大气污染控制工程第六章第二节
大气污染控制工程第六章硫氧化物的污染控制学习资料
➢ 硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为 260×10-6(质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸 盐的形式存在，其中大部分是石膏CaSO4 2H2O或硬石膏CaSO4。石膏是一种化学惰性、 无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存 在。
➢ 人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。 例如，木材中含硫量大约0.1%、煤炭中的含硫 量大约在0.5%-3%、石油的含硫量在木材和煤 炭之间。
2. 煤的液化
把固体煤炭通过化学加工转化为液体产品的技术，
可分为直接液化和间接液化。直接液化是对煤炭 进行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间 接液化是把煤气化转化为合成气（CO+H2)，然后 再在催化剂作用下合成液体燃料和其它化工产品 的技术。煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以 及矿物质脱除，产品为洁净燃料。
b
分
学处理费用问题
60-90
生物法
用特别的菌种来去除煤中的硫分
脱硫率高，费用适度，目前需寻找
>90
b
特别菌种
煤的加工和转化
型煤
用机械方法将煤与固硫一起压制成一定 有提高热效、脱硫双重作用，投资
强度、形状的煤制品
小，费用底，目前需寻找廉价粘结
剂
40-60
煤的气 在一定温度和压力的反应器中将煤转化 工艺较简单，脱硫率高，但使用时
利用煤中矿物质和有机质的密度不同，亲水性 等表面性质差异脱除表面的无机硫，脱硫效率 在40%以下；洗选可降低灰分和硫分，减少烟 尘和SO2排放，并提高燃烧效率。发达国家原 煤入洗率在60%以上。
煤炭洗选技术是一种采用物理、化学或生物方 法除去或减少煤中所含的硫份、灰份的洁净煤 技术，目前，我国广泛采用的是物理选煤方法。 常用的有重力分选法、浮选法等。
大气污染控制工程课件
当空气过剩系数为 1.2 时，干烟气量为： [491.4-（47.5+0.0）] ×22.4/1000+10.47×0.2=12.04 mN3/kg CO2 的体积为：73.58×22.4/1000=1.648 mN3/kg 所以 CO2 含量为：1.648/12.04=13.69%
例：已知某电厂烟气温度 473K，压力等于 96.93kPa，湿烟气量 Q=10400m3/min ， 含 水 汽 6.25% （ 体 积 ）， 奥 萨 特 分 析 结 果 是 ： CO2=10.7% ， O2=8.2% ， 不 含 CO 。 污 染 物 排 放 的 质 量 流 量 为 22.7kg/min。 求：（1）污染物排放的质量速率（以 t/d 表示）
的污染物浓度所做的限制性 规定。
环境空气质量控制标准
环境空气质量控制标准的种类和作用
大气污染控制技术标准：为保准达到污染物排 放标准而 从某一方面做出的具体技术规 定。
警报标准：为保护环境空气质量不致恶化或根据大气污 染 发展趋势，预防发生污染事故而规定的污 染物含量的极限值。
环境空气质量标准
《环境空气质量标准》GB3095-2019
天然气
气体燃料，甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%。
硫的形态： H2S
第2节 燃料燃烧过程
燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量 的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。
燃烧产物主要为二氧化碳和水蒸气；不完全燃烧会 生产黑烟和一氧化碳；若燃料含硫和氮，则生成SO2和
NO；如果温度较高，空气中的部分氮会被氧化成NOx。
例：对于上述例题给定的重油，若燃料中硫全部转换为 SO（x 其中 SO2 占 97%），试计算空气过剩系数 α=1.20 时烟气中 SO2 和 SO3 浓度，以 10-6 表示，并计算此时干烟气中 CO2 的含量，以体积百分比表示。
大气污染控制工程
臭氧层损坏原因
人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧发生作用， 人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧发生作用，导致 了臭氧的损耗。这些物质主要有CH4、N2O、CCl4、哈龙（溴 哈龙（ 了臭氧的损耗。这些物质主要有 、 氟焕烃）以及氟里昂等 氟焕烃）以及氟里昂等，破坏作用最大的为哈龙类物质与氟里 昂。 科学家研究发现， 科学家研究发现，在对流层相对稳定的氟里昂在上升进入 平流层后，在一定的气象条件下， 平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈的紫外线作用下被 分解，分解释放出的氯原子同臭氧发生连锁反应， 分解，分解释放出的氯原子同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭 氧分子。估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。 氧分子。估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。
