第十一章—废气净化系统
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环境微生物学-第十一章 有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落
¾ 生物降解过程
进入微生物细胞的污染物作为微生物生命活动的 能源或养分被分解和利用，从而使污染物得以去 除。
烃类和其它有机物成分被氧化分解为CO2和 H2O，含硫还原性成分被氧化为S、SO42-，含氮 成分被氧化分解成NH3，NO2-和NO3-等。
处理废气的微生物
处理无机废气的微生物 微生物对无机废气的处理主要利用一些化能自养
第十一章 有机固体废物与废气的微生
物处理及其微生物群落
第一节 废渣的生物处理（自学）
第二节 废气的微生物处理
废气主要来源
人类生产及生活中的燃料燃烧 生产活动，例如化工、冶金、生物制品、
屠宰、污水处理及垃圾处理等工厂所产生 的废气。
废气的处理
①理化法：目前主要采用的方法，如燃烧、 吸附、吸收和还原等。工艺或设备较复杂， 运行费用较高；用于处理某些恶臭废气时， 效果不甚理想。
2. 去除效率高 一般的空气污染物去除效率超过90％。
3. 投资少，运行费用低 不需要投入额外的化学品; 化学法则需加催化剂和氧化剂等，如次氯酸盐、
过氧化氢、二氧化氯等。
4. 污染少 生物处理的产物是生物量，很容易处理。
5. 耗能低 生物反应在常温常压下进行，能量来自微生物
利用VOCs成分本身产生的能量。 生物处理法消耗的动力只是污染气体进入处理
处理废气的主要影响因素
1．水 分（湿度） 微生物生命活动的必要成分； 吸收废气的溶剂。 ¾ 40％-60％为适宜的含水量。
¾ 通常预处理需要加湿，防止滤料变干。
2．养 分
废气可为微生物提供一定的养分，VOCs可 以提供碳源和能源，但是需要适当补足其 它养分。
不同的处理工艺对养分控制有差异，例如 生物滴滤池补充营养盐十分重要，但是堆 肥生物滤池补给营养盐的次数可以减少， 一年补给二次即可。
第十一章 废气净化系统
成反比。所以,吸气口能量衰减很快，其作用
范围较小。
吹吸气流
吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流.
在集气罩设计中，利用吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需 “控制风速”的形成，称为吸入式集气罩.
二、集气罩的基本形式
集气罩：是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体污 染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污 染。
二、电动机的选择
所需电动机的功率可按下式确定：
Ne
qv,0 p0 K 36001000 12
三、离心泵的选择
根据输送液体的种类、性质和扬程范围 ，来确定泵的类型。 IS型、B型、WN005型 结构
离心泵的类型与选择
清水泵 用于输送物理、化学性质类似于水的清洁液体。最简单的清水泵为 单级单吸式，系列代号为“IS”，若需要的扬程较高，则可选D系列多 级离心泵。若需要流量很大，则可选用双吸式离心泵，其系列代号为 “Sh” 。 防腐蚀泵 当输送酸、碱等腐蚀性液体时应采用耐腐蚀泵。耐腐蚀泵所有与液 体介质接触的部件都采用耐腐蚀材料制作。离心耐腐蚀泵有多种系列 ，其中常用的系列代号为F。 油泵 用于输送石油产品，油泵系列代号为Y。因油类液体具有易燃、易爆 的特点，因此对此类泵密封性能要求较高。输送200℃以上的热油时 ，还需设冷却装置。 杂质泵 用于输送悬浮液及稠厚的浆液等，其系列代号为P，又可分为污 水泵、砂泵、泥浆泵等。这类泵的主要结构特点是叶轮上叶片数目少 ，叶片间流道宽，有的型号泵壳内还衬有耐磨材料。
2 2 0 0 R 0
1.5 2
R v 2 yv2 dy
射流流动的基本理论
废气净化系统解析培训课件
吸入流动的基本理论
