应用气象学第七章讲解

废烟气同时具有一定的回收利用价值。
在各种工业炉窑的能量支出中，废气余热约占15%～35%
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冶金工业大气污染
在劳动保护和环境保护方面，冶金企 业面临着艰巨的任务。其中充分利用气 象信息进行合理排放、科学治理是气象 专业服务工作的重要方面。
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冶金企业专业气象服务
冶金企业的主要生产过程一般对天气 不太敏感，总的来说，天冷和微风气候 条件比较适宜，高温、高湿下工作效率 易受影响，妨碍职工健康，加重负荷和 空调功率。
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冶金与气象 一、冶金工业大气污染 二、冶金企业专业气象服务 三、大气腐蚀 四、高温作业环境对人的影响和防护
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冶金工业大气污染
冶金工业废气（包括气溶胶）主要分为三类： 生产工业过程中-----化学反应排放的废气； 燃料在炉窑中燃烧-----产生烟气和有害气体； 原料和燃料在运输、装卸、储、加工、清理精 整过程中-----产生烟尘。
主要影响天气包括：大风、暴雨、高温、大雪、低温、 雷暴等，做到安全渡汛，不停炉，不停电，不水淹， 运输畅通，料场不流失，防风、防寒、防暑降温。
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大气腐蚀
大气腐蚀:
大气腐蚀主要是大气中的氧和水分的作用。 在污染大气中，硫化物、氯化物，二氧化碳 等气体和煤烟、盐粒、尘埃会加剧大气腐蚀的 进程。
本章难点：
大气腐蚀机制，自然压力和矿井风量 的计算。
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冶金与气象
冶金工业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、 冶炼、以及轧制成材的工业部门。包括黑色冶金工 业（即钢铁工业）和有色冶金工业两大类。
冶金工业包括矿山开采、选矿、冶炼、加工等主 要部门；作为连续性大生产，综合性强，大气污染物 排放量大，是受气象条件影响明显的部门，生产调度 要求充分掌握气象信息，进行长期生产发展规划，短 期不失时机地安排作业计划，进行正确的指挥、决策， 充分利用有利天气，规避不利天气或事先采取防御措 施。
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冶金企业专业气象服务
直接影响生产过程的天气、因素
高炉喷吹燃料(fuel injection into blast furnace)，将气体、液体或固 体燃料通过专门的设备从风口喷入 高炉，以取代高炉炉料中部分焦炭 的一种高炉强化冶炼技术。
降水：入炉原料、燃料的含水量、因大量吸热而 影响冶炼强度的提高和燃料比的降低、炼钢厂整 模、工程进度、保证质量、新建高炉、焦炉的开 工投产及大修、中修、暴漏在外的炉体。
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金属表面大气腐蚀的机制
对于干燥的空气，虽然其中的氧及少量硫蒸气和 氯气，仍可产生化学腐蚀，但并无通常意义下的电 极反应，此时在金属表面形成氧化物反应过程。
M
e
(金属）
M
n e
ne
1 2 O2
2e
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2
2M
n e
nO2
M e2On
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金属表面大气腐蚀的影响因子
空气湿度---空气中的相对湿度f是决定金属表 面大气腐蚀的基本因子。
金属表面大气腐蚀的机制
金属表面的大气腐蚀起因于大气温度、湿度 条件下表面形成电解液膜引起的电化学腐蚀。
降水、相对湿度较高环境
SO2、NO2、 CO2等酸性气 体和盐类
金属表面形成水膜 电解质溶液
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金属表面大气腐蚀的机制
由于液膜很薄，它不同于浸没在电解液中的电化学腐 蚀过程，虽然氧在水中溶解度很低，但空气中的氧可以 不断地向液膜供给，并通过液膜到达金属表面。这时液 膜中的阴极过程主要表现为氧的去极化作用。
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本章主要内容
§1 冶金与气象 §2 矿井与气象 §3 石油与气象
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本章重点、难点
本章重点：
大气腐蚀、高温作业环境、热应急效应、 矿井通风、矿井瓦斯、煤炭自燃和采油适宜 期等概念。金属表面大气腐蚀影响因子分析， 矿井瓦斯爆炸气象条件分析，气象条件对石 油勘探、钻井和采、输、炼的影响。
环境湿度：无喷吹燃料技术---加湿鼓风 喷吹燃料技术---脱湿鼓风
大风
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冶金企业专业气象服务
为了对冶金企业全面深入地开展专业气象服务工作，必 须深入到冶金企业各个生产部门、生产环节和具体生产工 序，与生产管理和调度部门密切配合，建立起冶金企业专 业气象服务计算机系统，着重进行专业气象检索、气象咨 询服务、灾害性危险性天气警报服务，把气象服务与生产 调度，管理融为一体，对重要天气进行自动输入、警报提 示，各种预报随机文件处理以及调度值班管理层层落实， 防患于未然。
我国1993年因腐蚀造成的损失达一千多亿元， 其中以金属腐蚀为主。每年因腐蚀报废的金属 设备和材料相当于金属年产量的20%-40%，而大 气腐蚀约占总金属腐蚀的一半。
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大气腐蚀
金属表面大气腐蚀的机制 金属表面大气腐蚀的影响因子
大气腐蚀的分类 大气腐蚀的防护
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1 2
O2
2H
2e
H 2O
酸性介质
1 2
O2
2H 2O
2e
2OH
中性或碱性介质
当金属表面干湿交替时，腐蚀率特别大。瞬 时腐蚀速率随温湿条件而明显变化。
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金属表面大气腐蚀的机制
讨论： 1、钢试片半浸在水中， 为什么 “水线”部分 最容易腐蚀？这在实际中有何重要意义？
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冶金工业大气污染
“湿、蚀、变”
废气治理难度大，原因是：
※ 废气温度高（400-1000℃ ），对管道材料，组 件结构以及净化方式的选择有特殊要求。
※ 冷却处理技术难度大，烟气中含有硫、水分和一 氧化碳，必须解决水汽结露，粉尘防火防爆问题。
※ 烟气阵发性强，且无组织排放（厂房、天窗）量大。
第七章 冶金、矿井和石油与气象
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概述
冶金、矿井和石油工业属基础原材料和燃料工 业，企业规模大、生产战线长、综合性强，露天 作业占相当比重，受天气环境制约，生产过程中 将遇到各种气象问题，同时从设计、计划、管理、 设备等方面考虑如何应用气象信息，趋利避害， 提高工效和经济效益，改善劳动条件，具有很大 的潜力和重大价值，随着生产规模的扩大，科技 含量的增进，冶金、矿井和石油工业将会越来越 感到气象服务的迫切需求。