环境工程学
大气污染控制工程
黄 智
大气污染 (Air Pollution)
通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气 中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人 呈现出足够的浓度，达到足够的时间， 体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。 体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
我国1983年实施的《 我国1983年实施的《制定地方大气污染 1983年实施的 排放标准的技术原则和方法》中对SO 排放标准的技术原则和方法》中对SO2 等有害气体和电站烟尘的排放， 等有害气体和电站烟尘的排放，采用了 值法控制。 P值法控制。
第三节 大气质量控制标准
“总量控制”标准 总量控制” 总量控制
全球性大气环境问题
温室效应 (Greenhouse Effect)
温ห้องสมุดไป่ตู้气体与温室效应
能使地球大气增温的微量组分称为温室气体，主要有 能使地球大气增温的微量组分称为温室气体，主要有CO2、 CH4、N2O、CFC3（氟里昂）等。这些微量气体主要吸收 氟里昂） 这些微量气体主要吸收7500、 13000nm间的长波辐射，使地球的温度上升，即产生温室效应。 间的长波辐射， 间的长波辐射 使地球的温度上升，即产生温室效应。
大气污染控制工程第六章 第二节
由dt＝dx/u
ai di dx Fu i
积分
a i Fu A Q
i
C
dx
C1i
2i
d
ln
2i 1i
最终得
A 2 i 1 1 e x p ( i i) Q 1 i
（2）捕集效率一德意希公式
压力损失小，一般为200～500Pa
处理烟气量大，可达105～106m3/h
能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3
对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％
可在高温或强腐蚀性气体下操作
缺点: 1、一次性投资高 2、安装精度要求高 3、对粉尘比电阻有一定要求
1、电除尘器的工作原理
三个基本过程
径管内应设气流分布板
最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形 钢式和栏杆型分布板
对气流分布的具体要求是
任何一点的流速不得超过该断面平均流速的 40%
在任何一个测定断面上，85%以上测点的流速与平均流速
不得相差 25%。
2.气流分布板
气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正 系数FV P P 0 F V
（气体电离）
电晕区 粉尘荷电 粉尘运动
2、电晕放电
1.电晕放电机理 金属丝放出的电子迅速向正极 移动，与气体分子撞击使之离 子化 气体分子离子化的过程又产生 大量电子－雪崩过程
远离金属丝，电场强度降低， 气体离子化过程结束，电子被 气体分子捕获
气体离子化区域－电晕区 自由电子和气体负离子是粒子 荷电的电荷来源
大气污染控制工程重点
大气污染控制工程重点第一章概论第一节大气与大气污染1、大气污染：大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
2、酸雨：在清洁的空气中被CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。
第二节大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。
2、气溶胶状态污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。
3、霾（或灰霾）：霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。
4、总悬浮颗粒（TSP :指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 口的颗粒物。
5、可吸入颗粒物（PM io）:指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10g 的颗粒物。
6、气态污染物的种类很多，总体上可分为五类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳的化合物，有机化合物和卤素化合物等。
7、对于气态污染物，可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
8、硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一些列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
9、光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。
