大氣污染防治篇

模塊二大氣污染防治篇課題九大氣污染防治概述

目的要求：

1.了解大氣、大氣組成、大氣污染相關(guān)知識2.知道大氣污染與氣象的關(guān)系3.熟悉大氣污染物的種類、來源及危害4.掌握大氣污染綜合防治措施

1

作業(yè)：一、解釋：大氣污染山風(fēng)谷風(fēng)溫度層結(jié)二、填空：

1.大氣按垂直方向的分布從上而下可以分為————、————、————、————、——————五層。2.人類生存的極限一般為————周不吃飯、————天不飲水，尚能生存，而————分鐘不呼吸就會死亡。3.大氣中恒定組分主要有——————————等、可變組分主要有————————等、不定組分是指————————————等。4.大氣中的氣態(tài)污染物包括————————、——————————、

————————、————————、————————五大類。5.新裝修的房屋中，危害最大的四種污染物是————————。三、簡述大氣中含氮化合物和碳氧化合物的主要來源及危害。四、畫簡圖表示氣溫隨高度變化的四種溫度層結(jié)。

2大氣與大氣組成一、大氣與空氣大氣：大區(qū)域、大范圍（全球性）的氣流，也叫大氣層或大氣圈?？諝猓盒^(qū)域、小范圍的氣流，提供給人類及動植物生存的氣體。人類的生存極限一般是指：五周不吃飯、五天不飲水尚能生存，但五分鐘不呼吸就會死亡。二、大氣的組成恒定組分：N2、O2、Ar及微量的其它稀有氣體?？勺兘M分：CO2、O3、水蒸氣等。不定組分：懸浮顆粒物、H2S、硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、重金屬元素及有機(jī)廢氣等。（這是大氣污染控制的主要內(nèi)容）3三、大氣的分層根據(jù)氣流在垂直方向上的分布對流層8~17公里平流層50~60公里170C-530C~-830C臭氧層22~25公里中間層80~85公里-30C~-170C-830C~-1130C熱層（電離層）800公里極光人造地球衛(wèi)星外逸層極光宇宙火箭41、對流層：距離地面8~17公里，空氣以上下對流為主，進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換。

主要特征：

集中了整個大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部水蒸氣，主要的大氣現(xiàn)象(如：云霧、雨雪、霜露等)都發(fā)生在這一層中，有利于污染物的遷移、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)化，它是天氣變化最復(fù)雜、對人類活動影響最大的一層。大氣溫度隨高度增加而降低?？諝鈱α鬟\(yùn)動顯著。溫度和濕度的水平分布不均勻。（天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變）52、平流層：從對流層頂?shù)降孛?0~60公里，大氣以水平流動為主，氣流比較平穩(wěn)。

主要特征：氣溫的變化情況為下層是等溫，上層溫度隨高度增加而迅速增加。集中了大氣中大部分的臭氧，并在22—25Km高度處達(dá)到最大值，形成臭氧層。平流層水汽含量極少，天氣晴朗，能見度好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行。3、中間層：從平流層頂?shù)降孛?0~85公里，幾乎沒有水蒸氣和塵埃，氣流有水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動兩種方式。大氣透明度高。主要特征：氣溫隨高度升高而迅速降低，其頂部氣溫可達(dá)-83oC以下。4、熱層：也叫電離層，氣體密度低，氣溫隨高度增加而增加，氣體呈離狀態(tài)，存在著大量的離子和自由電子，能反射無線電波，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離通訊，如發(fā)射人造衛(wèi)星等。5、外逸層：氣體極為稀薄，大氣離子可以擺脫地心引力逸散到星際空間。有利于宇宙火箭的飛行。6大氣污染與污染物

1.大氣污染

①大氣污染：由于人類活動和自然過程所產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)進(jìn)入到大氣中，改變了大氣的正常組成，超過其環(huán)境容量，破壞了環(huán)境，危害健康及生命財產(chǎn)，這種現(xiàn)象叫大氣污染。

②大氣污染源及其分類天然污染源：指自然界發(fā)生的自然災(zāi)害，如森林火災(zāi)、地震、火山爆發(fā)等。人為污染源：指人類生產(chǎn)、生活活動形成的污染源.

按污染物排放的空間高度分為：高架源、地面源。按污染物排放的空間分布方式分為：點(diǎn)源、面源、線源。按人類社會活動功能分為：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源。２.大氣污染物①顆粒污染物：煙塵、粉塵、霧等。②氣態(tài)污染物：主要有五大類含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、

碳?xì)浠衔铩Ⅺu素化合物。

7工廠排放的廢氣8910飛機(jī)高空噴灑藥劑1112Ⅰ、含硫化合物SO2、SO3、H2S等。主要來源：含硫煤和石油的燃燒石油生產(chǎn)加工、硫酸制造等。主要危害：形成酸雨、SO2與飄塵具有協(xié)同作用，強(qiáng)化毒副作用，容易產(chǎn)生煙霧事件。Ⅱ、含氮化合物NO、NO2等。主要來源：各種機(jī)動車輛、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣、硝酸的生產(chǎn)及使用過程。主要危害：形成酸雨、產(chǎn)生光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層。Ⅲ、碳氧化合物CO、CO2。主要來源：化石燃料的燃燒、動物的呼吸過程。主要危害：CO與血紅蛋白結(jié)合，造成缺氧，產(chǎn)生窒息，甚至死亡。CO2產(chǎn)生溫室效應(yīng)。Ⅳ、碳?xì)浠衔顲mHn。主要來源：大部分來源于植物的分解過程、石油燃料的燃燒、燃油機(jī)動車輛排放的廢氣。主要危害：多環(huán)芳烴的致癌作用、產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。Ⅴ、鹵素化合物HF、HCl及其衍生物。

