大气污染控制工程课件06
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工程类本科院校优秀课件《大气污染控制工程》：第06章 颗粒物污染控制技术6
• 在水泥熟料的锻烧过程中，由于燃料的燃烧，原料在炉内的运动及在高 温条件下的物理化学反应等，也必然产生大量的含尘废气。一般每生产 lkg水泥熟科，约产生10～15m3的含尘废气。
• <重点区域大气污染防治“十二五”规划>:强化工业烟粉尘治理， 大力削减颗粒物排放 深化火电行业烟尘治理 强化水泥行业粉 尘治理 深化钢铁行业颗粒物治理 全面推进燃煤工业锅炉烟尘 治理 积极推进工业炉窑颗粒物治理
• 特点：
✓各类工业炉窑所产烟气与烟尘特性差异其大．从而使各类炉窑的 烟气净化问题各具特征。
• 安装除尘器，减少飞灰排放
• 对于大、中型锅炉，由于其构造较为完善，在正常情况下，燃烧工况一般较好， 所以大多不冒黑烟。但其排烟中夹带有大量飞灰，仍会污染大气，所以必须装设 适当形式的除尘装置，降低排尘浓度，以便达到废气排放标准
二、电力工业燃煤锅炉烟气除尘
• 烟气特性
• 高温烟气主要以对流传热方式把热量传递给过热器、省煤器和空气预热 器等。在传热过程中，烟气温度不断降低，离开空气预热器进入除尘器 前，烟气温度一般为120～190℃。
第六章 除尘装置
工业炉窑烟气除尘
• 《国家环境保护“十一五”规划》：工业炉窑要使用清洁燃烧技 术，以细颗粒污染物为重点，严格控制烟（粉）尘和二氧化硫的 排放。开展新一轮的除尘改造，推广使用高效的布袋除尘设施。 继续抓好煤炭、钢铁、有色、石油化工和建材等行业的废气污染 源控制，对重点工业废气污染源实行自动监控。
天然原料主要是石灰石、粘土及含有铁、铝和硅等的辅助原料； 工业废料通常有高炉渣．制碱废渣、铜矿渣、铝矿渣、电石渣和煤矸石 等 • 水泥生产的工艺过程是：把原料破碎粉磨成粉状生料(或料浆），调配混 匀后入窑煅烧成水泥熟料，熟科经磨细后配以石膏和其它混合料即成为 水泥。 • 用水泥窑烧制水泥熟料的方法，应用得最多的是湿法和干法。 湿法锻烧是向窑内供入生料浆，而干法则是向窑内供入生料粉。湿法烧 制的水泥熟料质量高，粉尘飞扬少，但热耗大，干法窑则与之相反。我 国南方地区雨水较多，常采用湿法窑，北方地区则多采用干法窑。 • 水泥熟料的煅烧大多采用立窑或回转窑
• <重点区域大气污染防治“十二五”规划>:强化工业烟粉尘治理， 大力削减颗粒物排放 深化火电行业烟尘治理 强化水泥行业粉 尘治理 深化钢铁行业颗粒物治理 全面推进燃煤工业锅炉烟尘 治理 积极推进工业炉窑颗粒物治理
• 特点：
✓各类工业炉窑所产烟气与烟尘特性差异其大．从而使各类炉窑的 烟气净化问题各具特征。
• 安装除尘器，减少飞灰排放
• 对于大、中型锅炉，由于其构造较为完善，在正常情况下，燃烧工况一般较好， 所以大多不冒黑烟。但其排烟中夹带有大量飞灰，仍会污染大气，所以必须装设 适当形式的除尘装置，降低排尘浓度，以便达到废气排放标准
二、电力工业燃煤锅炉烟气除尘
• 烟气特性
• 高温烟气主要以对流传热方式把热量传递给过热器、省煤器和空气预热 器等。在传热过程中，烟气温度不断降低，离开空气预热器进入除尘器 前，烟气温度一般为120～190℃。
第六章 除尘装置
工业炉窑烟气除尘
• 《国家环境保护“十一五”规划》：工业炉窑要使用清洁燃烧技 术，以细颗粒污染物为重点，严格控制烟（粉）尘和二氧化硫的 排放。开展新一轮的除尘改造，推广使用高效的布袋除尘设施。 继续抓好煤炭、钢铁、有色、石油化工和建材等行业的废气污染 源控制，对重点工业废气污染源实行自动监控。
天然原料主要是石灰石、粘土及含有铁、铝和硅等的辅助原料； 工业废料通常有高炉渣．制碱废渣、铜矿渣、铝矿渣、电石渣和煤矸石 等 • 水泥生产的工艺过程是：把原料破碎粉磨成粉状生料(或料浆），调配混 匀后入窑煅烧成水泥熟料，熟科经磨细后配以石膏和其它混合料即成为 水泥。 • 用水泥窑烧制水泥熟料的方法，应用得最多的是湿法和干法。 湿法锻烧是向窑内供入生料浆，而干法则是向窑内供入生料粉。湿法烧 制的水泥熟料质量高，粉尘飞扬少，但热耗大，干法窑则与之相反。我 国南方地区雨水较多，常采用湿法窑，北方地区则多采用干法窑。 • 水泥熟料的煅烧大多采用立窑或回转窑
《大气污染控制工程》课件
大气污染控制的重要性
详细介绍大气污染控制的重要性，包括保护人民健康和维护生态平衡。
大气污染控制的目标和策略
阐述大气污染控制的目标，包括降低污染物排放和改善空气质量，并介绍一些常用的控制策略。
大气污染控制工程的原理和技 术
介绍大气污染控制工程中常用的原理和技术，如静电除尘、吸附等，以及它 们的工作原理和应用范围。
大气污染控制案例研究
通过实际案例，展示大气污染控制工程在不同地区的应用，以及取得的成效和挑战。
总结和展望
总结各个方面的内容，并展望大气污染控制工程的未来发展，以及我们每个人在环境保护中的角色。
《大气污染控制工程》
这个PPT课件将带您了解大气污染的定义和概述，包括其影响以及控制工程的 重要性和目标，同时讨论了控制工程的原理和技术，并提供了一些案例研究， 最后进行总结和展望。
大气污染的定义和概述
探讨大气污染的定义，了解它对环境和人类的影响，并介绍一些常见的大气 污染源。
大气污染的影响
深入了解大气污染对人类健康、环境质量和气候变化等方面带来的影响。
王书肖 大气污染控制工程 第六章
de＝(0.4－0.5)D v 特征长度（natural length）-亚历山大公式
v 排出管以下部分的长度与特征长度相近 v 锥体和筒体的总高度不应大于筒体直径 D 的 5 倍
三、影响旋风除尘器内的因素
➢ 除尘器下部的严密性
v 在不漏风的情况下进行正常排灰 v 可以采用双翻版式或回转式的锁气器，从而保证除尘器下部的严密性。
二、旋风除尘器内的除尘效率
➢对于球形Stokes粒子
分割粒径
dc愈小，说明除尘效率越高，性能愈好
dc确定后，Leith一Licht模式计算其它粒子的分级效率
另一种经验公式：
二、旋风除尘器内的除尘效率
旋风除尘器除尘效率-粒径曲线
三、影响旋风除尘器内的因素
二次效应：被捕集粒子的重新进入气流
比例尺寸：高效旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，这些比例 尺寸 关系的变动，都会影响旋风除尘器的效率和压力损失。 v 为获得最佳的除尘效率，一般取排出管直径
四、旋风除尘器的压力损失
➢ 压力损失公式:
ξ——局部阻力系数；
A——旋风除尘器进口面积
旋风除尘器型式
XLT
ξ
5.3
XLT/A Βιβλιοθήκη .5XLP/A 8.0XLP/B 5.8
