大气污染控制工程期末考试重点资料修改版.docx

1、大气污染控制工程期末考试重点资料修改版 第一章 概论1.大气污染: 系指由于人类的活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康生活或危害了生态环境。2. 全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。3.大气污染分类按影响范围:局城性污染、广域性污染、全球性污染、地区性污染按污染特征分类：煤炭型污染 、石油型污染 、混合型污染 、特殊型污染 按污染物的化学性质分类：还原型 、氧化型 按存在状态分为：气溶胶状态污染物（粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾、雾），气体状态污染物（以二氧化硫为主的含S化合物、以NO为主的含N化合物、碳的氧

2、化物、有机化合物、卤素化合物）4.大气污染源的分类污染源存在的形式:固定污染源和移动污染源 污染物排放的方式:高架源和地面源。污染源的几何形状:点源、面源和线源 污染物排放的时间:连续源、间断源、瞬时源 人类社会活动功能:工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等5.一次污染物：直接从污染源排入大气的各种气体、颗粒物质等。二次污染物：某些一次污染物在大气中与其他化学物结合而发生化学反应产生的新的污染物。6.颗粒物：悬浮在大气中的微粒之统称。降尘： 粒径 10微米的固体颗粒物。 飘尘： 粒径 10微米的固体颗粒物。 第二章 燃料与大气污染1. 煤的分类：褐煤、烟煤、无烟煤2. 燃料按物

3、理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。P293. 煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。 4. 灰分：是煤中不可燃矿物物质的总称。 5. 元素分析：是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。P316. 煤中含有硫的形态（四种）：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫。 7. 煤的成分表示方法中常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。 8. 燃料完全燃烧的条件为：空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。 9. 燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。P391

4、0. 燃料燃烧的理论空气量: 单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。完全燃烧的化学反应方程式：理论空气量：11. 空气过剩系数 ：实际空气量Va与理论空气量Va0之比 12. 空燃比（AF）：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。P42（空燃比为无量纲）13、燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失14、理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积。15、 过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和C

5、O的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。空气过剩系数为：a= M过剩空气中O2的过剩系数设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示，假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为 理论需氧量：0.264N2P-O2P 所以（燃烧完全时） 若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2 此时各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。标况下烟气量计算式： 污染物排放量的计算（例题、习题） 第三章 污染气象学基础知识大气层可分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层1. 干绝热垂直递减率（干绝热

6、直减率）: 干气块（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。以d表示。2、逆温：温度随高度的增加而增加。逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。3.辐射逆温由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却

7、而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。以冬季最强 下沉逆温：由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温成为下沉逆温。4.五种典型烟流和大气稳定度（1）波浪型 rrd 很不稳定（2）锥型：r = rd 中性或稳定（3）扇型： rrd 稳定（4）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：rrd 不稳定;在排出下方；，rrd，大气处于稳定状态。 （5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：rrd，大气处于稳定状态； 第四章 大气扩散浓度估算风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。烟囱高度的设计 设计目的：使烟囱排放的大气污染物在环境空气中产生的地面浓度与背

8、景值叠加后的预测浓度，不超过环境空气质量标准规定的浓度限值。1、有效源高 烟囱的有效高度H（烟轴高度，它由烟囱几何高度Hs和烟流（最大）抬升高度H组成，即H=Hs+H），要得到H，只要求出H即可。H：烟囱顶层距烟轴的距离，随x而变化的。（1）烟气抬升：烟气从烟囱排出，有风时，大致有四个阶段: a）喷出阶段；b）浮升阶段；c）瓦解阶段；d）变平阶段：（2）烟云抬升的原因有两个：是烟囱出口处的烟流具有一初始动量（使它们继续垂直上升）；是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。这两种动力引起的烟气浮力运动称烟云抬升，烟云抬升有利于降低地面的污染物浓度。 （3）影响烟云抬升的因素：影响烟云抬升的因素很多，

9、这里只考虑几种重要因素： 1）烟气本身的因素 ：a）烟气出口速度（Vs）：决定了烟起初始动力的大小；b）热排放率（QH）烟囱口排出热量的速率。 2）环境大气因素：a）烟囱出口高度处风速越大，抬升高度愈低；b）大气稳定度：不稳时，抬升较高；中性时，抬升稍高；稳定时，抬升低。c）大气湍流的影响：大气湍流越强，抬升高度愈低。3）下垫面等因素的影响 关于大气污染物扩散问题的计算题详见课本！ 第五章 颗粒污染物控制技术基础1.定向面积等分直径：各种颗粒在投影图中按同一方向将颗粒面积二等分的线段长度。2.斯托克斯直径：为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。3.空气动力学当量直径 ：为在空

10、气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球的直径。4.个数频率：为间隔中的颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。5.个数筛下累积频率：为小于间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比 。6.个数筛下累积频率：为大于间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比。7. 粉尘的物理性质包括：密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、粘附性、自然性和爆炸性。安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，一般为3555。 滑动角：系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角粉尘的润湿性：粉

11、尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。P146 （粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。）粉尘的比电阻：粉尘的导电性通常用电阻率表示。 高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低。8.颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。9.评价净化装置性能的指标包括技术指标和经济指标两方面。技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。10.分级效率：系指除