其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。
光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
第四节大气污染综合防治本节内容为了解的章节（不排除在最后一题中出现，最后一章的机动车污染防治也是一样），防治措施为以下7种，具体内容请看书本。
《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物
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》(郝吉明版)课后习题及答案Unlock-6
6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系 统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度 9.15g/m3，布袋破裂前的出口浓度 0.0458g/m3，被 污染气体的体积流量 14158m3/h，布袋室数为 6，每室中的布袋数 100，布袋直径 15cm，系 统的压降 1500Pa，破裂的布袋数为 2。
层，层间距 0.124cm，气体流速是 8.61L/min，并观测到其操作效率为 64.9%。问需要设置多 少层可能得到 80%的操作效率。
6.3 有一沉降室长 7.0m，高 12m，气速 30cm/s，空气温度 300K，尘粒密度 2.5g/cm3，空气 粘度 0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能 100%捕集的最小粒径。
1）对于图中显示的四种过滤气速，分别求相应的过滤效率； 2）假定滤饼的孔隙滤为 0.3，颗粒的真密度为 2.0g/cm3，试求滤饼的厚度； 3）当烟气中含尘初始浓度为 0.8g/m3 时，对于图中最低部的曲线，至少应操作多长时间才能 达到上述过滤效率？
Chapter 6
1．A cyclone separator is operating in conditions where DCUT = 10m. We are offered another
质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。
6.10 在气体压力下为 1atm，温度 为 293K 下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为 0.3m，
L=2.0m，气体流量 0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强 E=100kV/m，粒径为 1.0 µm 的粉尘
荷电量 q=0.3×10－15C，计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘效率。
are 1cm´ 1cm, Assume that a typical breath is 1 litter, drawn in over a period of 1s. Estimate
大气污染控制工程(第三版)复习重点
大气污染控制工程（第三版）复习重点第一章：①TSP：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物②PM10：悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物)③ODS：消耗臭氧层的物质④酸雨：pH小于的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）⑤大气污染：指由于人类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、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。
⑥一次污染物：指直接从污染源排放到大气中的原始污染物质。
⑦二次污染物：指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物经过一系列的化学变化或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质~2. 我国的主要大气污染物是什么我国的大气污染物现状有什么规律性答：我国的大气污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP和SO2。
规律：①煤烟型污染是我国大气污染的普遍问题；②城市的大气污染比乡村严重；③南方的大气污染比北方严重；④冬季的大气污染比夏季严重；⑤酸雨现象集中在我国西南、华南和东南地区出现3. 目前计入空气污染指数有那些项目如何计分如何报告…答：⑴PM10、SO2、NO2、CO、O3 ⑵当第K种污染物浓度为时，其分指数为⑶各种污染物的污染分指数都计算以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。
API＜50时，则不报告首要污染物4. 大气的组成包括哪几部分试举例说明。
答：⑴干燥清洁的空气，如氮、氧、氩和二氧化碳气体⑵水蒸气⑶各种杂质，如细菌，病菌等.第二章：1. 名词解释：①空燃比：单位质量燃料燃烧所需空气。
②高位发热量：燃料完全燃烧时，包括其生成物中水蒸气的汽化潜热，所发生的热量变化。