來源于化工生產(chǎn)過程，主要危害是，毒性、刺激性、HF破壞臭氧層。

13大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（了解）

1、

我國的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):見教材147表9.2和9.3

我國1996年修訂了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095—1996）》，對環(huán)境空氣質(zhì)量劃分為三級，見P147—149表9.2和9.3。

一級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人群健康，長期接觸不發(fā)生任何影響的空氣質(zhì)量要求。

二級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群健康和城市、鄉(xiāng)村的動植物，在長期和短期接觸下不發(fā)生傷害的空氣質(zhì)量要求。

三級標(biāo)準(zhǔn)：為保護(hù)人群不發(fā)生急慢性中毒和城市一般動植物正常生長的空氣質(zhì)量要求。環(huán)境空氣質(zhì)量保護(hù)區(qū)分類及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)級別：見教材P148。

一類區(qū)：國家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)、名勝古跡和療養(yǎng)地。執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)。

二類區(qū)：首都、著名旅游城市、城市規(guī)劃居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、廣大農(nóng)村等，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。

三類區(qū)：污染較嚴(yán)重的工業(yè)城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)以及城市交通樞紐、干線等，執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。2、大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn):見教材150—153表9.4、9.5和9.614大氣污染與氣象一、影響大氣污染的氣象因子:

1、氣象的動力因子:

風(fēng)：由空氣對流所形成，一般的說，水平流動的氣流稱為風(fēng)，垂直運(yùn)動的氣流稱為升降氣流。風(fēng)對大氣中的污染物所起的作用主要有：輸送、擴(kuò)散、稀釋。風(fēng)向：用方位和角度表示，一共有16個方位。

（北00）（東900）（南1800）（西2700）15大氣湍流：大氣的無規(guī)則運(yùn)動，叫大氣湍流。

大氣中的污染物在大氣湍流作用下，不斷被稀釋、擴(kuò)散向下風(fēng)方向漂移，同時上下翻騰，體積逐漸變大，最后慢慢消失在大氣中。見教材P155大氣湍流下的煙云擴(kuò)散示意圖。2、氣象的熱力因子:

①溫度層結(jié)：反映氣溫隨高度變化的情況，指大氣溫度在垂直方向上的分布。它決定了大氣的穩(wěn)定度，直接影響著風(fēng)對污染物的輸送、稀釋和擴(kuò)散。Ⅰ、氣溫垂直遞減率r:氣溫隨高度的變化情況。指單位高度（通常取100m）氣溫的變化值。如實(shí)驗(yàn)測得在對流層氣溫隨高度的增加而降低，平均為-0.650C/100m。但不是一個常數(shù)，會隨時間和空間而變化。r=-(dT/dz)

16Ⅱ氣溫干絕熱直減率rd:指一小塊干空氣團(tuán)在絕熱升、降過程中，溫度的變化值，實(shí)驗(yàn)測得空氣團(tuán)上升或下降的變化為0.98K/100m空氣團(tuán)空氣團(tuán)上升下降

氣團(tuán)上升時發(fā)生膨脹而做功，消耗內(nèi)能使溫度下降氣團(tuán)下降氣團(tuán)緊縮，內(nèi)能增加使溫度升高。17

各種情況下的溫度層結(jié)：r=-(dT/dz)r＞0時:氣溫隨高度增加而下降，為標(biāo)準(zhǔn)大氣的溫度層結(jié)。r=0時:氣溫不隨高度變化而變化，為等溫層結(jié)。r＜時0:氣溫隨高度增加而升高，為逆溫層結(jié)。

見教材P156圖9-4所示。氣溫氣層高度等溫層標(biāo)準(zhǔn)大氣干絕然上層逆溫層接地逆溫層18②大氣穩(wěn)定度：大氣中任一空氣塊在垂直方向上穩(wěn)定的程度。r＞rd時:氣塊的運(yùn)動趨于遠(yuǎn)離平衡位置——大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)。r=rd時:氣塊被推向哪里就停留在哪里——大氣處于中性狀態(tài)。r＜rd時:氣塊的運(yùn)動趨勢總是力爭回復(fù)到平衡位置——大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。大氣穩(wěn)定度對煙氣擴(kuò)散的影響見教材P157圖9.5所示。19Ⅰ翻卷型煙云大氣不穩(wěn)定，煙氣上下左右大幅擺動，擴(kuò)散速度較快，一般不會造成煙霧事件。Ⅱ錐型煙云大氣不太穩(wěn)定，擴(kuò)散能力比翻卷型弱，污染物輸送較遠(yuǎn)，落地濃度較小，污染小。Ⅲ扇型煙云近地層有逆溫，垂直方向擴(kuò)散很少，煙氣向水平方向擴(kuò)散，如煙囪太低或有阻攔，地面濃度增大。Ⅳ屋脊型煙云地面有逆溫，上層為正常大氣，煙氣向上方擴(kuò)散，對地面污染小。Ⅴ漫煙型煙云上層有逆溫，下層為正常大氣，煙氣向下擴(kuò)散，地面污染濃度增大，污染加重。203、逆溫