1.外部吸气罩罩口气流流动规律
速度分布: 等速面的形式确定其分布规律
于是： u1/u2 = (r2/r1)2 表明吸气口外气流速度衰减很快，应尽量减少罩口至污染源的距离。
吸入流动的基本理论
2.罩口的设置位置对气流分布的影响
可见： （1）吸气速度相同时，同一距离上Q(悬空设置的吸气口)= 2Q′(有一
吸气式集气罩分为： 密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受 式集气罩等。
二、集气罩的基本形式
密闭罩
➢ 定义：将污染源的局部或整体密闭起来，在罩内保持一定负压
，可防止污染物的任意扩散。
➢ 特点：所需排风量最小，控制效果最好，且不受室内气流干扰 ，设计中应优先选用。
➢ 结构形式：局部密闭罩、 整体密闭罩、大容积密闭罩
设备投资费；运行费用；总费用
第十一章 废气净化系统
集气罩设计
集气罩设计
集气罩气流流动的基本理论 集气罩的基本形式 集气罩设计
一、集气罩气流流动的基本理论
集气罩汇集污染物，是一种流体动力学捕集， 因此要对集气罩合理设计，必须要了解吸气罩 罩口的气流流动规律。
集气罩气流流动方式有两种 :一种是吸气口气 流的吸入流动，一种是吹气口气流的吹出流动。
废气净化系统解析
第十一章 废气净化系统
废气净化系统的组 成及设计内容
废气净化系统的组成及设计内容
空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于 气流运动而扩散的。对于生产过程散发到车间空 气中的污染物，只要控制住室内二次气流的运动 ，就可以控制污染物的扩散和飞扬，从而达到改 善车间内外空气环境质量的目的。这就是采用局 部排气通风方法控制空气污染物扩散的依据。控 制空气污染物在车间内外扩散的局部通风方法， 简单地说，就是在局部污染源设置集气罩，把污 染空气搜集起来并经净化后排至室外，这是生产 车间控制污染的最有效 、最常用的方法
废气净化系统的设计与优化
废气净化系统的设计与优化第一章废气净化系统概述废气净化系统是一种处理工业废气的技术，其作用是将工业生产过程中产生的废气进行净化处理，达到排放标准。
随着工业化的不断发展，废气净化系统的技术也不断发展和完善。
本文将重点探讨废气净化系统的设计与优化。
第二章废气净化系统的组成废气净化系统主要由以下几个部分组成：1.采样系统：负责采集工业生产中产生的废气，以便进行后续处理和分析。
2.废气处理系统：通常包含净化设备，如活性炭吸附器、催化氧化器、湿式电除尘器等，用于净化废气中的有害气体。
3.控制系统：包括控制调节设备，如气流调节阀、自动控制阀等，以便控制废气净化系统的运行。
4.废气排放管道：将净化后的废气排放到大气中。
第三章废气净化系统设计原则废气净化系统的设计原则主要有以下几点：1.满足污染物排放标准：废气净化系统设计的首要目标是将工业废气净化至排放标准以内，保证环境的健康和安全。
2.节能降耗：优化废气净化系统的设计，既可以降低能耗，也可以减少废料排放，并进一步提高行业的可持续发展。
3.适应工业生产：废气净化系统应根据工业生产工艺的不同要求进行设计和优化，使之与工业生产的各个环节衔接良好。
4.维护保养方便：废气净化系统的设计应模块化，使得系统的清洗、检修和保养更加方便。
第四章废气净化系统优化为了优化废气净化系统，可以从以下几个角度出发：1.优化设备选择：针对不同的污染物种类，选择最适合的净化设备，比如活性炭吸附器可以有效吸附有机废气，而湿式电除尘器可以有效净化带电粒子。
2.控制系统优化：采用先进的控制系统，可以调节气流，使净化设备更好地运行，提高净化效率和降低运行成本。
3.改进废气采样系统：优化废气采样系统的设计，可以提高采样精度，减少测量误差。
4.废气净化过程模拟：通过计算机仿真等技术手段，模拟废气净化过程，可以优化净化设备的设计和运行，进一步提高净化效率。
第五章废气净化系统的应用前景废气净化系统在工业生产中的应用前景非常广阔。
