烟气的排放资料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大气污染控制技术,3 烟气的排放,*,3,烟气的排放,课堂讨论：,你认为影响烟气扩散的因素有哪些？,大气污染控制技术,1,3 烟气的排放,3 烟气的排放,本章主要内容：,了解烟气的扩散规律；,了解影响烟气的扩散因素；,掌握污染物浓度的估算方法；,了解烟气抬升现象。,大气污染控制技术,2,3 烟气的排放,主要的气象要素,气象要素：,表示大气状态和物理现象的物理量。,气温：,摄氏温度和热力学温度；,气压：,大气压强；,湿度：,空气中水汽的含量；,风：,空气的流动，水平运动。方向和大小。风速。,湍流：,大气不规则的运动；机械湍流和热力湍流；,云：,云高和云量；,太阳高度角：,太阳光线与地平面间的夹角；,能见度：,反映大气透明或浑浊的程度。,大气污染控制技术,3,3 烟气的排放,3.1 影响烟气扩散的因素,气象条件对烟气扩散的影响,主要有：,风向,、,风速,、,大气湍流,、,大气温度的垂直分布,和,大气稳定度,等。,（1）风对烟气扩散的影响,风对污染物的作用：,整体输送,，污染源安排在城市下风向；,冲淡稀释,。,污染物在大气中的浓度与污染物的排放总量成正比，与平均风速成反比。,大气污染控制技术,4,3 烟气的排放,（2）大气湍流对烟气扩散的影响,大气湍流：,指大气因受动力湍流的影响所形成的不规则运动气流。,湍流运动：,大气的运动除了风以外，还存在着不同于主流方向,(,平均风向,),的各种尺度的次生运动或旋涡运动。,只有“层流”，污染物只能靠,分子扩散,缓慢地向四周扩散，大气湍流运动造成强烈混合，,湍流扩散,速率比分子扩散速率快,l 000001000000,倍。,风速越大，湍流越强，污染物稀释扩散速率就越快，大气污染物的浓度就越低。,风,和,湍流,是决定污染物在大气中稀释扩散最直接因子。,大气污染控制技术,5,3 烟气的排放,（3）气温的垂直分布,地球表面上方大气圈各气层的温度随着高度的不同而发生变化，常用气温垂直递减率,(),表示。,气温垂直递减率：,指在垂直于地球表面方向上每升高,100m,气温的变化值。,气温随高度递减，,0,，一般出现在晴朗的白天风不大时；,气温随高度递增，,0,，一般出现在少云或无风的夜间，,逆温,现象；,气温随高度基本不变，,=0,，在多云天或阴天。,大气污染控制技术,6,3 烟气的排放,（4）大气垂直稳定度对烟气扩散的影响,大气稳定度：,指近地层大气作垂直运动的强弱程度。,如果大气处于不利于垂直运动发展的状态，即称此大气为,稳定状态,；反之，则称为,不稳定状态,。,气象学把近地层大气划分为稳定、中性和不稳定三种状态。,球代表空气团,大气污染控制技术,7,3 烟气的排放,大气稳定度与气温垂直递减率关系,：,愈大,，大气愈不稳定，湍流充分，,污染物扩散稀释能力强,；,愈小，,大气愈稳定，如果很小=零(等温)或小于零(逆温)，大气则处于稳定状态，,湍流受到抑制,。,大气稳定度是影响污染物扩散的极重要因素：大气处于不稳定状况，对流强烈，烟气迅速扩散；大气处于强稳定状态，烟气不易扩散，造成严重污染。,烟形：,翻卷形、锥形、扇形、屋脊形、漫烟形。风和大气稳定度对烟气在大气中运行和扩散的影响。,大气污染控制技术,8,3 烟气的排放,大气污染控制技术,9,3 烟气的排放,大气污染控制技术,10,3 烟气的排放,（5）天气形势,天气形势是指大范围的气压分布和大气运动状况。,低压控制区，天气多为中性或不稳定状态，有利于污染物稀释扩散,高压控制区，沉降性逆温，阻挡污染物向上湍流扩散。,高压大气系统，静止或微风，逆温，空气停滞，造成污染。,大气污染控制技术,11,3 烟气的排放,下垫面对烟气扩散的影响,（1）城市下垫面对烟气扩散的影响,城市下垫面的,特点,：人口密集、工业集中，能耗高；,城市覆盖物热容大，白天吸收辐射热夜间放热缓慢；,城市上空笼罩烟雾和,CO,2,，使地面有效辐射冷却效应减弱。,城市热岛效应,热岛环流,，也叫“,城市风,”。产生上升气流，郊区空气进行补充，污染物输送进城市。,大气污染控制技术,12,3 烟气的排放,（2）地形对大气扩散的影响,地形地物对污染物扩散的影响主要是通过,气流运动和气温的影响,以,改变烟气的运动和扩散,。,烟气运行碰到高的丘陵和山地，引起高浓度污染；,烟气越过不太高的丘陵，在背风面下滑，产生涡流，出现严重污染。,大气污染控制技术,13,3 烟气的排放,晴朗的夜晚，由于地面辐射冷却得快，山沟两侧贴近山坡的、冷而重的大气顾坡下沿，形成,下坡风,，又称,山风,。,具有日照的白天形成,上坡风,和,谷风,。,日出日落前后是山谷风的转换期，风向不稳定，风速很小，山沟中污染源排出的污染物由于风向来回摆动，产生循环积累，造成高浓度污染。,在易于出现小风并伴随逆温的凹地处，污染源排放的污染物，往往会造成严重的大气污染。,大气污染控制技术,14,3 烟气的排放,大气污染控制技术,15,3 烟气的排放,3.1.3 水陆交界区对烟气扩散的影响,水陆交界，水和陆的热导率和热容不同，白天上层空气由大陆吹向海洋，下层空气则由海洋流向陆地，形成,海风,，并构成完整热力环流。