③低位发热量：燃料产物中的水蒸气仍以气态存在时完全燃烧过程释放的热量。
￥5. 燃烧过程产生哪些大气污染物答：二氧化碳、一氧化碳、硫的氧化物、氮的氧化物、烟、飞灰、金属及其氧化物、金属盐类、醛、碳氧化合物等。
《大气污染控制工程》教案 第六章
第六章 除尘装置从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置或除尘器。
根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为：(1)机械式除尘器；(2)电除尘器；(3)袋式除尘器(4)湿式除尘器等。
近年来为提高对微粒的捕集效率，陆续出现了综合几种除尘机制的一些新型除尘器，如通量力／冷凝(FF ／C)洗涤器，高梯度磁分离器、荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等。
下面分别介绍几种常用除尘装置的工作原理。
第一节 机械式除尘器机械式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。
一、重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘起置，它的结构如图6－1所示。
含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低．使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
设计重力沉降室的模式有层流式和湍流式两种。
图6－1 简单的重力沉降室1．层流式重力沉降室沉降室设计的简单模式的假定是在沉降室内气流为校塞流，流动状态保持在层流范围内，颗粒均匀地分布在烟气中。
粒子的运动内两种速度组成。
在垂直方向，忽略气体的浮力，仅在重力和气体阻力的作用下，每个粒子以其沉降速度独立沉降，在烟气流动方向，粒子和气流具有相同的速度。
图6—2是这种沉降室纵截面的示意图。
图6－2 层流式重力沉降室纵断面图假定粒子沉降运动处于斯托克斯区域，则重力沉降室能100％捕集的最小粒子直径为2.湍流式重力沉降室重力沉降室设计的另一种模式是假定沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。
图6－3为湍流式重力沉降室内粒子分离示意图。
图6－3 湍流式重力沉降室粒子分离示意图降低沉降室内气体流速，降低沉降室高度和增加沉降室长度，可提高粉尘的沉降效率。
为提高沉降室沉降效率和容积利用率，从降低高度出发，出现了设有多成水平隔板的多层沉降室；从增大长度出发，设计出带有多块垂直挡板的沉降室。
大气污染控制工程6_2
六、电除尘器结构－除尘器类型
单区电除尘器－控制各种工业尾气和燃烧烟气污染
单区电除尘器
管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需 要用水洗刷电极的场合
板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理 量一般为25～50m3/s以上
2.电晕电极
常用的有直径 3mm左右的圆 形线、星形线及 锯齿线、芒刺线 等
0.08 0.08
冲天炉（铁－焦比＝10） 水泥生产（干法） 水泥生产（湿法） 多层床式焙烧炉 红磷 石膏
二级高炉（80％生铁）
0.03～0.04 0.06～0.07 0.10～0.11
0.08 0.03 0.16～0.20 0.125
五、被捕集粉尘的清除
电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积 粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，
有效驱进速度的用途：作为类似除尘器设计的基 础，并且可以利用有效驱进速度表示工业电除尘 器的性能。
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
煤粉（飞灰）
纸浆及造纸 平炉
酸雾（H2SO4） 酸雾（TiO2）
飘旋焙烧炉 催化剂粉尘
0.10～0.14 0.08 0.06
0.06～0.08 0.06～0.08
1 exp A/ Qk
K—指数，一般取0.5
3.有效驱进速度
德意希公式的假设条件，与实际工艺生产条件有 所不同，使得根据公式计算得到的捕集效率比实 际值高得多。
为此实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和 运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方 程式中反算出的相应驱进速度值，称为有效驱进 速度，以ω e表示。
烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响
大气污染控制工程 郝吉明6-答案
网
gC = 1.58 × 10 −5 m / s
co m
计算气流水平速度 v 0 =
Q 1.2 = = 2.87 ×10 − 2 m / s 。设粒子处于 Stokes 区域，取 A 9.14 × 4.57
课后答案网
ηi = u s LW (n + 1) 1.58 × 10 −5 × 0.5 × 0.2 × 20 = = 0.525 。用同样方法计算可得 0.83 µm Q 3.61× 10 − 3 / 60
答 案