一種特殊的天氣現(xiàn)象，氣溫隨高度的增加而升高，它阻礙著氣流的垂直運(yùn)動，污染物只能近地面擴(kuò)散，并將造成嚴(yán)重污染。出現(xiàn)逆溫的大氣層叫逆溫層，根據(jù)逆溫的高度不同分為，接地逆溫層和上層逆溫層。二、地形條件對大氣污染的影響1、山谷風(fēng)谷風(fēng)：白天，T山坡＞T山谷，由于熱空氣上升，風(fēng)從谷底吹向山坡，形成谷風(fēng)。即：白天吹谷風(fēng)。山風(fēng)：晚上T山坡＜T山谷，冷空氣下降，風(fēng)從山頂吹向山谷，形成山風(fēng)。晚上吹山風(fēng)。2、海陸風(fēng)海風(fēng)：白天，T陸地＞T海面，由于陸地?zé)峥諝馍仙?，風(fēng)從海洋吹向陸地，形成海風(fēng)。陸風(fēng):晚上,T陸地＜T海面，由于海面熱空氣上升，風(fēng)從陸地吹向海面形成陸風(fēng)。3、城市熱島效應(yīng)T城市＞T鄉(xiāng)村，由于城市熱空氣上升，風(fēng)從鄉(xiāng)村吹向城市，這種風(fēng)會使工業(yè)區(qū)排放的污染物向城市中心匯合，造成嚴(yán)重污染，這種現(xiàn)象叫城市熱島效應(yīng)。21大氣污染綜合防治措施

1、全面規(guī)劃,合理布局,調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)

2、按功能區(qū)域?qū)嵭锌偭靠刂?/p>

3、以源頭控制為主,推行清潔生產(chǎn)

4、實(shí)行末斷治理

5、合理利用大氣自凈能力

6、綠化造林,發(fā)展植物凈化22

課題十顆粒污染物的凈化技術(shù)

目的要求:

1.了解除塵技術(shù)基礎(chǔ)知識2.掌握常用除塵裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和除塵機(jī)理3.知道常用除塵器的除塵效果和實(shí)用范圍

23

作業(yè):一、填空：1.對于除塵器,根據(jù)除塵機(jī)理不同可以分為_________________、___________、_____________、_____________四大類。2.XLK除塵器的中文名稱是

。3.靜電除塵器的除塵過程可以分為______________、_____________、_______________三個階段。4.文丘里除塵器的除塵過程可以分為______________、_____________、_________________三個階段。5.機(jī)械式除塵器是一種利用質(zhì)量力包括____________、_______________、_______________等的作用，使粉塵與氣流分離的裝置。二、簡要回答：1.畫圖說明旋風(fēng)除塵器的除塵機(jī)理。2.簡述濕式除塵器的除塵機(jī)理。3.簡要說明袋式除塵器的除塵過程。24三、計算：

1.教材P191第7題。

2.有一兩級除塵系統(tǒng)，除塵效率分別為70%和90%，用以處理含塵濃度為300mg/m3的鍋爐煙氣，計算該系統(tǒng)的總除塵效率和煙氣排放濃度C2為多少mg/m3？25除塵技術(shù)基礎(chǔ)1.粉塵的性質(zhì):①粉塵的密度：

指單位體積粉塵的質(zhì)量。Kg/m3。

堆積密度:在自然堆積狀態(tài)下的密度。體積包括顆粒內(nèi)部及顆粒之間的空隙。

真密度：固體在密實(shí)狀態(tài)下的密度。體積不包括顆粒內(nèi)部及顆粒之間的空隙。②粉塵的粒徑、形狀和粒徑分布③粉塵的比表面積：在單位體積或單位質(zhì)量的粉塵所具有的表面積。如活性炭的比表面積可以達(dá)到500~1000m2/g。④粉塵的潤濕性：指粉塵對某一液體的親和力或親和程度。親水性顆粒容易被水潤濕，如：鍋爐煙灰、石英粉塵等。疏水性顆粒難被水潤濕，如：石墨粉、碳黑粉等。⑤粉塵的粘附性：指粉塵顆粒附著在固體表面或粉塵相互附著的性質(zhì)。有利于捕集粉塵，避免二次揚(yáng)塵，但是，也容易造成設(shè)備的堵塞。26⑥粉塵的安息角：一般為350~500，決定灰斗、通風(fēng)管的傾斜度和粉料倉的錐度。

⑦粉塵的荷電性及導(dǎo)電性：

荷電性：粉塵粒子相互碰撞、摩檫、電暈放電、與帶電體接觸等，而帶有一定的電荷。

導(dǎo)電性：指粉塵在電場中作定向運(yùn)動，高溫時，利用粉塵內(nèi)部的電子或離子導(dǎo)電，低溫時，依靠粉塵表面吸附的水份荷化學(xué)膜導(dǎo)電。⑧粉塵的磨損性：粉塵在流動過程中，對管壁或容器壁產(chǎn)生磨損的性質(zhì)。⑨粉塵的自然性和爆炸性：⑩粉塵的光學(xué)特性：指粉塵對光的反射、吸收、透射等。灰斗灰272.除塵裝置的性能指標(biāo)①含塵氣體處理量QN:衡量除塵器處理氣體的能力大小的指標(biāo)。一般用進(jìn)出口氣體流量的平均值表示。QN=(Q1N+Q2N)/2(Nm3/s)——標(biāo)立方/秒Q1N——進(jìn)口氣體流量(Nm3/s)Q2N——出口氣體流量(Nm3/s)