,夜间产生与白天相反的气流，形成,陆风,。一般来说，海风比陆风强度大。,盛行风和海风方向相反，形成逆温顶盖。,大气污染控制技术,16,3 烟气的排放,盛行风和海风方向相反，形成逆温顶盖。,大气污染控制技术,17,3 烟气的排放,3.2 污染物浓度的估算,3.2.1 污染物浓度估算公式高斯公式,图示烟羽形状，反映从污染源排放的污染物在风向沿x轴的大气中扩散的情况。,大气污染控制技术,18,3 烟气的排放,用高斯扩散公式计算污染物浓度,应满足的条件,为：,污染物的平均浓度在y、z轴上分布符合正态分布；,在扩散的整个空间中风速均匀、稳定；,污染源的源强Q连续、均匀；,扩散过程，污染物质量守恒（不发生化学反应，地面对其不发生吸收和吸附作用）。,大气污染控制技术,19,3 烟气的排放,高斯引入“像源”说明地面的反射作用，“实源”与“像源”共同作用；,同时假定，污染物在扩散过程中不发生化学反应。,大气污染控制技术,20,3 烟气的排放,P,点的实际污染物浓度：,高斯公式表明：在烟轴位置，某一点的浓度,c,与源强,Q,成正比，与风速和扩散参数成反比。,大气污染控制技术,21,3 烟气的排放,3.2.2 扩散参数的确定,高斯公式进行浓度估算，关键是确定扩散参数。,实测准确，不经济，估算有误差却简便。,扩散参数常用的估算法有：,（,1,）,P,T,C,法,确定净辐射分级、确定宏观稳定度、确定扩散参数，见表,3-1,、,3-2,、,3-3,和图,3-11,、,3-12,。,（,2,）经验公式（,P48,）,平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法；,工业区或城区的扩散参数的选取方法；,丘陵山区的农村或城市，其扩散参数选取方法同城市工业区。,大气污染控制技术,22,3 烟气的排放,大气污染控制技术,23,3 烟气的排放,大气污染控制技术,24,3 烟气的排放,3.2.3 地面最大浓度,地面源和高架源在,下风方向造成的地面浓度分布,情况：,在下风向一定距离处,中心线的浓度,高于边缘部分。,大气污染控制技术,25,3 烟气的排放,地面源和高架源的,地面轴线浓度分布,情况：,(a),地面源轴线污染物浓度随距源距离增加而降低。,(b),高架源地面轴线浓度先随距离增加而急剧增大，在距源,13km,的不太远距离处地面轴线浓度达到最大值，超过最大值以后，随,x,继续增加，地面轴线浓度逐渐减小。,大气污染控制技术,26,3 烟气的排放,高架连续点源地面轴线浓度公式：,当大气稳定度一定时，,z/y,值一定，高架连续点源的地面最大浓度与烟囱高度,H,的平方成反比。,地面最大浓度的计算公式：,最大浓度出现于满足下列关系的正下风向处即最大浓度点的,z,值：,根据最大浓度点的,z,值、大气稳定度类型反查图,3-12,就可得出最大浓度在下风向距污染源的距离,x,。,大气污染控制技术,27,3 烟气的排放,3.3 烟气抬升现象和烟云抬升高度,烟囱有效高度,指从烟囱排放烟云距地面的,实际高度,等于,烟囱本身高度h,与,烟气抬升高度H,之,和,。,3.3.1 烟气抬升现象,（1）烟气抬升的四个阶段,喷出阶段：,动力抬升，垂直速度和初始动量决定；,浮生阶段：,温差造成浮力抬升；,瓦解阶段：,环境湍流造成烟流自身结构瓦解；,变平阶段：,水平风速，烟云倾斜、扩散膨胀、变平。,大气污染控制技术,28,3 烟气的排放,注意：,烟气初始排放参数不同，分,动力抬升烟气,和,浮力抬升烟气,。浮力抬升由烟气温度高产生浮力作用；,低温烟气，抬升主要由烟气初始动量决定；,锅炉的,高温烟气,，浮力对烟气抬升远大于动量。,（2）影响烟云抬升现象的因素,烟囱出口处的烟气流速Us；烟气温度Ts；,环境温度即大气温度Ta；风速；,大气稳定度；近地层下垫面的状况等。,大气污染控制技术,29,3 烟气的排放,3.3.2 烟云抬升高度的计算,（1）Holland公式,（2）Lucas公式,（3）Concawe公式,（4）公式,（5）国家标准中规定的计算公式,大气污染控制技术,30,3 烟气的排放,3.3.3 增加烟气抬升高度的措施,决定烟气抬升的主要因素：烟气本身的热力性质、动力性质、气象条件和近地层下垫面等。,措施：,减少烟道及烟囱的热损失初始动量和浮力；,选择一个适当的出口流速烟气与周围空气的混合速率 平均风速和湍流程度（出口速度增加利于动力抬升，但是加快混合）；,增加排气量对动量抬升和浮力抬升均有好处，采用集合烟囱排气。,大气污染控制技术,31,3 烟气的排放,本章重点,烟气扩散的影响因素、污染物浓度的估算、烟云抬升高度的计算。,本章作业,50页-第1题；54页-第3题。,大气污染控制技术,32,3 烟气的排放,课堂测验(一),1、影响燃料燃烧效率的因素有哪些？,2、简述燃料燃烧过程中NOx和SOx的形成机制。,3、煤的燃烧方式有几种？每种燃烧方式举出相应的燃烧设备？,4、影响烟云抬升的因素有哪些？,可以任选三题！,大气污染控制技术,33,3 烟气的排放,