12、尘装置对某一粒径 或粒径间隔内粉尘的除尘效率。 第六章 除尘装置1.从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备成为除尘装置或除尘器。根据主要除尘机理，可分为1.机械除尘器2.电除尘器3.袋式除尘器4.湿式除尘器2.机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。3.旋风除尘器的基本原理？旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面

13、落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。4. 旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 缺点：效率80%左右，捕集0.5um为主，称为电场荷电；2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，d0.15为主，称为扩散荷电； 3、场电荷和扩散电荷的综合作用。 影响荷电时间的因素1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短； 2、不规则电场影响；由于是经整流的不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断，粉尘上的电荷过剩，增长了荷电

14、时间，降低了除尘效率。影响粉尘捕集的理论因素1、有效驱进速度 2、粉尘粒径dp 3、气流速度v，0.5-2.5m/s；板式电除尘器的气流速度为 1.0-1.5m/s粉尘比电阻和对电除尘器的影响1、 粉尘的导电性：烟气中的水汽和化学物质能使粉尘具有电除尘器操作所需要的微弱导电性，某些情况下，较高的稳定也会使粉尘具有满意的导电性。2、 高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响：高比电阻粉尘将会干扰电场条件，导致除尘率下降。当高于一值时，集尘板粉尘层内会出现电火花，即会产生明显反电晕，反电晕的产生导致点晕电流密度大大降低，严重干扰粒子荷电和捕集。3、 克服高比电阻的方法：保持电极表面尽可能清洁、采用较好的供

15、电系统、烟气调质（增加湿度、改变烟气温度）、发展新型电除尘器。 袋式除尘是利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。 袋式除尘器工作原理：含尘气体从下部进入员通过行滤袋，再通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗。粉尘初层：颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，称为粉尘初层。其是称为袋式除尘器的主要过滤层，提高除尘效率。过滤式除尘器分为：空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器袋式除尘器的清灰方式：机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2

16、、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单。缺点：1、受滤布的耐温、耐腐等操作性能的限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒。 除尘过程：当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后的气体从出口排除。经过一段时间，启开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗。除尘机理：1、筛过作用：当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。 2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集。3、扩散和静电作用：小于1微米的尘粒，在气体分子的掩击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分

17、离出来，这种现象称为扩散作用 。4、重力沉降：当缓慢运动的含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用自然沉降下来。 袋式除尘器的性能：气布比：袋式除尘器的过滤速度系指处理的烟气流量与滤布总面积之比 。式中：Vf过滤速度(mmin);Q处理的烟气流量(m3h)；Af有效滤布总面积(m2)。防尘效率：湿式除尘器 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性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置 当颗粒直径和密度确定后，碰撞系数与野地之间的相对速度，成正比，而与直径成反比。对于给定的烟气系统，要提高惯性碰撞参参数，必须提高液气相对速度和艰辛液滴直径。惯性碰撞参数越大，

18、则粒子惯性越大，碰撞捕集效率越高。可以有效地除去直径为0.120m的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物 大致可分为：高能和低能湿式除尘器低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa，对10m以上粉尘的净化效率可达9095%（喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器）高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa，净化效率可达99.5以上（文丘里洗涤器）分类：根据湿式除尘器的净化机理，可分为1.重力喷雾洗涤器（喷雾塔洗涤器）2、旋风洗涤器3、自激喷雾洗涤器4、板式洗涤器5、填料洗涤器6、文丘里洗涤器7、机械诱导洗涤器湿式除尘器的优点：1、不仅可以除去粉尘，还可净化气体 2、效率较高，可去除的粉尘粒径较小 3、体积

19、小，占地面积小 4、能处理高温、高湿的气流。 湿式除尘器的缺点：1、有泥渣 2、防冻设备（冬天） 3、易腐蚀设备 4、动力消耗大。 分割粒径与除尘效率分割粒径法：基于分割粒径能全面表示从气流中分离粒子的难易程度和洗涤器的性能 喷雾塔洗涤器基本原理： 含尘气流向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动，粉尘颗粒与液滴之间通过惯性碰撞、接触阻留、粉尘因加湿而凝聚等作用机较大的尘粒被液滴捕集。当气体流速较小时，夹带了颗粒的液滴因重力作用而沉于塔底，净化后的气体通过脱水器去除夹带的细小液滴由顶部排出。雾塔洗涤器的基本构造： 根据喷雾塔洗涤器内截面的形状，可分为圆形和方形两种；按其内的气液流动方向份为顺流、逆流和

20、错流三种型式。喷雾塔洗涤器的特点：喷塔洗涤器的主要特点是结构简单、压力损失小，一般为250500Pa，操作方便，运行稳定。 旋风洗涤器 :在干式旋风分离器内部一环形方式安装一排喷嘴，这就构成了一种最简单的旋风洗涤器。喷嘴作用发生在外涡旋区，并捕集颗粒，携带颗粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底。文丘里洗涤器：文丘里除尘器：（可除去1m以下的尘粒）由收缩管、喉管、扩散管组成。水从喉管周边均匀分布的若干小孔进入，在被通过这里的高速含尘气流撞击成雾状液滴，气体中的尘粒与液滴凝聚成较大颗粒随气流进入旋风器和气体分离。在旋风分离器中，含尘的水滴与气流分离。除尘过程 1、含尘气体由进气管