另一個反映除塵器嚴(yán)密程度的指標(biāo)漏風(fēng)率

：

漏風(fēng)率=Q1N-Q2N)/Q1N（計算結(jié)果：負(fù)值表示漏進(jìn)氣體，正值表示漏出氣體。）②除塵效率:反映除塵器捕集粉塵多少的指標(biāo)。Ⅰ總除塵效率：同一時間內(nèi)，被除塵器捕集的粉塵質(zhì)量，占進(jìn)入除塵器總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

除塵器氣體人口氣體出口灰斗Q1C1=S1Q2C2=S2S3Q____氣體流量C____粉塵濃度S____粉塵質(zhì)量流量S1=Q1C1S2=Q2C2S3=S1-S228單個除塵器的總除塵效率：若裝置不漏風(fēng)，則：Q1=Q2

故：總除塵效率多級除塵器串聯(lián)使用時的總效率：…29例題10.1已知：解：①兩級除塵器的總效率

②求除塵后粉塵的排放濃度C2:

依題意，設(shè)裝置不漏風(fēng)。

查P153表9.6鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。為

（見P148）,可見凈化后的粉塵濃度已達(dá)標(biāo)。30例題10.2已知：解:①求達(dá)標(biāo)排放時，兩級除塵器的總效率查P151表9.5②求電除塵器的除塵效率答：略。31Ⅱ、分級效率指除塵器對某一粒徑或某一粒徑范圍的粉塵的去除效率。當(dāng)裝置不漏風(fēng)時：分級效率與總效率之間的關(guān)系為：gd1、2————_某一粒徑范圍的進(jìn)、出口粉塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

C1、2————某一粒徑范圍的進(jìn)、出口塵濃度。③除塵裝置的壓力損失△P：反映除塵器能耗大小的指標(biāo)，其值越大，動力消耗越大，一般在2000Pa以下。

△P=323、除塵器的分類根據(jù)除塵機(jī)理不同可分為四大類：機(jī)械式除塵器（重力除塵器、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器）利用重力、慣性力、離心力等作用，使粉塵與氣流分離的裝置。顯著特點(diǎn)是：簡單、方便，但除塵效率不高。濕式除塵器（噴淋洗滌器、文丘里除塵器、水膜除塵器）

利用液滴或液膜洗滌含塵氣體，使粉塵與氣流分離的裝置。顯著特點(diǎn)是：除塵效率高，但能耗高，要產(chǎn)生二次水污染。過濾式除塵器（袋式除塵器、顆粒層除塵器）

使含塵氣體通過織物或多孔填料層進(jìn)行過濾分離的裝置，顯著特點(diǎn)是：除塵效率高，但能耗較低。靜電除塵器（干式靜電除塵器、濕式靜電除塵器

）

利用高壓電場使塵粒荷電，通過靜電作用力使粉塵與氣流分離的裝置。顯著特點(diǎn)是：除塵效率高，動力消耗小，鋼材用量大，投資高。除塵器的基本性能指標(biāo)見教材P168-169表10.1所示。了解常用除塵器的除塵效率及運(yùn)行費(fèi)用。33初級除塵裝置包括重力沉降室和慣性除塵器，常用于多級除塵系統(tǒng)的初級除塵。1、重力沉降室含塵氣體凈化氣體粉塵①除塵機(jī)理是：含塵氣體由小管道進(jìn)入橫斷面突然擴(kuò)大的沉降室后，氣流速度大大降低，粉塵在重力的作用下，沉降下來進(jìn)入灰斗，使氣體得到凈化。②重力沉降室的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)有水平氣流沉降室和垂直氣流沉降室兩種。見教材P170圖示。

適用范圍：粗顆粒（粒度﹥50um）、大密度的粉塵。34352、慣性除塵器利用慣性力、重力作用使塵粒從氣流中分離的裝置。①除塵機(jī)理：當(dāng)含塵氣體經(jīng)過除塵室內(nèi)設(shè)置的各種形式的擋板時，氣流突然改變方向，塵粒在重力、慣性力的作用下，撞擊擋板進(jìn)入灰斗，使氣體得到凈化。②結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)：碰撞式慣性除塵器：含塵氣體撞擊擋板捕集較大粒徑的塵粒。擋板可以設(shè)置為多級碰撞型和迷宮型，以增加撞擊次數(shù)。增加除塵效果。見教材P172圖10.5所示。反轉(zhuǎn)式慣性除塵器：通過改變氣流方向來捕集較細(xì)塵粒。見教材P173圖10.6所示。慣性除塵器的適用范圍：用于凈化密度和粒度都比較大的金屬或礦物性粉塵。屬于低效除塵器，常用于一級除塵，或多級除塵系統(tǒng)的前級除塵。擋板氣體人口氣體出口塵粒含塵氣流捕集塵粒氣流清潔氣體3637旋風(fēng)除塵器利用含塵氣體的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將塵粒從氣流中分離出來。是一種高效除塵器，可單獨(dú)使用，也可以在多級系統(tǒng)中作前級處理。宜處理5~10um的塵粒。一、除塵機(jī)理：

1、工作過程：氣體進(jìn)口凈化氣出口灰斗筒體錐體排氣管

含塵氣體進(jìn)入除塵器后，沿殼體內(nèi)壁由上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成外旋流，到達(dá)錐體底部后沿軸心由下而上旋轉(zhuǎn)形成內(nèi)旋流，塵粒在離心力和重力的作用下沿壁面落入灰斗。凈化氣隨內(nèi)旋流經(jīng)排氣管排出。2、壓力損失反映旋風(fēng)除塵器的總能耗?！鱌=38394041旋風(fēng)除塵器42

