《大气污染控制工程》复习.doc

大气污染控制工程第一章 概 论第一节：大气与大气污染1. 大气的组成：干洁空气、水蒸气和各种杂质。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、健康和福利，或危害了生态环境。3. 按照大气污染范围分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。4. 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。5. 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”。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。P42. 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。P43. 气溶胶状态污染物粉尘：指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态。烟：烟一般指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。飞灰：指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散的较细的灰分。黑烟：由燃烧产生的能见气溶胶。霾（灰霾）：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。雾：气体中液滴悬浮体的总称。4. 总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100m的颗粒物。P55. 可吸入颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10m的颗粒物。P56. 气体状态污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾7. 对于气体污染物，有可分为一次污染物和二次污染物。P58. 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。P59. 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。P610. 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。P711. 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。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强烈得多。P712. 大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。P713. 人为污染源有各种分类方法。按污染源的空间分布可分为：点源、面源、线源。P714. 人为源：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源15. 对主要大气污染物的分类统计：燃料燃烧、工业生产、交通运输16.大气污染的影响： 大气污染物侵入人体的主要三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气1.对人体健康的影响：颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂、有机化合物2.对植物的伤害3.对器物和材料的影响4.对大气能见度和气候的影响第四节：大气污染综合防治1. 大气污染综合防治：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。P192. 大气污染综合防治措施：P19（1）全面规划、合理布局影响环境空气质量的因素很多，因此，为了控制城市和工业区的大气污染，必须在进行区域性经济和社会发展规划的同时，做好全面环境规划，采取区域性综合防治措施。（2）严格环境管理从环境管理的概念可知，环境管理是对环境污染源和污染物的管理，通过对污染物的排放、传输承受三个环节的调控达到改善环境的目的。（3）控制大气污染的技术措施 实施清洁生产 实施可持续发展的能源战略 建立综合性工业基地（4）控制污染的经济政策 保证必要的环境保护投资，并随着经济的发展逐年增加 实行“污染者和使用者支付原则”（5）控制污染的产业政策1鼓励类2限制类3淘汰类（5）绿化造林绿化造林是区域生态环境中不可缺少的重要组成部分，绿化造林不仅能美化化境，调节空气温湿度或城市小气候，保持水土，防治风沙，而且在净化空气（吸收二氧化碳、有害气体、颗粒物、杀菌）和降低噪声方面皆会起到显著作用。（6）安装废气净化装置安装废气净化装置，是控制环境空气质量的基础，也是实行环境规划与管理等项综合防治措施的前提。第五节：环境空气质量控制标准一、环境空气质量控制标准的种类和作用P221. 环境空气质量标准（环境）2. 大气污染物排放标准（工业污染源）3. 大气污染控制技术标准4. 警报标准（工业企业设计卫生标准）：车间二、环境空气质量标准中：P23大气污染物综合排放标准规定：任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度（任何1小时浓度平均值）和最高允许排放速率（任何1小时排放污染物的质量）两项超标，超过其中任何一项均为超标排放。P24大气污染物综合排放标准中，按照综合排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，仍继续执行行业性标准（优先使用行业标准）。P25五、空气污染指数及报告：1.目前计入空气污染指数（API）的项目定为：可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。