大气污染控制工程

1、 大气污染控制工程教案学院、系： 环境科学与工程学院 任课教师： 任爱玲 赵文霞 授课专业： 环 境 工 程 课程学分： 4学分 课程总学时： 60学时 课程周学时： 4学时 2006年8月大气污染控制工程教学进程周次课次章 节计划学时教学手段教学环境12346710111213141516222229222222第一章 概论第二章 燃烧与大气污染第三章 大气污染气象学第四章 大气扩散浓度估算模式第五章 颗粒污染物控制技术基础第六章 除尘装置第七章 气态污染物控制技术基础第八章 硫氧化物的污染控制第九章 固定源氮氧化物污染控制第十章 挥发性有机物污染控制第十一章 城市机动车污染控制第十二章 净

2、化装置的选择、设计和运行管理4444218444444多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学一教305大气污染控制工程教案 第 1 次课 2 学时上次课复习：课程简介：n课程在培养计划中的作用 n课程内容的先进性、实用性和特色 n课程内容、学时分配及教学基本要求 n课程对实践环节及课外作业的要求 n主要参考书及建议的资料 本次课题（或教材章节题目）：第一章概论 第一节 大气与大气污染教学要求：掌握大气组成及大气圈垂直结构分布；掌握大气污染的几种定义；了解大气污染物类型及其来源；理解并掌握全球性大气污染问题重 点：

3、大气圈垂直结构（重点对流层和平流层）；大气污染的定义；大气污染物及其来源；全球大气污染问题； 难 点：大气圈垂直结构；大气污染物及其来源教学手段及教具：多媒体课件讲授讲授内容及时间分配：第一节 大气与大气污染 第二节 大气污染物及其来源 讲授2学时课后作业习题1.2，1.3参考资料l 大气污染控制工程林肇信主编，高教出版社l 大气污染控制工程郝吉明，马广大编著，高教出版社l 大气污染控制工程郭 静，阮宜纶主编，化工出版社l 大气污染治理工程蒲恩奇主编，高教出版社l 环保设备设计与应用罗辉主编，高教出版社l 大气污染控制工程(影印版) noel de nevers主编，清华大学出版社课程简介：n

4、1。使用教材郝吉明，马广大等编著. 大气污染控制工程. 北京：高等教育出版社，2003。赵文霞，任爱玲.环境工程实验指导书. 河北科技大学，1999。2主要参考书蒲恩奇，任爱玲等编.大气污染治理工程. 北京：高等教育出版社，1999。林肇信主编.大气污染控制工程. 北京：高等教育出版社，2002。noel de nevers主编. 大气污染控制工程 (影印版)(第2版). 北京：清华大学出版社，2000。郭静，阮宜纶主编. 大气污染控制工程. 北京：化工出版社，2001。罗辉主编. 环保设备设计与应用. 北京：高等教育出版社，1997.课程在培养计划中的作用：大气污染控制工程是高等院校环境工程

5、专业的主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识，大气污染防治技术的基本理论、基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等。培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的基本能力,结合课程实验和毕业设计等教学环节,为学生毕业后从事大气污染控制工程设计,技术管理等工作奠定必要的基础。课程内容的先进性、实用性和特色：本课程内容深度和广度适中，适时增加本学科最新成果和发展趋势，并结合实际问题有重点的引导学生理论联系实际，体现学科的前瞻性和实用性。力争使学习者形成惯性思维、产生创造性构思，其特点是面向二十一世纪社会对环保技术人才的需要，满足国家教委环境工程

6、专业教学指导委员会大气污染控制工程课程的要求。基本要求：n1. 了解大气污染物及其主要污染源,大气环境标准及综合防治措施。n2. 了解大气污染与燃烧的关系。n3. 了解大气污染与气象的关系,初步学会大气污染物浓度分布和烟囱设计的估算方法。n4. 基本掌握除尘技术的基本理论,学会正确选用除尘设备、设计除尘系统。n5. 基本掌握气态污染物净化的基本原理,主要污染物的典型净化工艺流程和设备。n6. 基本掌握设计、选择和运行大气污染净化系统。第一节 大气与大气污染大气圈垂直结构（重点对流层和平流层） 根据大气圈中大气组成状况及大气在垂直高度上的温度变化，划分大气圈层的结构如下：2. 大气污染的定义（试

7、比较其差别）v大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的对人体、动物、植被和材料的影响的大气状况。v大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成负面的影响。v如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。 3. 空气污染系统（air pollution systems） 4. 排放源:（1）anthropogenic sources（2）natural sources5. 一

