大气污染控制工程课件 第9章
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大气污染控制工程说课ppt课件
（1）了解大气污染控制 技术的发展； 大气污染 控制标准； （2）掌握旋风除尘、电 除尘、布袋除尘的工作原 理，会选择设计各除尘器； （3）了解各种烟气脱硫 技术的基本原理，掌握烟 气脱硫技术、脱硝技术的 工艺系统。
（1）能熟练选择合适的污 染物控制技术； （2）能看懂基本的工程图 纸； （3）初步具有一般设备的 设计和计算能力； （4）具有本专业知识再学 习的能力。
噪 声 污 染 控 制 技 术
环 境 影 响 评 价
水 处 理 工 程 设 计
选 修 课
综 合 实 训 、 顶 岗 实 训
公共基 础课程
职业基础 学习领域课程
职业技术 学习领域课程
综合素质 拓展课程
职业技术 实践课程
1.1课程定位
提供环境保护基本概 念、污染危害、能力
大气污染
前导课：环境工程学、环 境学概论、环境法规
课程考核标准
考核方式 评价层面 课堂考勤 任务工单 分数 20 25 权重
过程评价
设备运行与管理 上课表现 终结评价 期末考试 25 30 100
50%
50%
四、教学资源
4.1教材及教参
《大气污染控制技术》
主编 李广超 傅梅绮 化学工业出版社出版2011
特
点
教育部高职高专规划教材
系统性：内容体系完整 实践性：安装、操作、运行 生产性：工程案例 先进性：新技术介绍
2.2课程内容及模块
情景一 大气污染控的基础知识
课程 内容
情景二 颗粒污染物控制技术
情景三 气态污染物净化技术
实训一体 共84学时
情景四 净化装置选择及设计
典型案例 拓展：车间除尘系统课程设计
2.3课程的重、难点
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。
《大气污染控制工程》教案 第九章
《大气污染控制工程》教案第九章《大气污染控制工程》教案第九章第九章固定源氮氧化物污染控制第一节氮氧化物性质及来源氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。
我们通常所说的氮氧化物主要包括：n2o,no,n2o3,no2,n2o4和n2o5,大气中nox主要以no，no2形式存在，但最近研究发现n2o不仅对全球气候变暖有显著影响，而且也参与对臭氧层的破坏。
n2o又称笑气，是一种具有麻醉特征的惰性气体，它在环境大气中的含量非常少，显著低于对生物产生影响的限值。
大气中氮氧化物的来源主要存有两方面。
一方面就是由自然界中的固氮菌、雷电等自然过程所产生；另一方面就是化工生产中的硝酸生产、硝化过程、炸药生产和金属表面硝酸处置等。
第二节燃烧过程中氮氧化物的形成机理一、热力型氮氧化物构成的热力学1.一氧化氮生成量与温度的关系2.一氧化氮与二氧化氮之间的转变3.烟气冷却对一氧化氮和二氧化氮平衡的影响二、热力型氮氧化物构成的动力学―泽利多维奇模型三、瞬时一氧化氮的构成四、燃料型氮氧化物的构成第三节低氮氧化物燃烧技术一、传统的高氮氧化物冷却技术早期开发的低氮氧化物燃烧技术不要求对燃烧系统作大的改动，只是对燃烧装置的运行方式或部分运行方式作调整或改进。
因此简单易行，可方便的用于现存装置，但一氧化氮的降低幅度有限。
这类技术包括低氧燃烧、烟气循环燃烧、分段燃烧、浓淡燃烧技术等。
1.高空气短缺系数运转技术氮氧化物排放量随着炉内空气量的增加而增加，为了降低氮氧化物的排放量，锅炉应在炉内空气量较低的工况下运行。
采用低空气过剩系数运行技术，不仅可以降低氮氧化物的排放，而且减少了锅炉排烟热损失，可提高锅炉热效率。
-1-2.降低助燃空气预热温度课堂教学说明，这一措施不必用作燃煤、燃油锅炉，对于燃气锅炉，则存有减少氮氧化物排放量的显著效果。
3.烟气循环燃烧烟气循环冷却法使用冷却产生的部分烟气加热后，在循环送到冷却区，起著减少氧浓度和冷却区温度的促进作用，以达至增加一氧化氮生成量的目的。
大气污染控制工程(全)郝吉明
（2）氮氧化物排放情况 氮氧化物排放量超过100万吨的省份依次为山
东、广东、内蒙古、江苏、河南和河北，6个省 份氮氧化物排放量占全国氮氧化物排放量的 41.0%。工业和生活氮氧化物排放量最大的分 别是山东和广东，分别占全国工业和生活氮氧 化物排放量的8.0%和12.0%。
•图 各地区氮氧化物排放情况
1979－1986年TOMS测得的总臭氧全球平均值
注：Dobson单位 － 将0°C，标准海平面压力下，10－5m厚的 臭氧定义为一个Dobson单位
• （六）对大气能见度的影响
对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气 反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：
√总悬浮颗粒物（TSP） √ SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和 硫酸气溶胶粒子 √ NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子 √ 光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子
工业（不含车船用）燃料油消费量2087万吨， 比上年增加3.5%。其中，重油1159万吨，柴油885 万吨。
• （2）二氧化硫排放情况
2010年，全国工业废气排放量519168亿立方米 （标态），比上年增加19.1%。