P25 2.污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。P27（例：污染指数的计算结果为100.1，则API值为101【进位】）3.各种污染物的污染分指数都计算出以后，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。API1。P416. 空燃比（AF）：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。P42（空燃比为无量纲）7. 发热量：单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的情况下（通常为298K和1atm）的热量变化，称为燃料的发热量，单位是kJ/kg（固体、液体燃料）或kJ/m3（气体燃料）。燃料的发热量有：低位发热量和高位发热量P448. 燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失第三节：烟气体积及污染物排放量计算P46P491. 理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以Vfg0表示。烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。P46理论烟气体积：等于干烟气体积和水蒸气体积之和。P46干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。Vfg0=V干烟气+V水蒸气；V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中水+V理论空气量带入的实际烟气体积 Vfg0 Vfg = Vfg0 + (a-1)Va02. 烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为理想气体，故可应用理想气体方程。设观测状态下（Ts、Ps下）：烟气的体积为Vs，密度为s。标态下（TN、PN下）： 烟气的体积为VN，密度为N。标态下体积为：标态下密度为：3. 过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。空气过剩系数为：a= M过剩空气中O2的过剩系数设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示，假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为 理论需氧量：0.264N2P-O2P 所以（燃烧完全时） 若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2 此时各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。标况下烟气量计算式： 4. 污染物排放量的计算（例题、习题）P47第五节：燃烧过程中颗粒污染物的形成1. 燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常由气相反应生成积碳，由液态烃燃料高温分解产生的那些粒子都是结焦或煤胞。P542. 燃煤烟尘的形成：固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的碳粒，飞灰则主要是燃料所含的不可燃矿物质微粒，是飞灰的一部分。P553. 减少燃煤层气体中未燃尽碳粒的主要控制途径是：（1）改善燃料和空气的混合（2）保证足够高的燃烧温度（3）保证碳粒在高温区必要的停留时间4. 影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素 燃烧方式：手烧炉 层燃炉 室燃炉 沸腾炉第三章 污染气象学基础知识1. 干绝热垂直递减率（干绝热直减率）: 干气块（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。以d表示。2.逆温：温度随高度的增加而增加。 逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。3.辐射逆温由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。以冬季最强 4.五种典型烟流和大气稳定度（1）波浪型ro，rrd 很不稳定（2）锥型：ro，r rd 中性或稳定（3）扇型：ro，rrd 稳定（4）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：ro，rrd 不稳定;在排出下方；ro，rrd，大气处于稳定状态。 （5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：ro，rrd，大气处于稳定状态；第四章 大气扩散浓度估算风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。高斯模型的四点假设，公式的物理意义，计算题第五章 颗粒污染物控制技术基础第一节：颗粒的粒径及粒径分布1. 几种常用的粒径表示方法： 用显微镜法观测颗粒时，采用如下几种粒径： 定向直径dF 定向面积等分直径dM 投影面积直径dA同一颗粒的dF dAdM。 用筛分法测定时，可得到筛分直径 有光散射法测定时，可得到等体积直径dV 用沉降法测定时，一般采用如下两种定义： 斯托克斯直径ds：为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。 空气动力学当量直径da：为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（p=1gcm3）的圆球的直径。