旋風(fēng)除塵器是使含塵氣流作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，借助離心力的作用將顆粒物從氣流中分離并收集下來的除塵裝置。

旋風(fēng)除塵器內(nèi)的氣流情況如上圖所示。進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的含塵氣流沿筒體內(nèi)壁邊旋轉(zhuǎn)邊下降，同時有少量氣體沿徑向運(yùn)動到中心區(qū)域中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體底部附近時，則開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動，中心區(qū)域邊旋轉(zhuǎn)邊上升，最后由出口管排出，同時也存在著離心的徑向運(yùn)動。通常將旋轉(zhuǎn)向下的外圈氣流稱為外旋渦，而把錐體底部的區(qū)域稱為回流區(qū)或者混流區(qū)，也叫內(nèi)漩渦。

煙氣中所含顆粒物在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中，在離心力的作用下逐步沉降在除塵器的內(nèi)壁上，并在外旋渦的推動和重力作用下，大部分顆粒物逐漸沿錐體內(nèi)壁降落到灰斗中。此外，進(jìn)口氣流中的少部分氣流沿筒體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)上頂端蓋后又繼續(xù)沿出口管外壁旋轉(zhuǎn)下降，最后到達(dá)出口管下端附近被上升的氣流帶走。通常把這部分氣流稱為上旋渦。隨著上旋渦，將有少量細(xì)顆粒物被內(nèi)旋渦向上帶走。同樣，在混流區(qū)內(nèi)也有少部分細(xì)顆粒物被內(nèi)旋渦向上帶起，并被部分帶走。旋風(fēng)除塵器就是通過上述方式完成顆粒物的捕集的。捕集到的顆粒物位于除塵器底部的灰斗中，從除塵器排出的氣體中仍會含有部分細(xì)小顆粒物。

旋風(fēng)除塵器工作原理：433、旋風(fēng)除塵器的除塵效率①分割粒徑dc:指旋風(fēng)除塵器的分級效率為50%時的粉塵粒徑。在旋風(fēng)除塵器中，塵粒處于內(nèi)外旋流的交界面上，受到各種因素的影響，可能有50%進(jìn)入外旋流被分離落入灰斗，50%可能被內(nèi)旋流帶出，即這種粉塵的分級效率為50%。②除塵效率：表示自然對數(shù)的反對數(shù)即：㏑a=b4、影響旋風(fēng)除塵器技術(shù)性能的因素（了解）見P175~176⑴~⑹。44二、幾種常見旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)和性能（了解）

能根據(jù)旋風(fēng)除塵器的型號，說出它的名稱。例如：

X———表示旋風(fēng)除塵器L———表示立式P———表示旁路式K———表示擴(kuò)散式W———表示臥式XLP型——立式旁路式旋風(fēng)除塵器。

XLP/A——立式旁路式旋風(fēng)除塵器A類產(chǎn)品。

XLP/B——立式旁路式旋風(fēng)除塵器B類產(chǎn)品。

XLK型——立式擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器。

XLK-D700——立式擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器，筒體直徑為700mm。三、旋風(fēng)除塵器的選型與設(shè)計（了解）1.選定結(jié)構(gòu)形式：粗短型旋風(fēng)除塵器，適用于處理風(fēng)量大，凈化要求低，阻力小的場合，細(xì)長型旋風(fēng)除塵器，適用于凈化要求較高的場合。

2.確定進(jìn)口氣速：阻力系數(shù)的選擇，見教材P178表10.5。3.確定進(jìn)口截面積A：

4.確定各部分尺寸：入口寬度b；入口高度h。其標(biāo)準(zhǔn)尺寸比例可查閱除塵設(shè)備手冊。幾種旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例見書178頁表10.6。45例10.3已知：Q=5000m2

選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器試確定它的主要尺寸解：①求進(jìn)口氣速u1:查表可知阻力系數(shù)為5.7②求進(jìn)口截面積A：

③求各部分的幾何尺寸：查P178表10.6標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)行計算。46濕式除塵器利用一液滴或液膜洗滌含塵氣體，使粉塵得到分離。濕式除塵器也叫濕式氣體洗滌器，具有四方面的功能。除塵吸收有害氣體加濕降溫應(yīng)用范圍：適宜于凈化高溫、高濕、易燃易爆和粘結(jié)性大的含塵氣體。不能用于含疏水性或與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的粉塵凈化。主要缺點(diǎn)是：造成二次污染，需處理污水；產(chǎn)生泥漿，容易堵管道。47一、濕式除塵器的除塵機(jī)理

含塵氣體進(jìn)入除塵器后，塵粒與液體接觸，發(fā)生慣性碰撞和截留作用，使粉塵顆粒加濕、增重、相互凝聚，塵粒隨污水從塔底排出，清潔氣體從上部排出。二、幾種常見的濕式除塵器