当液滴直径为 50 µm 时，R=0.2；碰撞数 N I = 由给出计算公式可得η = 50.3%
kh da
后 课
2 6.1× 10 −9 ρ l ρ g CC d 2 p f ∆p 2 µg
同理可得液滴直径为 100 µm 、500 µm 时捕集效率为 42.6％、10.1%。 2）dp =50 µm 用同样方法计算可得颗粒在直径为 50 µm 、100 µm 、500 µm 的液滴上捕集效率分别为 0、10.2%、25.0 ％。
粒径小于 0.1 µm所占质量百分比太小，可忽略；粒径大于 20.0 µm，除尘效率约为 1；因此
0.21 − 0. 33× 0. 32 0.78 − 0. 33×0 .75 2 13.0 − 0. 33× 32 16.0 −0 .33× 7. 5 2 ×e + ×e + ×e + ×e 100 100 100 100 2 12.0 − 0. 33×12. 5 2 8.0 + ×e + × e − 0. 33×17. 5 = 0.0152% 100 100
扩散荷电与电场荷电相比很小，可忽略，故粉尘荷电量 4.86×10－19C。 3）取 µ = 2.5 × 10 −5 Pa ⋅ s
大气污染控制工程
ηd
y H
LVt HV
L
WVt Q
对一定结构的沉降室，可按上式求出不同粒径颗粒的分级效率 或作出分级效率曲线。
17
➢ 沉降室的主要结构形式
• 空心式
• 室内装有竖向档板 • 室内装有横向隔板
为了便于清灰， 可将隔板装成可翻动式
或倾斜式。
在气速相同的情况下， 该种沉降室的净化效
果更好。
隔板间基本上保持 了相同的流动速度，颗粒
一般取： Dc=(0.25-0.5)D， 且Dc≥ 70mm为宜。 38
斯台尔曼(Stairmand)、斯威夫特(Swlft)和拉 普尔(Lapple)等人根据调查研究的结果，提 出了一般旋风除尘器与高效旋风除尘器各部 件的尺寸比例：
39
旋风除尘器的压力损失
旋风除尘器的压力损失与其结构型式和运行条件
➢ 若已知粒子群的粒径分布，则可由下式算出旋风除尘 器的总效率：
T Ri di
25
▪ 影响捕集效率的因素
➢ 入口风速（或流量）
流量大，捕集效率高，但风速过高又会影响捕集效率的提高. 入口风速一般为12-20m/s，不宜低于10m/s，以防入口管道积灰。
➢ 除尘器的结构尺寸
筒体直径、锥体长度、排气管直径
排气管的插入深度与除尘器类型有关。 对切向入口除尘器，排气管插入深度越 短，压损越小，但效率低。
实验表明，插入深度大约为排气管直径或 稍低于入口管底部为宜。
36
• 筒体与锥体高度
在一定范围内增大锥体高度L2，有利于 提高补集效率，但压损有所增加。 一般取：锥体高度L2=(2-3)D，多为2D左右；
筒体高度L1=(1.4-2.0)D；L1+ L2不超 过5D。
第六章 大气环境规划
四、大气环境功 能区划分 大气环境功能区是因其区域社会功能不同而对
环境保护提出不同要求的地区，功能区数目不 限，但应由当地人民政府根据国家有关规定及 城乡总体规划划分为一、二、三类大气环境功 能区。
1、 环境空气质量功能区分类 一类区为自然保护区、风景名胜区和其它
序号 单位名称
表 鸣凤城区锅（窑）炉统计表
锅炉数量 台数
型号、吨位
使用时间
1 武星公司
2 星球公司 3 德中公司 4 盼盼集团 5 远安宾馆 6 西湖建筑 7 县职教中心 8 江北厂 9 远安广安大众浴池 10 中医院 11 县医院 12 远安一中 13 县沮城宾馆 14 远安城南洗浴中心 15 县委党校 16 鸣凤宾馆
第六章 大气环境规划
第一节 大气环境规划的内容和类型
一 、大气环境规划 的 内容 主要内容可概括如下（图6一1)
图6-1 弄清问题
确定环境目标
建立源与目标关系
方案实施
确定优化方案
选择方法建立模型
二 、大气环境规划的类型 （一）大气环境系统 构成大气环境系统的子系统可以概括为
大气环境过程子系统、大气污染物排放 子系统、大气污染控制子系统及城市生 态子系统，如图 6一2所示。
NO2理想大气环境容量为5t/a，PM10理想大气环境容量为 20 t/a， 城市控制区(1743.60km2)理想环境容量
经计算，远安城市控制区SO2理想大气环境容量为 5176t/a，NO2理想大气环境容量为2072t/a，PM10理想大 气环境容量为8282t/a，
大气环境保护规划
环境空气质量控制规划
2
6t热载体、4t蒸汽
《大气污染控制工程》_复习要点
第一章概论第一节：大气与大气污染1.大气的组成：大气是由多种气体混合而成，其组成可以分为三部分：干燥清洁的空气、水蒸气和各种杂质。
干洁空气的组成是氮、氧、氩和二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的99.996%（体积）；氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占0.004%左右。
P1（选择/ 2.大气污染：系指由于人类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、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。
P3（名词解释/选择）（例：大气污染与其他污染的区别是？---“时间的持续（足够的时间）”）3.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。