（例：空气动力学当量直径da是用哪种方法测定的？-沉降法）2. 个数频率：为第i间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数ni之比（或百分比）。3. 个数筛下累积频率：为小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。第二节：粉尘的物理性质粉尘的物理性质（密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、粘附性、自然性和爆炸性）1. 若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，并以P表示。2. 呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度，并以b表示。P1433. 安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角等，一般为3555。P1444. 滑动角：系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为4055。P1445. 粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。P146 （粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。）6. 体积比电阻：在高温（一般在200以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。P1487. 表面比电阻：在低温（一般在100以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低。8. 粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻范围为1041010cm。9. 颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。第三节：净化装置的性能1. 评价净化装置性能的指标：P151包括技术指标和经济指标两方面。技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。第六章 除尘装置第一节：机械除尘器1. 机械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。P161（填空）2. 旋风除尘器的基本原理？旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。3. 普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。P167（填空）4. 除尘器相对尺寸对压力损失影响较大，当除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。5. 分割直径：处于平衡状态的尘粒有50%的可能进入内漩涡，也有50%的可能性移向外壁，除尘效率为50%使所对应的粒径即为除尘器的分割直径。6. 二次效应：即被捕集粒子重新进入气流。第二节：电除尘器1. 电除尘器的工作原理：其原理涉及 悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。2. 起始电晕电压：开始产生电晕电流是所施加的电压。）3. 粒子荷电中：1，电场荷电；2，扩散荷电。电晕闭塞：当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减少到零，失去除尘作用。P186（名词解释）4. 克服高比电阻影响的方法有：保持电极表面尽可能清洁；采用较好的供电系统，烟气调质，以及发展新型电除尘器。5. 烟气调质：增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3、及Na2CO3等化合物，可使粒子导电性增加。第三节：湿式除尘器1. 在工程上使用的湿式除尘器总体上分为：低能和高能两类。低能湿式除尘器包括喷雾塔和旋风除尘器等，高能湿式除尘器包括文丘里洗涤器等。P200（填空）（例： 是典型的高能湿式除尘器。-文丘里洗涤器）第四节：过滤式除尘器1. 过滤式除尘的原理？P213（简答）？含尘气体流通过过滤材料将粉尘分离捕集2. 颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。P213（填空）3. 袋式除尘器的压力损失p由通过清洁滤料的压力损失pf和通过颗粒层的压力损失pP组成。P215（填空）4. 袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。P218（填空）5. 常用的清灰方式有三种：机械振动式、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰。P218（填空） “四大除尘技术”目前常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。机械除尘器包括：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。设计重力沉降室的模式有：层流式和湍流式。提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。1. 重力沉降室的结构和原理重力沉降室是通过重力作用使粉尘从气流中沉降分离的除尘装置。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。重力沉降室分为（1）层流式 （2）湍流式。