48含塵氣體污水凈化氣體氣流分布格柵擋水板（除霧沫）含塵氣體經(jīng)過氣流分布格柵均勻向上流動，液體從上向下經(jīng)過噴嘴噴淋形成液滴，塵粒與液滴發(fā)生碰撞、截留、相互凝聚被捕集，污水從塔底排出，凈化氣體通過擋水板除霧后從上部排出。水管及噴嘴1、重力噴淋式除塵器一般在聯(lián)合除塵系統(tǒng)中作預(yù)處理，同時可以起降溫作用。根據(jù)氣液流動方向分為順流、逆流和錯流三種形式，常用逆流式。水通過噴嘴向下噴淋逆流噴淋除塵器工作示意圖492、沖擊式除塵器利用氣流產(chǎn)生的動能直接沖擊液面形成霧滴的洗滌器。

除塵機(jī)理：

①氣流沖擊水面時，粗塵粒在慣性力作用下與液滴碰撞，產(chǎn)生相互凝聚被水捕集。②細(xì)塵粒隨高速氣流進(jìn)入“S”型管道與水面激起的霧滴碰撞和在離心力的作用下捕集。③凈化氣經(jīng)過擋板除霧后從上部排出。見教材P181圖10.10所示。

新型沖擊式除塵器503、文丘里洗滌除塵器（應(yīng)用于除塵和氣體吸收見教材P181和197）。主要部件有：文式管、除霧塔、沉淀池和加壓循環(huán)水泵等。

除塵機(jī)理及過程：可以分為————、————、————三個階段。

①霧化：含塵氣體進(jìn)入文式管喉管處被收縮，氣流速度突然增大，從此處進(jìn)入的液體很快被霧化。②凝聚：塵粒被充分潤濕后發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生凝聚。③脫水：在除霧塔中進(jìn)行氣液分離，含塵液體由下部排出進(jìn)入沉淀池，凈化氣從除霧塔上部排出。除霧塔文式管喉管水泵沉淀池泥漿進(jìn)氣排氣水槽51文氏管配件文丘里除塵器構(gòu)造示意圖凈化氣52文丘里除塵器的工作原理是：

含SO2的煙氣通過進(jìn)煙道進(jìn)入文丘里，在喉部的入口被水均勻的噴入，由于煙氣高速運(yùn)動，因此噴入的水被其融化成細(xì)小的水霧潤濕煙氣中的灰料，這樣，灰料與水滴就發(fā)生了碰撞凝聚，尤其是料徑細(xì)小的灰塵料可以被水霧水溶。達(dá)到第一次除塵和脫硫，這些為灰料的分離做好充分的準(zhǔn)備，此后進(jìn)入筒體，迅速降低溫度的煙氣繼續(xù)沖擊池內(nèi)的石灰水，煙氣中的粉塵和SO2與池中的石灰水反應(yīng)生成硫酸鹽，在慣性力、重力、附著力、凝聚力的作用下沉入水底完成第二次脫硫過程，被煙氣激起的水花，水霧與洗滌后的煙氣在風(fēng)機(jī)引力下，氣水同時抬開，使煙氣與石灰水充分反應(yīng)，然后經(jīng)葉輪脫水器進(jìn)行氣水分離，水經(jīng)泄水管流進(jìn)水池，并使煙氣完成第三次除塵與脫硫，凈化后的氣體經(jīng)過風(fēng)機(jī)排入大氣。53過濾式除塵器通過織物或?yàn)V料截留塵粒達(dá)到固氣分離的目的。一、過濾式除塵器的除塵機(jī)理（以袋式除塵器為例：）

含塵氣體通過過濾介質(zhì)時，在篩濾、慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、靜電作用、重力沉降等一種或多種聯(lián)合作用下，將塵粒捕集。以袋式除塵器的除塵過程：濾料

袋式除塵器的除塵示意圖見教材P182圖10.12所示。二、影響袋式過濾式除塵器性能的因素

1、過濾風(fēng)速過濾風(fēng)速的高低，反映了氣體處理能力的大小。一般地說，風(fēng)速大，處理能力就大，但阻力也增大，除塵效率會降低，風(fēng)速小，阻力低，除塵效率高，在氣體處理量一定的情況下，需增大除塵器的體積，從而加大投資費(fèi)用。

攔截粗大塵粒并進(jìn)行塵濾（棉、毛、人造纖維等）形成粉塵初層截留細(xì)塵粒并不斷增加阻力捕集塵粒振打清灰542、過濾阻力決定了除塵器的能耗、除塵效率、清灰間隔時間等，主要由三部分組成：除塵器的結(jié)構(gòu)阻力、清潔濾料的阻力、粉塵層的阻力。3、濾料性質(zhì)是袋式除塵器的主要部件，應(yīng)具備容塵量大、吸灰性能好；透氣性強(qiáng)、阻力低；抗拉、抗變形；耐高溫、耐腐蝕、壽命長等特點(diǎn)。常用濾料及其特性見教材P184表10.7所示。三、幾種常用的袋式除塵器簡介1、機(jī)械振打袋式除塵器利用機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，輪流振打各組濾袋，使粉塵落入灰斗中。

振動方式有三種：水平振動、垂直振動、扭曲振動。2、脈沖噴吹袋式除塵器

周期性地向?yàn)V袋內(nèi)噴吹高速壓縮空氣，使濾袋產(chǎn)生沖擊振動，讓粉塵落入灰斗中。3、氣環(huán)反吹袋式除塵器

清灰時，關(guān)閉含塵氣流，開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行逆向反吹風(fēng)，使濾袋變形，讓粉塵落入灰斗。55袋式除塵器565758LT-LDM離線低壓脈沖袋式除塵器