全国二氧化硫排放量为2185.1万吨，比上年减少 1.3%。其中，工业二氧化硫排放量为1864.4万吨， 基本与上年持平，占全国二氧化硫排放量的85.3% ；生活二氧化硫排放量320.7万吨，比上年减少 7.9%，占全国二氧化硫排放量的14.7%。
Gas
CO2 CFCS CH4 N2O
Major Greenhouse Gases
Contribution to global warming (percentage) 57
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
大气污染控制工程绪论课件
危害
大气污染对人类健康、生态系统和气候变化产生广泛而深远的影响。长期接触大气污染物可能导致呼吸系统疾病、 心血管疾病等健康问题，对生态系统则可能导致物种减少、生态平衡破坏等生态问题，而气候变化则可能引发极 端天气事件、海平面上升等问题。
大气污染控制工程的研究对象和内容
研究对象
大气污染控制工程的研究对象包括大气污染物排放源、污染 物在大气中的扩散和转化、以及污染物控制和治理技术等。
解决方案
建立空气质量监测网络，定期监测空气中PM2.5、 PM10、NOx等多种污染物浓度，评估空气质量 等级。
成果与影响
根据监测数据制定针对性强的污染控制措施，有 效提高了空气质量。市民对环境状况的满意度提高。
某市室内空气污染治理案例
案例背景
随着城市化进程加快，室内空气污染问题日益突出，某市 市民反映室内空气质量差，影响生活品质。
引入市场竞争机制
引入市场竞争机制，推动排污权交易等制度的实施，使排污成本上 升，从而促进企业和个人减少污染排放。
加强科研和技术创新
加强科研和技术创新，研发更加高效、经济、环保的污染控制技术 和设备，为大气污染控制工程提供强有力的技术支持。
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
缺乏有效的激励机制 目前缺乏有效的激励机制来鼓励企业和个人减少 污染排放，如缺乏合理的排污收费制度和优惠政 策等。
技术成本较高 大气污染控制工程需要采用先进的技术和设备， 而这些技术和设备的成本往往较高，给工程实施 带来了一定的经济压力。
提高大气污染控制工程效果的措施和建议
加强政策引导和法规制定
政府应制定更加严格的环保法规和标准，并实施有效的监管，确保 企业严格遵守环保要求。
大气污染对人类健康、生态系统和气候变化产生广泛而深远的影响。长期接触大气污染物可能导致呼吸系统疾病、 心血管疾病等健康问题，对生态系统则可能导致物种减少、生态平衡破坏等生态问题，而气候变化则可能引发极 端天气事件、海平面上升等问题。
大气污染控制工程的研究对象和内容
研究对象
大气污染控制工程的研究对象包括大气污染物排放源、污染 物在大气中的扩散和转化、以及污染物控制和治理技术等。
解决方案
建立空气质量监测网络，定期监测空气中PM2.5、 PM10、NOx等多种污染物浓度，评估空气质量 等级。
成果与影响
根据监测数据制定针对性强的污染控制措施，有 效提高了空气质量。市民对环境状况的满意度提高。
某市室内空气污染治理案例
案例背景
随着城市化进程加快，室内空气污染问题日益突出，某市 市民反映室内空气质量差，影响生活品质。
引入市场竞争机制
引入市场竞争机制，推动排污权交易等制度的实施，使排污成本上 升，从而促进企业和个人减少污染排放。
加强科研和技术创新
加强科研和技术创新，研发更加高效、经济、环保的污染控制技术 和设备，为大气污染控制工程提供强有力的技术支持。
END
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感谢观看
KEEP VIEW
缺乏有效的激励机制 目前缺乏有效的激励机制来鼓励企业和个人减少 污染排放，如缺乏合理的排污收费制度和优惠政 策等。
技术成本较高 大气污染控制工程需要采用先进的技术和设备， 而这些技术和设备的成本往往较高，给工程实施 带来了一定的经济压力。
提高大气污染控制工程效果的措施和建议
加强政策引导和法规制定
政府应制定更加严格的环保法规和标准，并实施有效的监管，确保 企业严格遵守环保要求。
大气污染控制工程(全)
1000
100
NO2 浓度，mg/m3 NO2 浓度，ppm
10
1.0
注：二氧 化氮浓度 和暴露时 间与植物 死亡、叶 器官损伤 和新陈代 谢或生长 影响之间 的关系
0.1 0.1 暴露时间，h
（三）大气污染对材料和器物的危害
注：平均 二氧化硫 浓度和不 同暴露时 间与低碳 钢的腐蚀 之间的关 系 （ 1963 －1964年9 月，在芝 加哥的七 个地点进 行的实验 ）
NO2对人体健康的影响
NO2（10-6） 1 5 10—15 50 80 100—150 250 对人体健康的影响 闻到臭味 闻到强臭味 10min眼、鼻受到刺激 1min内人呼吸困难 3min感到胸痛、恶心 在30—60min内死亡 很快死亡
颗粒物对人体健康的危害
突发性严重大气污染事故
注：图为 1952年 12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和 二氧化硫浓度的相关性
•图 工业行业烟尘和粉尘排放情况
•四、火电厂二氧化硫排放情况
2010年，纳入重点调查统计范围的电力企业2386 家。其中，独立火电厂1642家，自备电厂744家。 独立火电厂共消耗燃料煤16.6亿吨，占全国工业 煤炭消耗量的49.2%。二氧化硫排放量为835万吨，比 上年减少4.8%，占全国工业二氧化硫排放量的44.8%。 独立火电厂二氧化硫排放量大于50万吨的省份依次为 山东、山西、内蒙古、河南和江苏，占全国独立火电 厂二氧化硫排放量的37.3%。 独立火电厂共安装了3266套脱硫设施，比上年增 加134套。去除二氧化硫1900万吨，比上年增加35.0%； 二氧化硫去除率达到69.5%，比上年升高7.9个百分点。