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排气筒设计：主要包括排气筒的结构尺寸、 高度、出口直径等，见第十章。
第二节 集气罩设计
集气罩气流流动的基本理论 集气罩的基本形式 集气罩的设计
一、集气罩气流流动的基本理论
研究集气罩罩口气流运动规律，对于合 理设计、使用集气罩和有效捕集污染物是 十分重要的。罩口气流流动的方式有两种： 一种是吸风口的吸入流动；另一种是喷气 口的射流流动。集气罩对气流的控制均以 这两种流动原理为基础。
二、废气净化系统的设计内容
废气收集装置的设计：废气收集装置俗称为 集气罩。集气罩设计主要包括罩子的结构形 式、尺寸、安装位置。有组织的排放源多数 情况下不存在集气罩设计。
管道设计：主要包括管径大小、管道压力损 失及管道布置。
二、废气净化系统的设计内容
净化设备设计：为待处理的污染物选择设计 净化装置，将污染物从气流中分离出来或转 化成无害物质，整个系统的阻力降（包括集 气罩、管道、净化设备的压力损失）及要处 理的废气量，选择相应的风机。
一、废气净化系统的组成
1. 集气罩 污染物的捕集通常是指对设备敞口部位散
发的含污染物的气流的控制及收集。通过对 污染物的有效捕集，以保证周围良好的生产、 生活环境，尽可能使输送及净化的气体量最 少，效率最高。集气罩是用来捕集污染物的 装置，其性能对局部排气净化系统的技术经 济指标有直接影响。
一、废气净化系统的组成
第一节 废气净化系统的组成及 设计内容
废气净化系统的组成 废气净化系统的设计内容
一、废气净化系统的组成
废气净化系统
1－集气罩；2－管道；3－污染物净化设备；4－风机；5－烟囱
一、废气净化系统的组成
一个完整的废气控制系统一般主要由五部分 组成，它们是捕集污染气体的废气收集装置 （集气罩），连接系统各组成部分的管道， 使污染气体得以净化的净化装置，为气体流 动提供动力的通风机，充分利用大气扩散稀 释能力减轻污染的烟囱。
平方成反比，说明吸气口外的气流速度衰减很快。
因此设计集气罩时，应尽量减小罩口到污染源的
距离。
一、集气罩气流流动的基本理论
如果吸气口的四周加上挡板，吸气范围减少 一半，其等速面为半球面，则吸气口的吸气量 为：
qV 2πr12v1 2πr22v2
在同样距离上以相同的速度吸气时，没有挡板 的吸气口的吸气量比有档板的吸气口的吸气量要 大一倍，或者说，在吸气量相同的情况下，在相 同距离上，没有挡板的吸气口的吸入速度比有挡 板的吸气口的吸入速度小一半。因此，在设计外 部吸气罩时，应尽量减少吸气范围，以便增强吸 气效果。
2. 管道 管道是废气污染控制系统中不可缺少的组
成部分。管道系统在净化系统中是用来输送 气流的，通过管道使系统的设备和部件连成 一个整体。合理地设计、施工和使用管道系 统，不仅能充分发挥控制装置的效能，而且 直接关系到设计和运转的经济合理性。
一、废气净化系统的组成
3. 净化设备 气体净化设备是净化系统的核心部分。当排
一、集气罩气流流动的基本理论
➢ 按射流内部温度变化情况分为等温射流和非等 温射流。射流出口温度和周围空气温度相同的 射流称为等温射流；非等温射流是沿射程被不 断冷却或加热的射流。
➢ 按射流产生的动力，可将射流分为机械射流和 热射流。
一、集气罩气流流动的基本理论
(2)空气射流的一般特性
射流结构示意图
气中污染物含量超过排放标准时，必须先进行 净化处理．达到排放标准后才能排入大气。
4. 通风机 通风机是净化系统中气体流动的动力装置。
通风机一般都放在净化设备后面，防止通风机 的磨损和腐蚀。
一、废气净化系统的组成
5. 烟囱 烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后的
气体中仍然还含有一定浓度的污染物，这些污 染物经烟囱排放后在大气中扩散、稀释，并最 终沉降到地面。为了保证地面污染物浓度不超 过环境空气质量标准，烟囱必须具有一定的高 度。此外，为了保证废气净化系统能够正常运 行，根据净化处理对象的不同，在净化系统中 往往增设必要的辅助设备。
一、集气罩气流流动的基本理论