21、进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能2、在喉管入口处，气速达到最大，一般为50180m/s3、洗涤液 （一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速4、充分的雾化是实现高效除尘的基本条件 第七章 吸收法净化气态污染物1.气态污染物净化方法为气体吸收，气体吸附和气体催化等。2、吸收剂选择原则：1、对污染物具有良好的选择性吸收能力；2、在吸收污染物后形成的富液应成为副产品或无污染液体，或更易处理和再利用的物质；3、吸收剂的蒸汽压要低，不起泡，热化学稳定性好，粘度低，腐蚀性小；4、价廉易得。3、吸收工艺配置 1、烟气除尘 2、烟气预冷却 3、解决结垢和堵塞问

22、题 4、除雾 5、气体再加热。4、在气体净化中，吸收装置一般有三种：填料塔、板式塔、文丘里洗涤器5、吸附类型：（1）物理吸附：范德华力，单层吸附或多层吸附（2）化学吸附：化学键力，单层吸附6、吸附设备按吸附剂在吸附器中的工作状态可分为固定床吸附器、移动床吸附器及流化床吸附器。7、吸附剂的条件 1.吸附能力强，吸附容量大；2. 巨大的内表面积和孔隙率3. 对不同的气体具有选择性的吸附作用；4. 较高的机械强度、化学和热稳定性；5. 良好的再生性能；6. 颗粒均匀7. 来源广泛，造价低廉 。常用工业吸附剂：活性氧化铝、硅胶、活性炭、沸石分子筛催化法定义： 利用催化剂在化学反应中的催化作用，将废气中

23、有害的污染物转化成无害的物质，或转化成更易处理和回收利用的物质。 在大气污染控制工程中，对于有机废气、臭味等 可采用催化燃烧法进行净化。 催化燃烧法适用连续排放的废气，且从节约能源上考虑，排气浓度和温度最好较高；催化燃烧法不适用于含有大量尘粒、雾滴的废气净化，也不适用于在氧化过程中产生固体物质的废气以及污染源间歇产生场合的废气净化。 第八章 硫氧化物的污染控制1. SO2排放的控制方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。 2. 煤炭转化主要是气化和液化。 3.流化燃烧的床层温度一般控制在850950之间。 4.流化床燃烧脱硫的主要影响因素？钙硫比；煅烧温度；

24、脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；脱硫剂种类 钙硫比：脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比。 5.主要的烟气脱硫工艺 石灰石/石灰法洗涤的原理（湿法）？ 烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石石灰浆液洗涤，SO2与浆液中的碱性物质发生的化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路，浆液中的固体连续的从浆液中分离出来排往沉淀池。喷雾干燥法烟气脱硫的原理（湿干法）？ 喷雾干燥法是一种湿-干法脱硫工艺。其脱硫过程是SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或NaCO2溶液吸收。同时，温度较高烟气干燥了液滴。形成干固体废物。干废物（亚硫酸盐、硫酸盐、未反应的吸收剂和飞灰等）由袋式除尘器或电除尘器捕集。

25、干法喷钙脱硫的原理（干法）？ 首先，作为固硫剂的石灰石粉料喷入锅炉炉膛，CaCO3受热分解成CaO和CO2。热解后生成CaO随烟气流动，与其中SO2反应，脱除部分SO2。 CaO+SO2+1/2O2CaSO4 CaO+SO3CaSO4 然后，生成的CaSO4与未反应的CaO以及飞灰一起，随烟气进入锅炉后部的活化反应器。在活化器中，通过喷水雾增湿。一部分尚未反应的CaO转变成具有较高反应活性的Ca(OH)2,继续与烟气中的SO2反应。从而完成脱硫的全过程： CaO+H2OCa(OH)2 Ca(OH)2+SO2+2/1O2CaSO4+H2O6.影响烟气脱硫工艺性能的主要因素： 1. 脱硫效率：脱硫

26、率是由很多因素决定的，除了工艺本身的脱硫性能外，还取决于烟气的状况，如SO2浓度、烟气量、烟温、烟气含水量等。2. 钙硫比（Ca/S）：湿法工艺的反应条件较为理想，因此实用中的Ca/S接近于1，一般为1.01.2。3. 脱硫剂利用率：脱硫剂利用率指与SO2反应消耗掉的脱硫剂与加入系统的脱硫剂总量之比。脱硫剂的利用率与Ca/S有密切关系，达到一定脱硫率时所需要的Ca/S越低，脱硫剂的利用率越高，所需脱硫剂量及所产生脱硫产物量也越少。4. 脱硫剂的来源5. 脱硫副产品的处理处置6. 对锅炉原有系统的影响：干法和湿干法脱硫工艺通常安装在锅炉原有的除尘器之前。脱硫系统对除尘器的运行有较大影响。7. 对机组运行方式适应性的影响：由于电网运行的需