8、次大气污染物:6. 光化学烟雾7.细微颗粒物污染8. 酸沉降:9. 全球变暖和气候变化:10. 臭氧层破坏:11. 室内空气污染12. 中国城市的大气污染概况tspso2nox第二节 大气污染物及其来源1.大气污染物n 分类：气溶胶状污染物、气态状污染物 主要污染物：tsp、pm10、pm2.5、so2、nox、co、co2、 有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾n2.来源 化石燃料燃烧、各种工业过程、生活、交通、自然灾害等。 3. 危害 危害途径：表面接触、吸入、食入 主要危害：1）对人体健康的影响，2）对植物的影响，3）对器物和材料的影响，4）对能见度和气候的影响。第 2 次课 2 学时上次课

9、复习：1、大气圈垂直结构（重点对流层和平流层）；2、大气污染的定义；3、大气污染物及其来源；4、全球大气污染问题；本次课题（或教材章节题目）：第一章概论 第三节大气污染的影响；第四节 大气污染综合防治；第四节 环境空气质量控制标准教学要求： 掌握大气污染的影响；了解我国的大气污染防治法规与标准体系；了解我国大气污染现状及大气污染综合防治对策；掌握空气污染指数的含义及应用重 点：大气污染的影响；环境空气质量标准（gb30951996）中规定的几类污染物，空气污染指数的含义及应用难 点：我国大气污染防治法规与标准体系组成教学手段及教具：多媒体课件讲授内容及时间分配：第三节 大气污染的影响；第四节

10、大气污染综合防治；第四节 环境空气质量控制标准讲授2学时课后作业习题：1.7参考资料第三节 大气污染的影响1. 对人体健康的影响2. 对植物的伤害3. 对器物和材料的影响4. 对大气能见度的影响第四节 大气污染综合防治n（一）要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的特征。大气污染的特征：n1）污染物微量（百万分之一计算），浓度用ppm、mg/m3计算；n2）污染物量变化（风经常影响其浓度）；n3） 污染物质变化（如nox和有机物在光的作用下会产生o3、甲醛（pan）3等；n4) 与地域及气象特征密切相关n我国大气环境的特征：n1） 普遍受到尘、so2为主的烟煤型污染；n2） 在大城市或特大

11、城市要注意nox的污染来源：主要是汽车；n3） 酸雨；n4） 局部地区的污染：如氧化物：包头、抚顺、昆明等；铅：沈阳、广州、长春、上海等。（二）大气污染的控制途径n）控制污染源，改革工艺，合理的工业布局n）控制污染源之后的排放的污染物，应用各种各样的治理技术n）走综合防治的途径综合防治的含义：从全局出发，综合考虑生产生活等方面的诸因素，围绕经济社会发展目标，运用多科学、多途径、多种手段进行防治，达到经济效益和环境效益的统一综合防治的基本原则：n1）防与治相结合，以防为主。n2）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主n3）企业治理与区域治理相结合n4）人工净化与自然净化相结合n5）严格环境管理

12、n6）经济政策第五节 环境空气质量控制标准n1环境空气质量控制标准种类和作用n2 环境空气质量标准n3 工业企业设计卫生标准n4 大气污染物排放标准n5 空气污染指数api及报告 介绍api的含义、定义、计算方法，以及城市环境空气质量预报中空气污染指数api与环境空气质量标准的关系。第 3 次课 2 学时上次课复习：1. 大气污染综合防治对策 2. 环境空气质量控制标准 3. 空气污染指数的含义及应用本次课题（或教材章节题目）：第二章 燃烧与大气污染 2-1. 燃料的性质2-2 燃料燃烧过程 教学要求：了解燃烧的基本原理，主要内容包括：燃料的种类（煤、石油、天然气以及非常规燃料）和性质；掌握燃

13、烧过程的影响因素。 重 点： 燃料燃烧过程的影响因素，理论空气量的计算难 点：燃料燃烧过程的影响因素教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配：2-1. 燃料的性质 0.5小时2-2 燃料燃烧过程 1.5小时课后作业p62 2.1 参考资料第二章 燃烧与大气污染烟尘、so2、nox、等主要是因燃烧而引起的。本章主要介绍燃料燃烧过程中的基本原理、污染物的生成机理以及如何控制燃烧过程，减少污染物的排放。2-1. 燃料的性质燃料指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质。燃料的分类：（1）常规燃料：如煤（coal）、patrolum、天然气等。 （2）非常规燃料按其物理状态分为：（1）固体燃料：挥发分