v 相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相 似放大或缩小，压力损失基本不变 v v 2000Pa
➢ 缺点：
v 体积大 v 效率低 v 仅作为高效除尘器的预除尘
装置，除去较大和较重的粒 子
第六章 除尘装置
6-2 旋风除尘器
旋风除尘器
使含尘气流作旋转运动，在离心力作用下使尘粒从气流中分离捕 集下来的装置。
一、旋风除尘器内的气流运动
v 排出管以下部分的长度与特征长度相近 v 锥体和筒体的总高度不应大于筒体直径 D 的 5 倍
三、影响旋风除尘器内的因素
➢ 除尘器下部的严密性
v 在不漏风的情况下进行正常排灰 v 可以采用双翻版式或回转式的锁气器，从而保证除尘器下部的严密性。
二、旋风除尘器内的除尘效率
➢对于球形Stokes粒子
分割粒径
dc愈小，说明除尘效率越高，性能愈好
dc确定后，Leith一Licht模式计算其它粒子的分级效率
另一种经验公式：
二、旋风除尘器内的除尘效率
旋风除尘器除尘效率-粒径曲线
三、影响旋风除尘器内的因素
二次效应：被捕集粒子的重新进入气流
比例尺寸：高效旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，这些比例 尺寸 关系的变动，都会影响旋风除尘器的效率和压力损失。 v 为获得最佳的除尘效率，一般取排出管直径
四、旋风除尘器的压力损失
➢ 压力损失公式:
ξ——局部阻力系数；
A——旋风除尘器进口面积
旋风除尘器型式
XLT
ξ
5.3
XLT/A Βιβλιοθήκη .5XLP/A 8.0XLP/B 5.8
v 相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相 似放大或缩小，压力损失基本不变 v v 2000Pa
➢ 缺点：
v 体积大 v 效率低 v 仅作为高效除尘器的预除尘
装置，除去较大和较重的粒 子
第六章 除尘装置
6-2 旋风除尘器
旋风除尘器
使含尘气流作旋转运动，在离心力作用下使尘粒从气流中分离捕 集下来的装置。
一、旋风除尘器内的气流运动
大气污染控制工程教学课件
气体监测与评估
通过改进燃烧过程，降低燃烧过程中 产生的气态污染物。
对气态污染物进行实时监测和评估， 为控制技术提供数据支持。
废气处理技术
采用吸取、吸附、催化转化等技术， 对废气中的气态污染物进行处理。
温室气体减排技术与方法
提高能源利用效率
通过改进能源利用方式，提高能源利用效率，减少温室气体排放 。
大气污染危害
大气污染可导致呼吸系统疾病、 生态系统破坏、气候变化等问题 ，对人类健康和生态环境造成严 重影响。
大气污染控制工程的重要性
01
02
03
保证人类健康
大气污染控制工程可以减 少空气中有害物质的含量 ，降低空气污染对人类健 康的危害。
保护生态环境
大气污染控制工程可以减 少空气中有害物质的排放 ，保护生态环境，维护生 态平衡。
案例描述
某工业园区采用集中供热、统一排放的方式，对园区内的大气污染进行控制。具体措施包 括安装除尘器、脱硫脱硝设备等，并对排放口进行监测和监管。
案例分析
该案例采用了集中供热、统一排放的方式，能够有效地减少园区内的大气污染。同时，安 装除尘器、脱硫脱硝设备等措施也能够进一步减少污染物的排放。但是，该案例也存在一 些问题，如设备维护成本较高、监管难度较大等。
目前关于大气污染控制工程的政策法规尚不完善，需要进 一步加强立法和执法力度，确保工程的顺利实施和效果评 估。
未来大气污染控制工程发展策略建议
加强技术研发和创新
完善政策法规体系
加大对大气污染控制工程技术研发的投入 ，推动新技术、新方法的研发和应用，提 高治理效率和效果。
加强大气污染控制工程的立法和执法力度 ，完善相关政策法规体系，为工程的顺利 实施提供有力保证。
大气污染治理工程PPT课件
课程对实践环节及课外作业的要求
• • • • • • • • • • •
配合本教学内容,安排了课程设计和课程实验,内容如下: 1. 主要实验名称、学时及类型 ① 文丘里—旋风水膜除尘器的除尘模拟实验 4学时 综合性 ② 干法脱硫实验, 4学时 验证性 ③ 粉尘真密度的测定 4学时 性能测试 ④ 粉尘粒径分布的测定 4学时 定性和定量 ⑤ 气态污染物的吸收净化实验 4学时 综合性 可根据实验条件适当增减部分内容。 2. 课程设计 内容: 某企业烟气净化系统的设计 工作量: 设备图、系统布置图各一套(要求用CAD制图);设计说明书一份。
课程内容、学时分配及教学基本要求
• (一) 基本要求 – 了解大气污染物及其主要污染源,大气环境标准及综合防治措施。 – 了解大气污染与燃烧的关系。 – 了解大气污染与气象的关系,初步学会大气污染物浓度分布和烟囱 设计的估算方法。 – 基本掌握除尘技术的基本理论,学会正确选用除尘设备、设计除尘 系统。 – 基本掌握气态污染物净化的基本原理,主要污染物的典型净化工艺 流程和设备。 – 基本掌握设计、选择和运行大气污染净化系统。
SO2 SO3 H 2 SO4
M n 2 ，Fe 2
（2）气态状污染物
• 常见的有：CO、NOx、HC化合物、SOx、微粒、光化学烟雾等
• • • • • • 粉尘（钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等）； 硫化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）； 氮化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂）； 氧化物（CO、CO2）； 卤化物（氟化物、氯化物、制碱厂）； 有机物质的污染。
大气圈的构成及大气组成大气圈的构成及大气组成大气圈各层特点大气圈各层特点大气组成恒定组分可变组分不定组分大气组成恒定组分可变组分不定组分大气污染的形成大气污染的形成大气污染的含义大气污染的含义大气污染源的分类大气污染源的分类次污染物和二次污染物次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物重要的大气污染物重要的大气污染物coconox大气的危害大气的危害大气污染与气象的关系大气污染与气象的关系大气污染气象学的研究状况大气污染气象学的研究状况影响大气污染的气象因子动力因子热力因子影响大气污染的气象因子动力因子热力因子大气污染的状况大气污染的状况大气污染防治途径大气污染防治途径大气污染质量控制标准大气污染质量控制标准????????????????noxsoxsoxhchcdustdustmistmist等等??????????????第一章第一章概概论论??空气的重要意义