层流式沉降室设计的简单模式的假设是在沉降室内气流为柱塞流，流速为v0，流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀地分布在烟气中。湍流式沉降室设计的模式是假设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。重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小，维修管理容易。缺点：体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。重力沉降室实际性能：只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒，沉降室的除尘效率约为40-70%；仅用于分离dp50m的尘粒。层流模式重力沉降室的计算（1）沉降时间计算 尘粒的沉降速度为Vt，沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为Vt的尘粒在沉降室全部去除，气流在沉降室内的停留时间t（错误！未找到引用源。）应大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗的时间（错误！未找到引用源。），即错误！未找到引用源。（2）最小沉降粒径计算（3）重力沉降室除尘效率多层重力沉降室分级除尘效率2. 惯性除尘器分为：以气流中粒子冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式和通过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反转式。惯性除尘器的结构和原理：为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气体冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。惯性除尘器分为冲击式和反转式。冲击式的原理是：气流冲击挡板捕集较粗粒子；反转式的原理是改变气流方向捕集较细粒子。惯性除尘器的应用：惯性除尘器的除尘效率，与气流速度越大、气流方向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大。一般适合于净化密度大和粒径大的金属或矿物性粉尘除尘。对于粘性较强或纤维性粉尘一般不适合。 惯性除尘一般效率不高，因此，一般只适合于多级除尘中的第一级除尘。捕集粒径一般在10-20m以上的粗尘。压力损失一般为100-1000pa。 旋风除尘器原理：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，一般用来分离粒径大于5m的尘粒。旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 缺点：效率80%左右，捕集0.5um为主，称为电场荷电；2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，d0.15为主，称为扩散荷电； 3、场电荷和扩散电荷的综合作用。 影响荷电时间的因素1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短； 2、不规则电场影响；由于是经整流的不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断，粉尘上的电荷过剩，增长了荷电时间，降低了除尘效率。荷电粉尘的迁移和收集二、粒子的捕集效率影响粉尘捕集的理论因素1、有效驱进速度 2、粉尘粒径dp 3、气流速度v，0.5-2.5m/s；板式电除尘器的气流速度为 1.0-1.5m/s粉尘比电阻和对电除尘器的影响1、 粉尘的导电性：烟气中的水汽和化学物质能使粉尘具有电除尘器操作所需要的微弱导电性，某些情况下，较高的稳定也会使粉尘具有满意的导电性。2、 高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响：高比电阻粉尘将会干扰电场条件，导致除尘率下降。当高于一值时，集尘板粉尘层内会出现电火花，即会产生明显反电晕，反电晕的产生导致点晕电流密度大大降低，严重干扰粒子荷电和捕集。3、 克服高比电阻的方法：保持电极表面尽可能清洁、采用较好的供电系统、烟气调质（增加湿度、改变烟气温度）、发展新型电除尘器。3. 袋式除尘是利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。 袋式除尘器工作原理：含尘气体从下部进入员通过行滤袋，再通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗。粉尘初层：颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，称为粉尘初层。其是称为袋式除尘器的主要过滤层，提高除尘效率。过滤式除尘器分为：空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器袋式除尘器的清灰方式：机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单。缺点：1、受滤布的耐温、耐腐等操作性能的限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒。 除尘过程：当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后的气体从出口排除。经过一段时间，启开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗。除尘机理：1、筛过作用：当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。 2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集。