等温自由圆射流的一般特性为： ①射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主 要 是由于紊流动量交换引起的。 ②由于射流边缘的卷吸作用，射流断面不断 扩大，射流质量不断增加。 ③射流核心区呈锥形不断缩小。 ④射流各断面的速度值虽然不同，但速度分 布是相似的，可用下述半经验公式描述：
大气污染控制工程（第二版）
第十一章 废气净化系统
第十一章 废气净化系统
废气净化系统是指把污染物质收集起来， 输送到净化设备中将其分离出来或转化成无 害物质，净化后的干净气体排入大气的整个 过程体系，它通常包括污染物的捕集、输送、 净化、引曳设备及排气烟囱五个部分。
第十一章 废气净化系统
本章学习内容： 废气净化系统的组成及设计内容 集气罩设计 管道系统的设计 风机和泵的选择
一、废气净化系统的组成
例如：处理高温气体时的冷却装置、余热利 用装置，满足钢材热胀冷缩变化的管道补偿器， 输送易燃易爆气体时的防爆装置，以及用于调 节系统风量和压力平衡的各种阀门，用于测量 系统内各种参数的测量仪器、控制仪器和测孔， 用于支撑和固定管道、设备的支架，用于降低 风机噪声的消音装置等。
一、集气罩气流流动的基本理论
实际上，吸气 区内空气流动 的等速面不是 球面而是椭球 面。
无边圆形吸气口的速度分布 有边圆形吸气口的速度分布图
（宽长比大于或等于0.2）
（宽长比大于或等于0.2）
一、集气罩气流流动的基本理论
2. 射流流动的基本理论
空气从管口喷出，在空间形成的一股按喷射口的形状不同，可以将射流分为圆射 流、矩形射流和扁射流。 ➢ 根据空间界壁对射流的约束条件，射流可分 为自由射流(无限空间)、受限射流（有限空 间）和半受限射流。
一、集气罩气流流动的基本理论
点汇气流流动情况
(a)敞开的吸气口 （b）四周有挡板的吸气口
一、集气罩气流流动的基本理论
假设点汇的吸气量为qV，等速面的半径分别 为r1和r2，相应的气流速度为v1和v2，则有：
qV 4πr12v1 4πr22v2
即：
v1 r2 2
v2 r1
点汇外某一点的流速与该点至吸气口距离的
第二节 集气罩设计
集气罩气流流动的基本理论 集气罩的基本形式 集气罩的设计
一、集气罩气流流动的基本理论
研究集气罩罩口气流运动规律，对于合 理设计、使用集气罩和有效捕集污染物是 十分重要的。罩口气流流动的方式有两种： 一种是吸风口的吸入流动；另一种是喷气 口的射流流动。集气罩对气流的控制均以 这两种流动原理为基础。
二、废气净化系统的设计内容
废气收集装置的设计：废气收集装置俗称为 集气罩。集气罩设计主要包括罩子的结构形 式、尺寸、安装位置。有组织的排放源多数 情况下不存在集气罩设计。
管道设计：主要包括管径大小、管道压力损 失及管道布置。
二、废气净化系统的设计内容
净化设备设计：为待处理的污染物选择设计 净化装置，将污染物从气流中分离出来或转 化成无害物质，整个系统的阻力降（包括集 气罩、管道、净化设备的压力损失）及要处 理的废气量，选择相应的风机。
一、废气净化系统的组成
1. 集气罩 污染物的捕集通常是指对设备敞口部位散
发的含污染物的气流的控制及收集。通过对 污染物的有效捕集，以保证周围良好的生产、 生活环境，尽可能使输送及净化的气体量最 少，效率最高。集气罩是用来捕集污染物的 装置，其性能对局部排气净化系统的技术经 济指标有直接影响。
一、废气净化系统的组成
第一节 废气净化系统的组成及 设计内容
废气净化系统的组成 废气净化系统的设计内容
一、废气净化系统的组成
废气净化系统
1－集气罩；2－管道；3－污染物净化设备；4－风机；5－烟囱
一、废气净化系统的组成
一个完整的废气控制系统一般主要由五部分 组成，它们是捕集污染气体的废气收集装置 （集气罩），连接系统各组成部分的管道， 使污染气体得以净化的净化装置，为气体流 动提供动力的通风机，充分利用大气扩散稀 释能力减轻污染的烟囱。
平方成反比，说明吸气口外的气流速度衰减很快。
因此设计集气罩时，应尽量减小罩口到污染源的
距离。