大气污染控制工程 PPT课件
入变化而变化的一定趋势。揭示了居民收入和食品支出之间
的相关关系，用食品支出占消费总支出的比例来说明经济发
展、收入增加对生活消费的影响程度。众所周知，吃是人类
生存的第一需要，在收入水平较低时，其在消费支出中必然
占有重要地位。随着收入的增加，在食物需求基本满足的情
况下，消费的重心才会开始向穿、用等其他方面转移。因此，
序 号
指标
2005 年
2010 年
“十一五” 增减情 况
1 化学需氧量排放总量（万吨） 1414 1270 -10%
2 二氧化硫排放总量（万吨） 2549 2295 -10%
3
地表水国控断面劣V类水质 的比例（%）
26.1
＜22
-4.1个百分 点
4
七大水系国控断面好于Ⅲ类 的比例（%）
41 ＞43 2个百分点
10
“十五”环保计划主要指标完成情况
序号
1 2 3
指 标 2000年 2005 2005
名称
年计划 年
目标
二氧化硫排 1995 1800 2549
放量（万吨）
烟尘排放量 （万吨）
1165
1100
1183
工放业量粉（尘万排 吨）1092 900
911
“十五” 增减情 况 27.8%
1.5%
-16.6%
雨区的污染程度进一步加重。降水酸度最低值由2000年的 4.1下降至2004年的3.05，酸雨频率大于40%的城市比例由 2000年的52%上升至2005年的63.9%。有关研究表明，我 国每排放一吨二氧化硫造成的经济损失约2万元，空气污染
特别是酸雨污染已严重制约着全面建设小康社会目标的顺利 实现。
《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物
分子层吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而对数
下降。真实吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而线性
下降。真实吸附
物理吸附。同朗格谬尔， 多层吸附
方程式型式
A
V Vm
KpA 1 KpA
A Bp1A/ n
A
1 f
ln(KpA )
p (c 1)p V (p0 p) Vmcp0
5
6
区，即吸附区、再生区、冷却
区。吸附、再生和冷却过程都
是连续进行的。
回转床吸附器
1-废气 2-净化气 3-解吸废气 4-再生热空气 5-冷却气6- 冷却废气
一、吸附装置
流动床吸附器
1-净化气 2-废气 3-过热蒸气 4-预热段 5-解吸蒸气 6-输送用空气 7-回收的有机物质 8-冷凝水
3.流动床吸附器 流动床吸附器的特点是
适用范围 物理吸附 与化学吸
附
同上
化学吸附
物理吸附
二、吸附速率
吸附过程： ➢ 外扩散（气体主体 外表面） ➢ 内扩散（外表面 内表面） ➢ 吸附
➢ 脱附 ➢ 内扩散(内表面 外表面) ➢ 外扩散(外表面 气体主体)
控制步骤：扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附速率
外扩散传质速率：
dqA
d
kYap (YA
[(z-za)ρsXT+zaρs(1-ƒ)XT ]
二、固定床吸附器计算
全床层饱和度：
S
达到破点时床层吸附的 吸附质的量 达到吸附平衡时床层吸 附的吸附质的总量
(z za )sXT za s (1 f )XT zsXT
z fza z
下降。真实吸附 固体表面是不均匀的，各 化学中心的能量不相等； 吸附热随θ的增加而线性
下降。真实吸附
物理吸附。同朗格谬尔， 多层吸附
方程式型式
A
V Vm
KpA 1 KpA
A Bp1A/ n
A
1 f
ln(KpA )
p (c 1)p V (p0 p) Vmcp0
5
6
区，即吸附区、再生区、冷却
区。吸附、再生和冷却过程都
是连续进行的。
回转床吸附器
1-废气 2-净化气 3-解吸废气 4-再生热空气 5-冷却气6- 冷却废气
一、吸附装置
流动床吸附器
1-净化气 2-废气 3-过热蒸气 4-预热段 5-解吸蒸气 6-输送用空气 7-回收的有机物质 8-冷凝水
3.流动床吸附器 流动床吸附器的特点是
适用范围 物理吸附 与化学吸
附
同上
化学吸附
物理吸附
二、吸附速率
吸附过程： ➢ 外扩散（气体主体 外表面） ➢ 内扩散（外表面 内表面） ➢ 吸附
➢ 脱附 ➢ 内扩散(内表面 外表面) ➢ 外扩散(外表面 气体主体)
控制步骤：扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附速率
外扩散传质速率：
dqA
d
kYap (YA
[(z-za)ρsXT+zaρs(1-ƒ)XT ]
二、固定床吸附器计算
全床层饱和度：
S
达到破点时床层吸附的 吸附质的量 达到吸附平衡时床层吸 附的吸附质的总量
(z za )sXT za s (1 f )XT zsXT
z fza z
大气污染控制工程精品PPT课件
最低品味的煤，形成年代最短，热值较低
烟煤
形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性较强，适宜工业一 般应用
无烟煤
❖ 煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热量大
❖ 煤的详细分类
❖ 煤的成分分析
工业分析（ proximate analysis ）
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值，是 评价工业用煤的主要指标。
❖ 氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为 2%~10%，以碳氢化合物的形式存在，1 kg氢完全燃烧时能放出 120500 kJ的热量。
❖ 氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量
❖ 氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%~1.5%
❖ 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两 种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3， 其中SO2占95%以上。
O
5.90 16 = 0.369 6.43 = 0.057
ash
7.9
6.43 = 1.23 g/molC