59LT-GP型分室振打袋式除塵器

60四、顆粒層除塵器以硅砂、礫石、礦渣和焦炭等顆粒狀物料為濾料，將除塵器設(shè)計成濾床形式，通過過濾去除含塵氣體中的粉塵粒子。除塵機(jī)理中包括慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、重力沉降和靜電力等作用。電除塵器利用高壓電場使粉塵荷電，在靜電力作用下捕集塵粒。突出優(yōu)點(diǎn)是：主要缺點(diǎn)有：高：除塵效率高大：氣體處理量大廣：應(yīng)用范圍廣簡：結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)自動化、智能化。高：投資費(fèi)用高大：能耗大多：附屬設(shè)備多高:安裝、運(yùn)行要求高61一、電除塵器的工作原理及除塵過程

電除塵器的除塵過程一般分為三個階段—————、—————、—————。即：電暈放電和粒子荷電、帶電粒子的定向遷移和沉降、粒子捕集與清灰。1、特殊的電極組成

陰極（負(fù)極）：也叫電暈極，由金屬細(xì)線組成。陽極（正極）：也叫集塵極，由金屬薄板組成。2、不均勻的電場與電暈放電

通電時，產(chǎn)生不均勻電場，陰極附近電場強(qiáng)度最高，周圍氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的氣態(tài)陰離子，這個過程叫電暈放電。見教材188圖b、c所示。3、粒子荷電氣態(tài)陰離子在電場空間與塵粒碰撞凝聚，使粒子荷電——帶負(fù)電荷見教材188圖d所示。62636465Z形C形波浪形曲折形664、荷電粒子的定向遷移與沉降在電場中荷電陰粒子定向遷移到正極極板被捕集。見教材188圖e所示。5、振打清灰振打電級，塵粒脫落，進(jìn)入灰斗。見教材188圖e所示。二、除塵器的除塵效率見教材P189公式。（了解）三、電除塵器的結(jié)構(gòu)主要部分組成：電暈極、集塵極、清灰裝置。

附屬設(shè)施：氣流分布裝置、外殼、供電設(shè)備。67

電除塵器內(nèi)部主要有電暈極（陰極）、收塵極（陽極）及振打系統(tǒng)組成。

當(dāng)電除塵器通電后，電暈極與收塵極間形成電場，煙氣粉塵進(jìn)入除塵器后在電場作用下發(fā)生電離，荷電后的粉塵逐向收塵極和電暈極。通過對這兩極的振打，粉塵落入灰斗達(dá)到收塵目的。

電除塵器的工作原理68

課題十一氣態(tài)污染物的凈化

教學(xué)目標(biāo)要求:

1.掌握控制氣態(tài)污染物的常用方法及原理2.了解常用吸收及吸附設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.知道吸收法和吸附法的運(yùn)行過程4.知道工廠選址的原則69作業(yè)：一、填空：1.在吸收法中，一般的說，SO2用——吸收、NH3用——吸收、HCl用——吸收、CO2用———吸收比較合適。2.根據(jù)雙膜理論，在物理吸收中，吸收過程控制為——————共同控制。3.常用的吸收設(shè)備主要有——————————————等。4.石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝中，主要的化學(xué)反應(yīng)有————、———————、————————、—————————。5.常用的工業(yè)吸附劑主要有————、————、—————、

——————四種。二、簡答：1.汽車尾氣治理的途徑主要有哪些？2.影響完全燃燒的三要素是什么？3.試根據(jù)催化轉(zhuǎn)化原理,將NH3、NO2、SO2無害化或資源化。70吸收凈化利用液體吸收劑選擇性地將一種或多種有害成分從氣體混合物中分離的方法。一、吸收基本原理

1.吸收質(zhì)與吸收劑

吸收質(zhì)：吸收過程中，被吸收的物質(zhì)。

吸收劑：吸收過程中具有吸收功能的物質(zhì)。如：用氫氧化鈉溶液吸收氯化氫氣體，吸收劑是———，吸收質(zhì)是————。

2.物理吸收與化學(xué)吸收

物理吸收：氣體溶解于液體的過程，不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)。如：用水吸收鹽酸廠尾氣的過程。

化學(xué)吸收：吸收質(zhì)與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。如：用石灰水吸收硫酸廠尾氣的過程

3.吸收過程的氣液平衡

①吸收平衡

吸收：指吸收質(zhì)向吸收劑傳質(zhì)的過程。解吸：吸收質(zhì)從吸收劑中逸出的過程。71氣液吸收平衡：在吸收過程中，當(dāng)處的狀態(tài)。簡稱吸收平衡。②溶解度：在一定條件下，吸收劑所能吸收吸收質(zhì)的最大濃度。③平衡分壓PA：吸收平衡時，吸收液上方的吸收質(zhì)所產(chǎn)生的壓力。根據(jù)亨利定律：PA=EXAXA=XA/(XA+XB)

吸收質(zhì)A的平衡分壓與它在吸收液中的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。

4、雙膜理論:(氣膜控制和液膜控制)

在膜外，傳質(zhì)過程既有分子擴(kuò)散，又有質(zhì)點(diǎn)湍流。在膜內(nèi)，傳質(zhì)過程僅為分子的擴(kuò)散。時，體系所界面進(jìn)氣氣膜液膜液相氣相出氣72①化學(xué)吸收的特點(diǎn)吸收控制為氣膜控制吸收質(zhì)通過界面時直接與吸收劑反應(yīng)，大大降低了液相中吸收質(zhì)的濃度，吸收過程主要取決于氣膜內(nèi)氣體分子的擴(kuò)散速度。吸收控制過程為氣膜控制。具有吸收效率高，吸收速度快。

