程中自然發(fā)熱熱量積累達(dá)到燃點(diǎn)燃燒第34頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一粉塵的爆炸性#粉塵發(fā)生爆炸必備的條件：可燃物與空氣或氧氣構(gòu)成的可燃混合物達(dá)到一定的濃度最低可燃物濃度－爆炸濃度下限爆炸濃度上限存在能量足夠的火源第35頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)凈化裝置的性能151評(píng)價(jià)凈化裝置性能的指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)處理氣體流量?jī)艋蕢毫p失經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)占地面積第36頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一凈化裝置技術(shù)性能的表示方法