❖ The normalized molar composition:CH0.808N0.013S0.013O0.057 M f 6 1 . 0 4 0 3 m o l （ g 碳 ） 1 5 . 5 5 m o l （ g 碳 ）
❖ 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水 分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。 外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥 箱中加热到102~105C，保持2h后才能除掉。
❖ 灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。
4.煤的分类和组成
❖ 煤的基本分类
褐煤
烟煤
形成年代较褐煤长，碳含量75%~90％。成焦性较强，适宜工业一 般应用
无烟煤
❖ 煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热量大
❖ 煤的详细分类
❖ 煤的成分分析
工业分析（ proximate analysis ）
测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热值，是 评价工业用煤的主要指标。
❖ 氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为 2%~10%，以碳氢化合物的形式存在，1 kg氢完全燃烧时能放出 120500 kJ的热量。
❖ 氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量
❖ 氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%~1.5%
❖ 硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两 种能放出热量，称之为挥发硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3， 其中SO2占95%以上。
O
5.90 16 = 0.369 6.43 = 0.057
ash
7.9
6.43 = 1.23 g/molC
❖ The normalized molar composition:CH0.808N0.013S0.013O0.057 M f 6 1 . 0 4 0 3 m o l （ g 碳 ） 1 5 . 5 5 m o l （ g 碳 ）
❖ 水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水 分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。 外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥 箱中加热到102~105C，保持2h后才能除掉。
❖ 灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。
4.煤的分类和组成
❖ 煤的基本分类
褐煤
大气污染控制工程.ppt
2、气温与气压 （1）气温：这里指地面气温，一般是指距地面 1.5m高处在百叶箱中观测到的空气温度。常用的 气温 单位为摄氏温度（ ℃ ）、热力学温度（K） 和华氏温度（°F）。三者之间的换算公式如下：
{T}K={t} ℃+273.15 {t} ℃=5/9× ({t} °F－32)
气温与大气污染的关系： 近地层大气的温度是不断变化的。近地层大 气温度的垂直分布决定了大气的稳定程度， 以至影响大气污染物的扩散和稀释。因此气 温的垂直分布与大气污染程度密切相关。
二、影响大气污染物扩散能力的主要因素 大气的运动变化主要是由大气中热能的交 换引起的，热能主要来自于太阳，热能的交换使 得大气的温度有升有降。空气的运动和气压系统 的变化活动，使地球上海陆之间、南北之间、地 面和高空之间的能量和物质不断交换，生成复杂 的气象变化和气候变化。影响大气污染物扩散的 主要因素有两方面： 一是气象的动力因素；二 是 热力因素。
（2）气压： 单位面积上承受的大气柱的重力，即大气 的压强。大气层中不同的地方气压不同而产生 压力差，从而引起空气的运动。气压的单位有： 大气压、帕、毫巴、毫米汞柱，它们之间的关 系如下
1atm=101325Pa=1013.25mbar=760mmHg
3、大气湿度：表示大气中水汽含量和潮湿程度的重 要物理量，它与天气变化密切相关。大气湿度的常 用表示方法有以下几种： （1）绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽质量， 单位：g/m3. (2)水汽压力：空气中所含水汽的分压力，与气压用 相同单位mmHg或Pa。 注意：通常气温条件下水汽压的值与绝对湿度 的值相差不大，因此实际工作中常以水汽压来代替 绝对湿度
续表 各项污染物的浓度限值
Pb 季平均 年平均 B[a]P F 日平均 日平均 一小时平均 月平均 植物生长季平均 1.8② 1.2 ② 1.50 1.00 0.01 7① 20 ① 3.0③ 2.0 ③ μg/dm2.d μg/Nm3
湖大大气污染控制工程课件06电除尘器
6、1 概述
6、1、1电除尘器的工作原理 1、气体电离 2、粒子荷电 3、粒子沉降 4、粒子清除
6、1、2电除尘的分类 1、按集尘极形式分：管式和板式； 2、按粒子荷电和放电空间位置分：一段式和两段式； 3、按气流流动方向分：卧式、立式； 4、按清灰方式分：干式、湿式
6、3 粒子荷电
6、3、1电场荷电 1、电场荷电有关的概念和计算 （1）电场荷电的概念：指粒子在电场中沿电力线作定向移动而与粒子碰撞并使其荷电，这是粒径大于1.0μm的大粒子的主要荷电机制。 （2）饱和电荷：在电场荷电的过程中，随着粒子荷电量的增加，电力线逐渐受到排斥，最后全部电力线都不由粒子发出，此时粒子所带的电荷称为饱和电荷。
式中：Ep——集尘极表面的电场强度V/m； q——粒子荷电量，C; μ——气体粘度，Pa.s; dp——尘粒的直径, m; 注：当粒径小于0.4μm时，粒子荷电量可按扩散荷电量计算；当粒径大于0.4μm小于1μm时，粒子荷电量可按扩散荷电量加上饱和荷电量计算，但须进行康宁汉修正。
3、粒子驱进速度公式的适用条件 ①理论驱进速度公式是假设含尘气流在除尘器内作层流运动下导出的； ②该公式计算出的粒子驱进速度，仅是粒子的平均驱进速度的近似值。
（3）粒子荷电量的计算 ①饱和荷电量