②物理吸收的特點(diǎn)吸收控制過程為氣膜控制和液膜控制兩個方面吸收過程中，傳質(zhì)過程為單純的物理溶解過程，吸收速度取決于吸收質(zhì)在氣膜和液膜中的分子擴(kuò)散速度。吸收控制過程由氣膜控制和液膜控制共同控制。應(yīng)用舉例：根據(jù)雙膜理論，用水吸收SO2時，為氣膜和液膜共同控制，用堿液吸收SO2時，為氣膜控制。二、吸收劑的選擇吸收劑的選擇原則：廉價、穩(wěn)定，易于再生;選擇系性高，吸收容量大。應(yīng)用實(shí)例：SO2用——吸收，NH3用————吸收，HCl用——吸收。73三、吸收設(shè)備:提供氣液兩相傳質(zhì)的設(shè)備,常見的有以下三種。

1.填料塔：氣液兩相互成逆流進(jìn)行傳質(zhì)。

2.板式塔

填料陶瓷、金屬、塑料等制品凈化氣廢氣新鮮吸收液循環(huán)泵帶噴嘴的輸液管擋霧設(shè)備·····································································廢氣凈化氣液體吸收劑多孔板液體出口743.噴霧塔①普通噴霧塔用以吸收有害氣體，其結(jié)構(gòu)比較簡單。見教材P197圖11.5所示。②文丘里洗滌除塵器（適用于含塵氣體的凈化）

主要部件有：文式管、除霧塔（分離器）、沉淀池、加壓循環(huán)水泵等。

除塵機(jī)理及過程：可以分為————、————、————三個階段。

霧化：含塵氣體進(jìn)入文式管喉管處被收縮，氣流速度突然增大，從此處進(jìn)入的液體很快被霧化。凝聚：塵粒被充分潤濕后發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生凝聚。脫水：在除霧塔中進(jìn)行氣液分離，含塵液體由下部排出進(jìn)入沉淀池，凈化氣從除霧塔上部排出。4.吸收操作應(yīng)注意的工藝問題①吸收液的處理②高溫?zé)煔獾念A(yù)處理除霧塔文式管喉管水泵沉淀池泥漿進(jìn)氣排氣水槽75四、吸收法凈化煙氣中的SO2

1.石灰石

石膏法煙氣脫硫采用的吸收劑是石灰石或石灰。

脫硫率高達(dá)95%以上，適用于任何煤種煙氣的脫硫，回收產(chǎn)品石膏。①原理：煙氣

化學(xué)反應(yīng)方程式見教材199頁。SO2+H2O=H2SO3

H2SO3+O2=H2SO4

CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2OCaSO4+2H2O=CaSO4.2H2O(石膏)②工藝流程：分四個系統(tǒng)完成。見教材P199圖11.7所示。a吸收劑制備系統(tǒng)c.SO2吸收系統(tǒng)b煙氣進(jìn)入系統(tǒng)d.石膏制備及處置系統(tǒng)石灰石漿液鼓入空氣石膏762.噴霧干燥法煙氣脫硫采用的吸收劑是石灰和水。

脫硫率高達(dá)80%以上，適用于中、低含硫煤的煙氣脫硫，回收的產(chǎn)品主要是亞硫酸鈣和少量的硫酸鈣。

①反應(yīng)原理：CaO+H2O=Ca(OH)2（反應(yīng)物經(jīng)霧化后與高溫?zé)煔饨佑|發(fā)生反應(yīng)。）Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2OCaSO3+O2=CaSO4②工藝流程分四個系統(tǒng)完成。見教材P200圖11.8所示。

a.吸收劑制備系統(tǒng)b.煙氣預(yù)處理系統(tǒng)c.煙氣脫硫系統(tǒng)（SO2吸收系統(tǒng)）d.脫硫灰渣處理系統(tǒng)7778石灰石煙氣系統(tǒng)凈化氣SO2吸收系統(tǒng)吸收劑制備系統(tǒng)石膏制備系統(tǒng)79吸附法利用多孔性固體材料的吸附作用分離氣體混合物的方法。一、吸附原理1.吸附與解吸吸附：物質(zhì)濃集在固體表面的過程。解吸：物質(zhì)脫離固體表面的過程。2.吸附質(zhì)與吸附劑吸附質(zhì)：被濃集在固體表面的物質(zhì)。吸附劑：能吸附物質(zhì)于其表面上的固體物質(zhì)。3.物理吸附與化學(xué)吸附其特點(diǎn)見教材P202表11.2所示。二、吸附劑的特點(diǎn)與常用吸附劑見教材P202-203。三、影響吸附操作的因素（了解）四、吸附劑的再生

其方法主要有：熱再生、降壓再生、通氣吹再生、置換脫附再生、化學(xué)再生、微生物再生。80五、常用吸附設(shè)備1.固定床間歇式吸附設(shè)備

其特點(diǎn)是:簡單、價廉，而且需要設(shè)計多臺吸附器互相切換使用。2.流化床連續(xù)吸附器見教材P206圖11.11所示。含塵氣流吸附劑檢修孔凈化氣體8182催化轉(zhuǎn)化法一、催化轉(zhuǎn)化原理

利用催化劑的催化作用，通過氧化還原反應(yīng)，使污染物無毒無害化或資源化。應(yīng)用舉例：8NH3+6NO27N2+12H2O(無毒無害化)

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