P3（填空）4.温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为“温室效应”。
P3 第二节：大气污染物及其来源1.大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。
P4（填空）2.气溶胶：系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系。
P4（名词解释）3.总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100的颗粒物。
P54.可吸入颗粒物（PM 10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10的颗粒物。
P55.对于气体污染物，有可分为一次污染物和二次污染物。
P5（填空）6.一次污染物：是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。
P5（名词解释）7.二次污染物：是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
P6（名词解释）8.硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。
(完整版)郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染控制工程 6-12章答案
10.安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出 口浓度。已知系统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度 9.15g/m3，布袋 破裂前的出口浓度 0.0458g/m3，被污染气体的体积流量 14158m3/h，布袋 室数为 6，每室中的布袋数 100，布袋直径 15cm，系统的压降 1500Pa， 破裂的布袋数为 2。 解： 9.15 0.0458 100% 99.5%
i
1 exp( A Q
Байду номын сангаас
wi )
1 exp( 1.885 0.1761.165) 0.075
99.4% 。
6. 某板式电除尘器的平均电场强度为 3.4kV/cm，烟气温度为 423K，电场
中离子浓度为 108 个/m3，离子质量为 5×10－26kg，粉尘在电场中的停留
时间为 5s。试计算：
9.水以液气比 12L/m3 的速率进入文丘里管，喉管气速 116m/s，气体粘度 为 1.845×10－5Pa.s，颗粒密度为 1.789g/cm3，平均粒径为 1.2μm，f 取 0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。 解：
p
1.03
103
vT2
(
Ql Qg
)
1.03 10 3
尘的驱进速度 w 和电除尘效率。 解：驱进速度
w
qE p 3d p
0.3 1015 100 103 3 1.81105 1106
0.176m / s 。
坎宁汉修正 c=1+0.165/dp=1+0.165=1.165
A dL 0.3 2 1.885m2 ，Q=0.075m3/s
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4.异常荷电现象
（1）沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压 下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象,通常当高 比电阻高于2×1010Ωm时，较易发生火花放电或反电晕， 破坏正常电晕过程
（2）气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的 电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑 制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷
em
3πdp qEp
t＝0时，＝0，则
(3πdp)C
e m qEp
最终得
3π q Ed pp(1e(3m dp)t)cm /s
(1) 驱进速度
在所有的电除尘器中，e的指数项是一个很大的数值。 例如，密度为1g/cm3、直径为10μm的球状粉尘粒子， 在空气中有
3 π d p /m 3 π d p /( 1 6 π d p 3) 1 d 8 p 2 （ 1 1 8 0 1 1 .0 8 4 ） 1 2 0 4 1 ＝ 3 2 4 0
冲天炉（铁－焦比＝10） 水泥生产（干法） 水泥生产（湿法） 多层床式焙烧炉 红磷 石膏
二级高炉（80％生铁）
0.03～0.04 0.06～0.07 0.10～0.11
0.08 0.03 0.16～0.20 0.125
例6-3 在气体压力为101.325kPa，温度为20℃条件 下运行的管式电除尘器，圆筒形集尘极直径D=0.3m，管 长L=2.0m，气体流量Q＝0.075m3/s, 若集尘极附近的 平 均 场 强 E=100Kv/m, 粒 径 为 1.0μm 的 粉 尘 荷 电 量 q=0.3×10－15。试计算粉尘的驱进速度和捕集效率。
（2）捕集效率一德意希公式
捕集效率随粒径的变化
（3）有效驱进速度