14、被蒸馏后以气态燃烧（蒸气控制）；留下的固定炭以固态燃烧（扩散控制）。 （2）液体燃料：有蒸发过程控制（气态形式燃烧）。(3) 气态燃料：有扩散或混合控制。燃料的性质影响大气污染物的排放。一、煤：是一种复杂的物质聚集体。主要可燃成分是c、h及少量o2、n2、s等一起构成的有机聚合物。 煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。 分类：按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。 a.褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等级最低的一类，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。特点：挥发分较高，析出温度低；燃烧热值低，不能制炭。干燥后：c含量6075%，o2含量2025%。b.烟

15、煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。 挥发分2045%，c 7590%。成焦性较强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工业使用。c.无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。 c含量93%, 无机物量13空燃比（af）定义：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。4理论空气量的经验计算公式由元素分析可用2.11计算（理论，若知燃料的热值可用2.132.17计算）。例：某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）c：88.3%，h：9.5%,s：1.6%，灰分：0.10%。试确定燃烧1kg重油所需的理论空气量。解：以1kg重油燃烧为

16、基础，则：重量（g）摩尔数（mol）需氧量（mol）c88373587358h954752375s160505h2o05002780理论需氧量为： 73.58+23.75+0.5=97.83 mol/kg重油假定空气中n2与o2的摩尔比为3.76(体积比)则，理论空气量为： mol/kg重油即 nm3/kg重油100第 页第 4 次课 2 学时上次课复习：提问：1.燃烧的基本原理，主要内容包括：燃料的种类（煤、石油、天然气以及非常规燃料）和性质？2. 燃料完全燃烧过程的条件？本次课题（或教材章节题目）：第二章 燃烧与大气污染 2-3烟气体积及污染物排放量计算 2-4 燃烧过程sox的形成及控制

17、 2-5 燃烧过程中颗粒污染物 2-6 燃烧过程中其它污染物的形成教学要求：掌握燃烧过程烟气量及污染物排放量的计算，以及燃烧过程中sox、颗粒污染物、一氧化碳、汞的形成机理。重 点：燃烧过程烟气量及污染物排放量的计算，以及燃烧过程中sox、颗粒污染物的形成机理。难 点：燃烧过程烟气量及污染物排放量的计算教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配： 2学时2-3烟气体积及污染物排放量计算 2-4 燃烧过程sox的形成及控制 2-5 燃烧过程中颗粒污染物 2-6 燃烧过程中其它污染物的形成课后作业p62 2.2 2.4 2.6参考资料2-3烟气体积及污染物排放量计算一 烟气体积计算 理论烟气体积在理

18、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。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理水蒸气=v燃料中氢燃烧后的水蒸气+v燃料中所给+v理论空气量带入的2实际烟气体积 vfg0 vfg = vfg0 + (a-1)va03.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气，故可应用理气方程。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

19、态下体积为：标态下密度为：应指出，美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298k、1atm在作数据比较时应注意。 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21%、79%，则空气中总氧量为 理论需氧量： 0.266n2po2p 所以 若燃烧完全 若燃烧不完全产生co须校正，即从测得的

20、过剩氧中减co氧化为co2所需的o2 各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。6. 标况下烟气量计算的经验式：p36 2.232.28。二 污染物排放量的计算例2对例1给定的重油，若燃料中硫会转化为sox（其中so2占97%），试计算空气过剩系数a=1.20时烟气中so2及so3的浓度，以ppm表示，并计算此时烟气中co2的含量，以体积百分比表示。解：由例1可知，理论空气量条件下烟气组成（mol）为：co2：73.58 h2o：47.5+0.0278sox：0.5 nx： 理论烟气量：73.58+0.5+(47.5+0.0278)+()=489.45mol/kg重油即 489.45=10.96

21、m3n/kg重油空气过剩系数a=1.2时，实际烟气量为： 其中10.43为理论空气量，即1kg重油完全燃烧所需理论空气量。烟气中so2的体积为 烟气中so3的体积为 所以，烟气中so2、so3的浓度分别为： 当=1.2时，干烟气量为： co2体积为：所以干烟气中co2的含量以体积计为： 例3：已知某电厂烟气温度为473k，压力为96.93kpa,湿烟气量q=10400m3/min,含水汽6.25%（体积），奥萨特仪分析结果是：co2占10.7%，o2占8.2%，不含co，污染物排放的质量流量为22.7kg/min。（1） 污染物排放的质量速率（以t/d表示）（2） 污染物在烟气中浓度（3） 烟