对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶 粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体， 包括： √总悬浮颗粒物（TSP） √ SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应 速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子 √ NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶 粒子 √ 光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子
100
NO2 浓度，mg/m3 NO2 浓度，ppm
10
1.0
注：二氧 化氮浓度 和暴露时 间与植物 死亡、叶 器官损伤 和新陈代 谢或生长 影响之间 的关系
0.1 0.1 暴露时间，h
（三）大气污染对材料和器物的危害
注：平均 二氧化硫 浓度和不 同暴露时 间与低碳 钢的腐蚀 之间的关 系 （ 1963 －1964年9 月，在芝 加哥的七 个地点进 行的实验 ）
NO2对人体健康的影响
NO2（10-6） 1 5 10—15 50 80 100—150 250 对人体健康的影响 闻到臭味 闻到强臭味 10min眼、鼻受到刺激 1min内人呼吸困难 3min感到胸痛、恶心 在30—60min内死亡 很快死亡
颗粒物对人体健康的危害
突发性严重大气污染事故
注：图为 1952年 12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和 二氧化硫浓度的相关性
•图 工业行业烟尘和粉尘排放情况
•四、火电厂二氧化硫排放情况
2010年，纳入重点调查统计范围的电力企业2386 家。其中，独立火电厂1642家，自备电厂744家。 独立火电厂共消耗燃料煤16.6亿吨，占全国工业 煤炭消耗量的49.2%。二氧化硫排放量为835万吨，比 上年减少4.8%，占全国工业二氧化硫排放量的44.8%。 独立火电厂二氧化硫排放量大于50万吨的省份依次为 山东、山西、内蒙古、河南和江苏，占全国独立火电 厂二氧化硫排放量的37.3%。 独立火电厂共安装了3266套脱硫设施，比上年增 加134套。去除二氧化硫1900万吨，比上年增加35.0%； 二氧化硫去除率达到69.5%，比上年升高7.9个百分点。
对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶 粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体， 包括： √总悬浮颗粒物（TSP） √ SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应 速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子 √ NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶 粒子 √ 光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子
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200
100
0 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 ? ?è (?é ê? ?è )
一.热力型NOx形成的热力学
? 平衡常数和平衡浓度
一.热力型NOx形成的热力学
? 2. NO与NO2之间的转化
? 平衡常数和 ? 平衡浓度
一.热力型NOx的形成的热力学
? 上述数据说明：
随着反应温度 T的升高，其反应速率按指数规 律增加。当 T<1500 oC时,NO的生成量很少 ,而当 T>1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大 6-7倍。
二.热力型NOx形成的动力学——
Zeldovich(捷里多维奇)模型
O2 ? N ? 2O? N O? N2 ? NO? N N ? O2 ? NO? O
1) 室温条件下，几乎没有 NO和NO2生成，并且所有的 NO都 转化为 NO2
2) 800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但 NO生成量已 经超过 NO2
3) 常规燃烧温度（ >1500K）下，有可观的 NO生成，但 NO2 量仍然很小
一.热力型NOx形成的热力学
? 3.烟气冷却对 NO和NO2平衡的影响
第9章 氮氧化物污染控制
? 教学内容: ? §1 氮氧化物的性质及来源 ? §2 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 ? §3 低氮氧化物燃烧技术 ? §4烟气脱硝技术
建议学时数：4学时
第9章 氮氧化物污染控制
? 1、教学要求物的形成机理 , ? 掌握低氮氧化物燃烧技术和烟气脱硝技术。 ? 2、教学重点 ? 燃烧过程中氮氧化物的形成机理，烟气脱硝技术 ? 3、教学难点 ? 烟气脱硝技术、低氮氧化物燃烧技术
产生 NO和 NO2的两个重要反应
N 2 ? O 2 ?????? 2 NO
1
NO
?