一、集气罩气流流动的基本理论
如果吸气口的四周加上挡板，吸气范围减少 一半，其等速面为半球面，则吸气口的吸气量 为：
qV 2πr12v1 2πr22v2
在同样距离上以相同的速度吸气时，没有挡板 的吸气口的吸气量比有档板的吸气口的吸气量要 大一倍，或者说，在吸气量相同的情况下，在相 同距离上，没有挡板的吸气口的吸入速度比有挡 板的吸气口的吸入速度小一半。因此，在设计外 部吸气罩时，应尽量减少吸气范围，以便增强吸 气效果。
2. 管道 管道是废气污染控制系统中不可缺少的组
成部分。管道系统在净化系统中是用来输送 气流的，通过管道使系统的设备和部件连成 一个整体。合理地设计、施工和使用管道系 统，不仅能充分发挥控制装置的效能，而且 直接关系到设计和运转的经济合理性。
一、废气净化系统的组成
3. 净化设备 气体净化设备是净化系统的核心部分。当排
一、集气罩气流流动的基本理论
➢ 按射流内部温度变化情况分为等温射流和非等 温射流。射流出口温度和周围空气温度相同的 射流称为等温射流；非等温射流是沿射程被不 断冷却或加热的射流。
➢ 按射流产生的动力，可将射流分为机械射流和 热射流。
一、集气罩气流流动的基本理论
(2)空气射流的一般特性
射流结构示意图
气中污染物含量超过排放标准时，必须先进行 净化处理．达到排放标准后才能排入大气。
4. 通风机 通风机是净化系统中气体流动的动力装置。
通风机一般都放在净化设备后面，防止通风机 的磨损和腐蚀。
一、废气净化系统的组成
5. 烟囱 烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后的
气体中仍然还含有一定浓度的污染物，这些污 染物经烟囱排放后在大气中扩散、稀释，并最 终沉降到地面。为了保证地面污染物浓度不超 过环境空气质量标准，烟囱必须具有一定的高 度。此外，为了保证废气净化系统能够正常运 行，根据净化处理对象的不同，在净化系统中 往往增设必要的辅助设备。
一、集气罩气流流动的基本理论
等温自由圆射流的一般特性为： ①射流边缘有卷吸周围空气的作用，这主 要 是由于紊流动量交换引起的。 ②由于射流边缘的卷吸作用，射流断面不断 扩大，射流质量不断增加。 ③射流核心区呈锥形不断缩小。 ④射流各断面的速度值虽然不同，但速度分 布是相似的，可用下述半经验公式描述：
大气污染控制工程（第二版）
第十一章 废气净化系统
第十一章 废气净化系统
废气净化系统是指把污染物质收集起来， 输送到净化设备中将其分离出来或转化成无 害物质，净化后的干净气体排入大气的整个 过程体系，它通常包括污染物的捕集、输送、 净化、引曳设备及排气烟囱五个部分。
第十一章 废气净化系统
本章学习内容： 废气净化系统的组成及设计内容 集气罩设计 管道系统的设计 风机和泵的选择
一、废气净化系统的组成
例如：处理高温气体时的冷却装置、余热利 用装置，满足钢材热胀冷缩变化的管道补偿器， 输送易燃易爆气体时的防爆装置，以及用于调 节系统风量和压力平衡的各种阀门，用于测量 系统内各种参数的测量仪器、控制仪器和测孔， 用于支撑和固定管道、设备的支架，用于降低 风机噪声的消音装置等。
一、集气罩气流流动的基本理论
实际上，吸气 区内空气流动 的等速面不是 球面而是椭球 面。
无边圆形吸气口的速度分布 有边圆形吸气口的速度分布图
（宽长比大于或等于0.2）
（宽长比大于或等于0.2）
一、集气罩气流流动的基本理论
2. 射流流动的基本理论
空气从管口喷出，在空间形成的一股按喷射口的形状不同，可以将射流分为圆射 流、矩形射流和扁射流。 ➢ 根据空间界壁对射流的约束条件，射流可分 为自由射流(无限空间)、受限射流（有限空 间）和半受限射流。
一、集气罩气流流动的基本理论
点汇气流流动情况
(a)敞开的吸气口 （b）四周有挡板的吸气口
一、集气罩气流流动的基本理论
假设点汇的吸气量为qV，等速面的半径分别 为r1和r2，相应的气流速度为v1和v2，则有：
qV 4πr12v1 4πr22v2
即：
v1 r2 2
v2 r1
点汇外某一点的流速与该点至吸气口距离的