式中：qs——饱和荷电量，C；dp——粒子直径, m；E0——两极间的平均电场强度,V/m；εo——真空介电系数, 8.85×10-12； εP——粒子的相对介电系数，无因次，1~∞
式中： qt—荷电时间为t时粒子的荷 电量，C； t——荷电时间，即粒子在荷电区的停留时间，s ； t o——荷电时间常数， 即qt/qs=50% 时所需的时间， s ； N0—电晕场中的离子密度，个/m3 ； e—电子的电量， e=1.60×10-19 C， K—气体离子的迁移率， m2/（v.s） 注意：当t≥ 10t0时，即可认为qt= qs。
6、1、1电除尘器的工作原理 1、气体电离 2、粒子荷电 3、粒子沉降 4、粒子清除
6、1、2电除尘的分类 1、按集尘极形式分：管式和板式； 2、按粒子荷电和放电空间位置分：一段式和两段式； 3、按气流流动方向分：卧式、立式； 4、按清灰方式分：干式、湿式
6、3 粒子荷电
6、3、1电场荷电 1、电场荷电有关的概念和计算 （1）电场荷电的概念：指粒子在电场中沿电力线作定向移动而与粒子碰撞并使其荷电，这是粒径大于1.0μm的大粒子的主要荷电机制。 （2）饱和电荷：在电场荷电的过程中，随着粒子荷电量的增加，电力线逐渐受到排斥，最后全部电力线都不由粒子发出，此时粒子所带的电荷称为饱和电荷。
式中：Ep——集尘极表面的电场强度V/m； q——粒子荷电量，C; μ——气体粘度，Pa.s; dp——尘粒的直径, m; 注：当粒径小于0.4μm时，粒子荷电量可按扩散荷电量计算；当粒径大于0.4μm小于1μm时，粒子荷电量可按扩散荷电量加上饱和荷电量计算，但须进行康宁汉修正。
3、粒子驱进速度公式的适用条件 ①理论驱进速度公式是假设含尘气流在除尘器内作层流运动下导出的； ②该公式计算出的粒子驱进速度，仅是粒子的平均驱进速度的近似值。
（3）粒子荷电量的计算 ①饱和荷电量
式中：qs——饱和荷电量，C；dp——粒子直径, m；E0——两极间的平均电场强度,V/m；εo——真空介电系数, 8.85×10-12； εP——粒子的相对介电系数，无因次，1~∞
式中： qt—荷电时间为t时粒子的荷 电量，C； t——荷电时间，即粒子在荷电区的停留时间，s ； t o——荷电时间常数， 即qt/qs=50% 时所需的时间， s ； N0—电晕场中的离子密度，个/m3 ； e—电子的电量， e=1.60×10-19 C， K—气体离子的迁移率， m2/（v.s） 注意：当t≥ 10t0时，即可认为qt= qs。
大气污染控制工程 第六章 电除尘器
（1）电场荷电（续） 电场荷电（
粒子荷电 电荷累积 粒子场强增加
没有气体分子能够到达粒子表面， 没有气体分子能够到达粒子表面，电荷饱和
（1）电场荷电（续） 电场荷电（
影响电场荷电的因素
粒径d 和介电常数ε 粒径 p和介电常数ε 电场强度E0和离子密度 0 电场强度 和离子密度N
一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘器内 ， 一般粒子的荷电时间仅为 流动10-20cm所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器 所需要的时间， 流动 所需要的时间 一般可以认为粒子进入除尘器 后立刻达到了饱和电荷
电晕放电
影响电晕特性的因素 电极的形状、 电极的形状、电极间距离 气体组成、压力、 气体组成、压力、温度
不同气体对电子的亲合力、迁移率不同 不同气体对电子的亲合力、 气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及 能产生碰撞电离所需要的电压
气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、 气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电 晕极和集尘极上的沉积 电压的波形
dc确定后，可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率： 确定后，可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率：
1 d p n +1 0 . 6931 × η i = 1 exp d c
n为涡旋指数。 为涡旋指数。 为涡旋指数
经验公式：
η
i
=
(d
pi
/ d
pi
A/2
XLT/A
A / 2 .5 2 .5 A
XLT
A / 1 . 75 1 . 75 A
2A
上3.85b 下0.7D 上0.6D 下0.6 上1.35D 下1.0D 上0.50D 下1.00 0.0296D 700（600） 1100（940） 1400 （1260）
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i g1i
i
i dG1 i q1dd p
1 (d84.1 d15.9 ) 2
正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数 粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移
粒径分布函数
正态分布的累积频率分布曲线
粒径分布函数
对数正态分布
以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线
F (d p ) 1 2π ln g
dF ( d p ) dd p
判断是否符合R－R分布
lg[ln( 1 )] lg n lg d p 1 G
应为一条直线
R－R的适用范围较广，特别对破碎、研磨、筛分过程产生 的较细粉尘更为适用 分布指数n>1时，近似于对数正态分布；n>3时，更适合于 正态分布
第二节 粉尘的物理性质
粉尘的密度
d SV
ni d pi 3 ni d pi
2
f i d pi 3 f i d pi 2
平均粒径（续）
几何平均直径
d g ( d1n1 d 2 n2 d 3n3 ...)1/ N dg 或
n ln d exp(
i
pi
N
)
对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 d d 、中位径 d50 和算术平均直径 d L 相等 频率密度非对称的分布， d d50 d L d
光散射法
沉降法
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密 切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径