3、扩散和静电作用：小于1微米的尘粒，在气体分子的掩击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种现象称为扩散作用 。4、重力沉降：当缓慢运动的含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用自然沉降下来。 袋式除尘器的性能：气布比：袋式除尘器的过滤速度系指处理的烟气流量与滤布总面积之比 。式中：Vf过滤速度(mmin);Q处理的烟气流量(m3h)；Af有效滤布总面积(m2)。防尘效率：湿式除尘器使含尘气体与液体 （一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置 当颗粒直径和密度确定后，碰撞系数与野地之间的相对速度，成正比，而与直径成反比。对于给定的烟气系统，要提高惯性碰撞参参数，必须提高液气相对速度和艰辛液滴直径。惯性碰撞参数越大，则粒子惯性越大，碰撞捕集效率越高。可以有效地除去直径为0.120m的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物 高能和低能湿式除尘器低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa，对10m以上粉尘的净化效率可达9095%（喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器）高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa，净化效率可达99.5以上（文丘里洗涤器）根据湿式除尘器的净化机理，大致将其分为七类：1、 重力喷雾洗涤器（喷雾塔洗涤器）2、旋风洗涤器3、自激喷雾洗涤器4、板式洗涤器5、填料洗涤器6、文丘里洗涤器7、机械诱导洗涤器湿式除尘器的优点：1、不仅可以除去粉尘，还可净化气体 2、效率较高，可去除的粉尘粒径较小 3、体积小，占地面积小 4、能处理高温、高湿的气流。 湿式除尘器的缺点：1、有泥渣 2、防冻设备（冬天） 3、易腐蚀设备 4、动力消耗大。 第七章 气态污染物控制技术基础一、吸收法净化气态污染物定义：气体吸收是用液体洗涤含污染物的气体，而从废气中把一种或多种污染物除去。物理吸收可视为单纯的物理溶解过程物理吸收过程可逆平衡时，吸收速率=解吸速率降低温度或增加压力，有利于吸收过程化学吸收吸收质与吸收剂之间发生化学反应若为不可逆反应，则不能解吸提高温度或增大压力，有利于化学吸收吸收净化的基本原理气液相平衡 在一定的温度和压力下，气液两相发生接触后，吸收速率和解析速率相等（意味着：吸收质在气相中的分压和在液相中的浓度不再变化），气液两相达到平衡，简称相平衡。 平衡分压：相平衡时气相中的组分分压称为平衡分压 平衡溶解度（简称溶解度） 相平衡时液相吸收剂（溶剂）所溶解组分的浓度称为平衡溶解度（每100kg水中溶解气体的kg数）气体在液体中的溶解度结论不同性质的气体在同一温度和压力下的溶解度不同； 气体的溶解度与温度有关，多数气体的溶解度随温度的升高而降低； 温度一定时，溶解度随溶质分压升高而增大。在吸收系统中，增加气相总压，组分的分压会增加，溶解度也随之增加。 亨利定律亨利定律：适用于低压或低压、稀溶液中，且吸收质（被吸收组分）在气相与溶剂中的分子状态应相同。描述物理吸收时气液相间的相平衡关系：一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比适用范围：难溶、较难溶气体易溶、较易溶气体，仅用于液相浓度非常低的情况 吸收机理双膜理论模型 假定:1、当气液两相接触时，两相间有一个相界面，界面两侧存在气膜和液膜,膜内为层流, 溶质以分子扩散方式从气流主体连续通过这两个膜层进入液相主体。2、在相界面上，气液两相的浓度总是互相平衡，即界面上不存在吸收阻力3、在气相和液相主体内没有浓度梯度存在4、吸收过程可简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力吸收系数传质阻力传质阻力吸收系数的倒数传质总阻力气相传质阻力液相传质阻力组分从气相传质到液相的总阻力组分在气相主体中的传质阻力组分在气相主体流中的传质阻力液膜控制：如难溶气体（稀碱溶液吸收CO2，水吸收O2）气膜控制：如易溶气体（碱或氨液吸收SO2）气膜控制液膜控制双膜控制H2O吸收NH3H2O或弱碱吸收CO2H2O吸收SO2H2O吸收HCLH2O吸收CL2H2O吸收丙酮碱液或氨水吸收SO2H2O吸收O2浓硫酸吸收NO2浓硫酸吸收SO2H2O吸收H2弱碱吸收H2S吸收系数的影响因素1.吸收质与吸收剂2.设备、填料类型3.流动状况、操作条件吸收系数的获取实验测定；经验公式计算；准数关联计算二、吸收设备填料塔、板式塔、文丘里洗涤器1.填料塔以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，属连续接触式气液传质设备。支承板、填料压板壁流现象及控制当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。当填料层较高时，须进行分段，中间设置在分布装置。填料塔特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、持液量小、操作弹性大；但当液体负荷较小时不能有效的润湿填料表面，使传质效率降低2.板式塔以塔内的塔板作为气液两相间接触的基本构件，气、液两相在塔内进行逐级接触塔板结构：有降液管和无降液管两大类有降液管：如图，塔板、溢流管无降液管：气、液两相同时逆向通过塔板上的小孔填料塔特点：生产能力大、分离效率稳定、造价低、检修、清洗方便；但压力损失大3.文丘里洗涤器适用于吸收剂用量小的吸收操作填料塔特点：体积小，但处理能力很大，可兼做冷却除尘设备；缺点是压力损失大，能耗高。二、吸附法净化气态污染物1. 