当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10％～ 20％时，德意希方程理论上才是成立的
1 ex w p/Q A ()k K—指数，一般取0.5
作为除尘总效率的近似估算，ω应取某种形式的平均驱
进速度
有效驱进速度--实际中常常根据在一定的除尘器结构型 式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程
（气体电离）
粉尘荷电
电晕区 粉尘运动
2、电晕放电
1.电晕放电机理 金属丝放出的电子迅速向正极
移动，与气体分子撞击使之离 子化 气体分子离子化的过程又产生 大量电子－雪崩过程 远离金属丝，电场强度降低， 气体离子化过程结束，电子被 气体分子捕获 气体离子化区域－电晕区 自由电子和气体负离子是粒子 荷电的电荷来源
若t>10－2s，
e
(
3πdp m
)
t完全可以忽略不计
所以，驱进速度（电场力与空气阻力达到平Leabharlann ）＝ qEp/(3πdp)
（1） 驱进速度
驱进速度与粒径和场强的关系
当颗粒直径为2～50m时，与粒径成正比
（2）捕集效率一德意希公式
德意希公式的假定: 除尘器中气流为湍流状态 在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子 浓度和气流分布是均匀的 粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程 忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒 子重新进入气流等影响
3、粒子荷电
两种机理 电场荷电或碰撞荷电--离子在静电力作用下做定向运 动，与粒子碰撞而使粒子荷电 扩散荷电--离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程； 依赖于离子的热能，而不是依赖于电场
粒子的主要荷电过程取决于粒径
对于dР﹥0.5m的微粒，以电场荷电为主 对于dР﹤0.5m的微粒，以扩散荷电为主 对于粒径介于0.15～0.5 m之间的粒子，则需要同时考
压力损失小，一般为200～500Pa
处理烟气量大，可达105～106m3/h
能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3
对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％
可在高温或强腐蚀性气体下操作 缺点: 1、一次性投资高 2、安装精度要求高 3、对粉尘比电阻有一定要求
1、电除尘器的工作原理
三个基本过程
（2）捕集效率一德意希公式
dt时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为
d n a ( d x ) ii( d t ) F d x d i
由dt＝dx/u
积分
ai dxdi
Fu
i
a i
dx
C2i
d
Fu
C 1 i
A Q
i
ln
2i 1i
最终得 i1 1 2ii 1exp(Q Ai)
悬浮粒子荷电－高压直流电晕 带电粒子在电场内迁移和捕集－延续的电晕电场
（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的 纯静电场（双区电除尘器） 捕集物从集尘表面上清除－振打除去接地电极上 的粉尘层并使其落入灰斗
1、电除尘器的工作原理：
金属管 集尘极
放电金属线 电晕极
含负离子区 区
三 电晕放电
步
曲
（3）当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒 在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失 去除尘作用，即电晕闭塞
5、荷电粒子的运动和捕集
(1).驱进速度 力平衡关系
m d
dt
qEp
3π d p
qEp
md 3π d p
dt
m
3π d p
ln(3π d p
qEp )
t
C
则
( 3πdp )(tC )
式中反算出的相应驱进速度值，以ωe表示
ωe=0.2—2m/s
（3）有效驱进速度
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
煤粉（飞灰）
纸浆及造纸 平炉
酸雾（H2SO4） 酸雾（TiO2）
飘旋焙烧炉 催化剂粉尘
0.10～0.14 0.08 0.06
0.06～0.08 0.06～0.08
0.08 0.08
大气污染控制工程第六
第6章 除尘装置
§2 电除尘器
Electrostatic Precipitators(ESP) 一、电除尘器的工作原理 二、电晕放电 三、粒子荷电 四、荷电粒子的运动和捕集 五、被捕集粉尘的清除 六、电除尘器的结构 七、粉尘比电阻 八、电除尘器的选择和设计 教学难点与重点 电除尘器的工作原理 荷电粒子的运动和捕集 电除尘器的结构 电除尘器的选择和设计
§2 电除尘器
旋风除尘器对于 dp < 5μm的粒子处理效率低，必须借 助外力（电场力等）捕集更小的粒子
利用高压电场使尘粒荷电，在电场力作用下使粉尘从 气体中去除的装置
与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒 子上，而不是作用在整个气流上
具有耗能小、气流阻力小的特点
电除尘器
电除尘器的主要优点