颗粒的直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关 通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度
圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表
面积之比Φs（ Φs<1）
正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d) d-直径, l-高
度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、 含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘 粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。
粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降 润湿速度－ v20 L20 (mm/min)
20
润湿性是选择湿式除尘器的主要依据
d 单分散气溶胶， d L d g ；否则， L d g
粒径分布函数
用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布 正态分布
频率密度
(d p d p )2 1 p(d p ) exp[ ] 2 2 2π
筛下累积频率
1 F (d p ) 2π
dp
0
exp[
粒径分布函数
对数正态分布的累积频率分布曲线
粒径分布函数
罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler） G 1 exp( d p n ) 若设 d p (1/ )
1/ n
得到
dp dp )n ]
G 1 exp[ (
一般 d p 多选用质量中位径 d 50 或 d 63.2
以质量表示的比表面积
Sm S 6 (cm 2 /g) pV p d SV
以堆积体积表示的比表面积
Sb S (1 ) 6(1 ) (1 ) SV (cm 2 /cm3 ) V d SV
粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由
dp d 50 ) ] 或 G 1 exp[(
n
G 1 exp[0.693( d 50 0.6931/ n d 63.2 dd ( n 1 1/ n ) d 63.2 n
dp d 63.2
) n ] ...RRS分布函数
粒径分布函数
罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）
粒数中位径（NMD）－累计频率F=0.5时对应的粒径
粒径分布
质量分布
类似于数量分布，也有质量频率、质量筛下累积频率、 质量频率密度等
在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正 比的假设下，粒数分布与质量分布可以相互换算
同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD）
平均粒径
前面定义的众径和中位径是常用的平均粒径之一 长度平均直径
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
颗粒的粒径
显微镜法
定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方 向上的最大投影长度
定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图 中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度 投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相 等的圆的直径
颗粒的直径
某些颗粒的圆球度
粒径分布
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或 表面积）所占的比例 粒数分布:每一间隔内的颗粒个数 粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数 Σni之比
fi ni
n
N
i
f
N
i
1
粒径分布
粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个 数与颗粒总个数之比
第五章 颗粒污染物控制技术基础
主要内容： 1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质
3.净化装置的性能
4.颗粒捕集理论基础 学习要求：
掌握颗粒粒径分布特点，学会计算平均粒径；掌握粉尘物理性质；掌
握除尘系统的关键参数，学会计算除尘效率；掌握颗粒捕集的理论基础， 学会计算几种主要作用力及分级除尘效率。
压力损失
P
v12
2
(Pa)
总净化效率的表示方法
总净化效率：同一时间内净化去除的污染物数量与进 入装置的污染物数量之比
1
S2 Q 1 2N 2N S1 1NQ2N
通过率：
P
S2 2NQ2N 1 S1 1NQ1N
分级除尘效率
i
S 3i S 1 2i S1i S1i
粒径分布函数
对数正态分布（续）
对数正态分布在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于 g
d 84.1 d 50 d 84.1 1/ 2 g ( ) d 50 d15.9 d15.9
g 1 (=1时为单分散气溶胶）
平均粒径的换算关系
ln MMD ln NMD 3ln 2 g ln SMD ln NMD 2 ln 2 g
存在能量足够的火源
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标 技术指标
处理气体流量 净化效率 压力损失
经济指标
设备费 运行费 占地面积
净化装置技术性能的表示方法
处理气体流量
QN
1 (Q1N Q2N ) 2
(m N 3/s)
漏风率
Q1N Q2N 100 Q1N (%)
粒径分布函数
对数正态分布（续）
可用 g、MMD和NMD计算出各种平均直径
1 2 5 2 ln d L ln NMD ln g ln MMD ln g 2 2 ln d S ln NMD ln 2 g ln MMD 2 ln 2 g 3 3 ln d V ln NMD ln 2 g ln MMD ln 2 g 2 2