吸附剂的性质：1、 要具有巨大的内表面； 2、对不同气体具有选择的吸附作用； 3、较高的机械强度、化学与热稳定性； 4、吸附容量大；5、来源广泛，造价低廉；6、良好的再生性能。2. 常用吸附剂：白土（硅铝酸盐）：各种油类脱色，和其中的臭味；活性氧化铝：水分的吸附，气体和液体的干燥；硅胶：坚硬多空的固体颗粒，用于气体的干燥和从废气中回收极为游泳的烃类气体；活性炭：溶剂蒸气的回收、烃类气体提取分离，动植物由的精制，空气或其他气体的脱臭，水合其他溶剂的脱色等；沸石分子筛。3. 吸附剂的活性：静活性：是指在一定温度下，与气相中被吸附物质的初始浓度平衡时单位吸附剂上可能吸附的最大吸附量。动活性：吸附过程还没有达到平衡时单位吸附剂吸附吸附质的量。当流出气体中发现有吸附质时，吸附器中的吸附剂层已穿透，这时单位吸附剂所吸附吸附质的量称为动活性。4. 吸附剂的再生：加热再生、降压或真空解吸、置换再生、溶剂萃取。5. 化学吸收同物理吸收的区别：1、 化学吸收进入溶剂后又化学反应的发生，单位体积的溶剂能够容纳的溶质量增多，溶液的分压降低，吸收推动力增加；2、 溶质在液膜中的扩散阻力大为降低，使得吸收系数增大；3、 填料表面有一部分液体停滞不动或流动很缓慢，在物理吸收中这部分液体往往被溶质所饱和而不能再进行吸收，但在化学吸收中则要吸收多得多的溶质才能达到饱和。对于物理吸收不是有效的是表面，对于化学吸收仍然可能是有效的。6. 物理吸附和化学吸附的区别（简答）： 影响气体吸附的因素：操作条件:低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附，增大气相主体压力有利于吸附；吸附剂的性质如孔隙率、孔径、粒度等影响吸附；吸附质的性质与浓度；吸附剂的活性。催化剂的组成;活性组分、助催化剂、载体。催化剂的性能：活性、选择性、稳定性（热稳定性、机械稳定性、化学稳定性）。催化剂中毒：反应物中少量的杂质使催化剂活性迅速下降的现象。吸附工艺与设备1.吸附设备固定床吸附器、移动床吸附器、流化床吸附器2.吸附工艺流程：间歇式吸附流程、半间歇式吸附流程、连续式吸附流程三、催化法净化气态污染物催化转化就是借助催化剂的催化作用，使气体污染物在催化剂表面上发生化学反应，转化为无害或易于处理与回收利用物质的净化方法。气固催化反应过程：(1)反应物从气流主体-催化剂外表面(2) 进一步向催化剂的微孔内扩散(3)反应物在催化剂的表面上被吸附(4)吸附的反应物转为为生成物(5)生成物从催化剂表面脱附下来(6)脱附生成物从微孔向外表面扩散(7)生成物从外表面扩散到气流主体(1),(7)：外扩散；(2),(6)内扩散 ；(3),(4),(5)：动力学过程气固催化反应的控制步骤：气固催化反应主要包括外扩散、内扩散和表面化学反应，速度最慢（阻力最大）者，决定着整个过程的总反应速率，称这一步骤为控制步骤。四、气固催化反应器气固相催化反应器的类型：固定床、流化床。固定床反应器 优点：1、返混小 2、机械损耗小 3、结构简单缺点：1、传热差 2、操作过程中催化剂不能更换绝热式反应器：1、 单段绝热式反应器 优点：结构简单，造价便宜，反应体积得到充分利用。缺点：只适用于反应热效应较小、反应温度允许波动范围较宽的场合。2、 多段绝热式反应器增加了分段及段间反应物料的换热，能在一定程度上调节反应温度。列管式反应器： 适用于温度分布要求很高或者反应热特别大的催化反应。气固催化反应器选择原则：（1）根据反应热的大小、反应对温度的敏感程度、催化剂的活性温度范围，选择反应器的结构类型，把床温分布控制在一个合适的范围内 （2）压力损失要尽量小（3）易于操作，安全可靠，结构简单，造价低廉，运行、维护费用低。第八章 硫氧化物的污染控制硫氧化物的污染控制的方法：采用低硫燃料和清洁能源替代；燃料脱硫；燃烧过程中脱硫；末端尾气脱硫 重油脱硫种类：（1）直接脱硫是选用抗中毒性能较好的催化剂，将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫，同时采取适当的防护措施，如有的工艺在反应塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可能除去不纯物和金属成分；（2）间接脱硫是先把重油减压蒸馏，分成馏出油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫，然后与残油相混合：或以液化丙烷(或丁烷)作溶剂，对残油进行处理，分离出沥青后，再与馏出油混合进行加氢处理；（3）部分燃烧气化法：将重油用蒸汽、氧气部分燃烧气化，硫转化成为硫化氢和少量二氧化硫，然后进行处理。流化床燃烧脱硫的主要影响因素1.钙硫比（Ca/S）；2.燃烧温度；3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；4.脱硫剂种类第九章 固定源氮氧化物污染控制燃烧过程中氮氧化物的形成机理1、燃料型NOx (fuel NOx)：由燃料中固定氮生成的NOx。 2、热力型NOx (thermal NOx)：燃烧中形成的NOx由大气中氮生成，主要产生于原子氧和氮之间的化学反应。这种NOx，只在高温下形成。3、瞬时NO(prompt NO)：在低温火焰中由于含碳自由基的存在还会生成第三类NO。烟气冷却对NO和NO2平衡的影响理论上：温度降低将改变NO和NO2的平衡组成。烟气冷却过程中若有过剩氧存在，NO向NO2转化是可能的。根据热力学计算，冷却后的燃烧烟气中NOx将主要以NO2形式存在，实际上，大部分燃烧过程排出的尾气中大约9095的NOx仍然以NO形式存在。传统的低NOx燃烧技术1、低氧燃烧；2、烟气循环燃烧；3、分段燃烧；4、浓淡燃烧技术等。先进的低NOx燃烧技术原理：它们是低空气过剩系数运行技术和燃烧器火焰区分段燃烧技术的结合。助燃空气分组进入燃烧装置，降低初始燃烧区(也称一次区)的氧浓度，以降低火焰的峰值温度。有的还引入分级燃料，形成可使部分已生成的NOx还原的二次火焰区。 吸收法净化烟气中的NOx 的去除率25