1 2
O2
??? ???
NO 2
2
上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响
平衡时 NO浓度随温度升高迅速增加
1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系
800
700
600
(ppm) ?è
500 400
?μáD 1
NO?¨ 300
? NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃 组分
不同浓度的NO2对人体健康的影响
浓度(ppm)
1.0 5.0 10-15 50 80 100-150 200 以上
影响
闻到臭味 闻到很强烈的臭味 眼、鼻、呼吸道受到强烈刺激 1 分钟内人体呼吸异常，鼻受到刺激 3－5 分钟内引起胸痛 人在 30－60 分钟就会因肺水肿死亡 人瞬间死亡
0.95～1.0
6# fuel oil
0.96～1.0
diesel engine
0.77～1.0
二.热力型NOx形成的动力学——
Zeldovich(捷里多维奇)模型
燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生 成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用 捷里多维奇 (Zeldovich) 反应式表示。
在高温下总生成式为
N 2 ? O2 ? 2 NO
§1氮氧化物的性质及来源
? 就全球来看，空气中的氮氧化物主要来源于天然源，但城市大气 中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，即人为源，如汽车等流动源 ，工业窑炉等固定源。 据计算，各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为： 1吨天然气:6.35公斤 1吨石油: 9.1-12.3公斤 1吨煤: 8-9公斤 而以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中氮氧化物的浓度相当高。 在非采暖期，北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。 氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降 水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一；它与其它污染 物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。
§1氮氧化物的性质及来源
? NOx包括 ? N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 ? 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 ? 氮氧化物（NOX）种类很多，造成大气污染的主要是 一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），因此环境学 中的氮氧化物一般就指这二者的总称。 NOx的性质 ? N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭 氧层的破坏
? 烟气冷却过程中，根据热力学计算， NOx应主要以 NO2的形式 存在，但实际 90％～95％的NOx以NO的形式存在，主要原因 在于动力学控制
? NO/NO x Ratio
boiler
vehicles
nature gas
0.9～1.0 internal comb. engine
0.99～1.0
coal
§1氮氧化物的性质及来源
? 1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，这是在强烈阳光 照射下，污染物发生的化学反应， 400多名老人因此丧失了生命. 附近农作物一夜之间严重受害； 6.5万公顷的森林，29％严重受害 ，33％中等受害，其余38％也受轻度损害。美国光化学烟雾对农 业和林业的危害曾波及27个州。
? 在氮氧化物中， NO占有90%以上，二氧化氮占 5%10%，产生机理一般分为如下三种： 燃料型NOx
?燃料中的固定氮生成的 NOx
? 热力型NOx
? 高温下 N2与O2反应生成的 NOx
? 瞬时NO
?低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的 NO
一.热力型NOx形成的热力学
? 1.热力型NOx的生成浓度与温度的关系
§1氮氧化物的性质及来源
? NOx的性质（续）
? NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降
? NOx的来源
? 固氮菌、雷电等自然过程（5×108t/a） ? 人类活动（5×107t/a）
?燃料燃烧占 90％ ?95％以NO形式，其余主要为 NO2
§1氮氧化物的来源
§2燃烧过程NOx的形成机理
? 之后，日本、英国、德国、澳大利亚先后出现过光化学污染， 我国兰州、上海也发生过类似的光化学烟雾事件。 氮氧化物（NOx），普通人并不熟悉的名字，它，就是上述 光化学烟雾的罪魁祸首，它还会造成大气层中臭氧含量减少、引 发硝酸雨，致使人们感染气喘病、肺水肿、鼻炎、头痛等疾病。 据测算，每燃烧一吨煤，就要产生 5－30kg氮氧化物。可我 国能源结构中有70%－80％由煤的燃烧来提供。煤炭高温燃烧成 为我国排放氮氧化物的主要来源之一。