粉尘的自燃性和爆炸性
粉尘的自燃性
自燃
存放过程中自然发热 燃烧 热量积累 达到燃点
自然发热的原因－氧化热、分解热、聚合热、发
酵热
影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在 状态和环境
粉尘的爆炸性
粉尘发生爆炸必备的条件：
可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定 的浓度
最低可燃物浓度－爆炸浓度下限 最高可燃物浓度－爆炸浓度上限
水分以及颗粒内部的结合水分
含水率－水分质量与粉尘总质量之比 含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性 吸湿现象:溶液上方的水蒸汽压小于周围气体的水蒸汽压,粉尘从 气体中吸收水蒸汽
平衡含水率:气体的每一相对湿度,都对应于粉尘的一定的含水率
粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程
ห้องสมุดไป่ตู้分割粒径－分级除尘效率为50％的粒径
分级效率与总效率的关系
由总效率求分级效率
i
S 3 g 3i g 3i S1 g i g 1i S2 g 2i g 1 P 2i S1 g 1i g 1i
i 1 i
Pg 2 i / g 3i
由分级效率求总效率
粉尘的导电性和荷电性
典型温度－比电阻曲线
粉尘的粘附性
粘附和自粘现象 粘附力－克服附着现象所需要的力
粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）
断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力 除以其断裂的接触面积
分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性 粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性
单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3 粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真密度 p 用堆积体积计算——堆积密度 b
i
i dG1 i q1dd p
1 (d84.1 d15.9 ) 2
正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数 粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移
粒径分布函数
正态分布的累积频率分布曲线
粒径分布函数
对数正态分布
以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线
F (d p ) 1 2π ln g
dF ( d p ) dd p
判断是否符合R－R分布
lg[ln( 1 )] lg n lg d p 1 G
应为一条直线
R－R的适用范围较广，特别对破碎、研磨、筛分过程产生 的较细粉尘更为适用 分布指数n>1时，近似于对数正态分布；n>3时，更适合于 正态分布
第二节 粉尘的物理性质
粉尘的密度
d SV
ni d pi 3 ni d pi
2
f i d pi 3 f i d pi 2
平均粒径（续）
几何平均直径
d g ( d1n1 d 2 n2 d 3n3 ...)1/ N dg 或
n ln d exp(
i
pi
N
)
对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 d d 、中位径 d50 和算术平均直径 d L 相等 频率密度非对称的分布， d d50 d L d
光散射法
沉降法
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密 切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径
颗粒的直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关 通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度
圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表
面积之比Φs（ Φs<1）
正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62(l/d)2/3/(1+2l/d) d-直径, l-高
度的性质
润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、 含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘 粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。
粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降 润湿速度－ v20 L20 (mm/min)
20
润湿性是选择湿式除尘器的主要依据
d 单分散气溶胶， d L d g ；否则， L d g
粒径分布函数
用一些半经验函数描述一定种类粉尘的粒径分布 正态分布
频率密度
(d p d p )2 1 p(d p ) exp[ ] 2 2 2π
筛下累积频率
1 F (d p ) 2π
dp
0
exp[
粒径分布函数
对数正态分布的累积频率分布曲线
粒径分布函数
罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler） G 1 exp( d p n ) 若设 d p (1/ )
1/ n
得到
dp dp )n ]
G 1 exp[ (
一般 d p 多选用质量中位径 d 50 或 d 63.2
以质量表示的比表面积
Sm S 6 (cm 2 /g) pV p d SV
以堆积体积表示的比表面积
Sb S (1 ) 6(1 ) (1 ) SV (cm 2 /cm3 ) V d SV
粉尘的含水率
粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由
dp d 50 ) ] 或 G 1 exp[(
n
G 1 exp[0.693( d 50 0.6931/ n d 63.2 dd ( n 1 1/ n ) d 63.2 n
dp d 63.2
) n ] ...RRS分布函数
粒径分布函数
罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）
粒数中位径（NMD）－累计频率F=0.5时对应的粒径
粒径分布
质量分布
类似于数量分布，也有质量频率、质量筛下累积频率、 质量频率密度等
在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正 比的假设下，粒数分布与质量分布可以相互换算
同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD）
平均粒径
前面定义的众径和中位径是常用的平均粒径之一 长度平均直径
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
颗粒的粒径
显微镜法
定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方 向上的最大投影长度
定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图 中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度 投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相 等的圆的直径
颗粒的直径
某些颗粒的圆球度
粒径分布
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或 表面积）所占的比例 粒数分布:每一间隔内的颗粒个数 粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数 Σni之比
fi ni
n
N
i
f
N
i
1
粒径分布
粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个 数与颗粒总个数之比
第五章 颗粒污染物控制技术基础
主要内容： 1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质
3.净化装置的性能
4.颗粒捕集理论基础 学习要求：
掌握颗粒粒径分布特点，学会计算平均粒径；掌握粉尘物理性质；掌
握除尘系统的关键参数，学会计算除尘效率；掌握颗粒捕集的理论基础， 学会计算几种主要作用力及分级除尘效率。
压力损失
P
v12
2
(Pa)
总净化效率的表示方法
总净化效率：同一时间内净化去除的污染物数量与进 入装置的污染物数量之比
1
S2 Q 1 2N 2N S1 1NQ2N
通过率：
P
S2 2NQ2N 1 S1 1NQ1N
分级除尘效率
i
S 3i S 1 2i S1i S1i
粒径分布函数
对数正态分布（续）
对数正态分布在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于 g
d 84.1 d 50 d 84.1 1/ 2 g ( ) d 50 d15.9 d15.9
g 1 (=1时为单分散气溶胶）
平均粒径的换算关系
ln MMD ln NMD 3ln 2 g ln SMD ln NMD 2 ln 2 g
存在能量足够的火源
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标 技术指标
处理气体流量 净化效率 压力损失
经济指标
设备费 运行费 占地面积
净化装置技术性能的表示方法
处理气体流量
QN
1 (Q1N Q2N ) 2
(m N 3/s)
漏风率
Q1N Q2N 100 Q1N (%)
粒径分布函数
对数正态分布（续）
可用 g、MMD和NMD计算出各种平均直径
1 2 5 2 ln d L ln NMD ln g ln MMD ln g 2 2 ln d S ln NMD ln 2 g ln MMD 2 ln 2 g 3 3 ln d V ln NMD ln 2 g ln MMD ln 2 g 2 2
粉尘的自燃性和爆炸性
粉尘的自燃性
自燃
存放过程中自然发热 燃烧 热量积累 达到燃点
自然发热的原因－氧化热、分解热、聚合热、发
酵热
影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在 状态和环境
粉尘的爆炸性
粉尘发生爆炸必备的条件：
可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定 的浓度
最低可燃物浓度－爆炸浓度下限 最高可燃物浓度－爆炸浓度上限
水分以及颗粒内部的结合水分
含水率－水分质量与粉尘总质量之比 含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性 吸湿现象:溶液上方的水蒸汽压小于周围气体的水蒸汽压,粉尘从 气体中吸收水蒸汽
平衡含水率:气体的每一相对湿度,都对应于粉尘的一定的含水率
粉尘的润湿性
润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程
ห้องสมุดไป่ตู้分割粒径－分级除尘效率为50％的粒径
分级效率与总效率的关系
由总效率求分级效率
i
S 3 g 3i g 3i S1 g i g 1i S2 g 2i g 1 P 2i S1 g 1i g 1i
i 1 i
Pg 2 i / g 3i
由分级效率求总效率
粉尘的导电性和荷电性
典型温度－比电阻曲线
粉尘的粘附性
粘附和自粘现象 粘附力－克服附着现象所需要的力
粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）
断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力 除以其断裂的接触面积
分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性 粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性
单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3 粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙－真密度 p 用堆积体积计算——堆积密度 b