22、气中空气过剩系数校正至空气过剩系数=1.8时污染物在烟气中的浓度。解：（1）污染物排放的质量流量为： （2）测定条件下的干空气量为： 测定状态下干烟气中污染物的浓度： 标态下的浓度： （3）空气过剩系数： （4）校正至=1.8条件下的浓度：2-4 燃烧过程sox的形成及控制一、 燃料中硫的氧化机理燃料中的硫在燃烧过程中与氧反应，主要产物是so2和so3，但so3的浓度相当低，既使在贫燃料状态下，生成的so3也只占so2生成量的百分之几。在富燃料状态下，除so2外，还有一些其它s的氧化物，如so及其二聚物（so）2，还有少量一氧化二硫s2o.这些产物化学反应能力强，所以仅在各种氧化反应中以中间体

23、形式出现。燃烧时： 故一般主要生成so2,计算时可忽略so3。二、 sox的控制初步估算：全球从燃烧系统排入大气的硫化物总量约93106 t/a，其中70%从燃用化石燃料的发电厂排出。进入大气中sox转化成meso4，硫酸烟雾等污染环境必须加以控制。控制的办法有：低硫燃料、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫或烟气脱硫等。 燃料脱硫） 煤炭的固态加工国外要求用于发电、冶金、动力的煤质标准是：炼焦煤：硫分50%，唐山、河北石家庄、承德、北京矿冶研究生院、工业型煤。） 煤炭的转化煤炭的转化主要是气化、液化。即对煤进行脱硫或加氢改变其原有的碳氢比、使煤转变为清洁的二次燃料。a)煤的气化煤的气化技术发展很快：“第

24、一代”干式排灰的鲁奈加压气化（已商业化）和科柏斯-托切克气化；“第二代”液态排渣气化、hygas气化、cogas气化等未商业化；“第三代”处于实验阶段的煤催化气化。气化后的叫煤气：煤气主要是h2、co、ch4等煤中硫的h2s形式存在，我国规定标准20mg/m3，生产出煤气中h2s含量几百到几千mg/m3。需去除：方法有干法、湿式法。干法的氧化铁系为代表。a) 煤的液化 直接液化 src-法煤的液化分两类 间接液化 鲁奈气化-弗托合成法煤的液化时耗水量很大，排水含高浓度cod，要求大规模水处理设施。（3）重油脱硫重油脱硫常用的方法：在钼、钴和镍等的金属氧化物催化剂作用下，通过高压加氢反应，加断碳

25、与硫的化合键，以氢置换出碳，同时氢与硫作用形成h2s，从重油中分离出来。重油脱硫的困难；要彻底加工燃料，破坏了原来的组织，并产生新的产物：固、液、气态物。2流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫具有炉内脱销脱硫的优点，故普遍受到重视。原理：流化床燃烧是一低温燃烧过程。炉内存在局部还原气氛，热型nox基本上不产生，因而nox的生成量减少。流化床燃烧脱硫常用的脱硫剂是石灰石或白云石。石灰石粉碎至与煤同样的粒度（dp2mm左右）与煤同时加入炉内。在10731173k下燃烧：（cao为多孔）达固硫目的。影响脱硫效率的因素有：沸腾床温度、流化速度、脱硫剂用量等。脱硫剂用量以ca/s比表示。脱硫率与和硫化速度的关系

26、：当硫化速率一定时，随ca/s 的增大而增大；当ca/s比一定时，随流化速度的增加而降低。氧化钙再生:氧化钙与so2生成的caso4在1320k时还原气氛下分解，重新释放出so2，反应式为：（cao返回流化床再利用，so2的浓度一般为67%可制h2so4）再生床面积约为吸收床的1/10。流化床燃烧脱硫技术将在第八章详述。第 5 次课 2 学时上次课复习：1. 燃烧过程烟气量及污染物排放量的计算。2. 燃烧过程中sox、颗粒污染物的形成机理。本次课题（或教材章节题目）：第三章 大气污染气象学 第一节 大气圈结构及气象要素 第二节 大气的热力过程 教学要求：主要介绍与大气污染相关的气象学基本知识，

27、包括大气圈的结构、主要气象要素、大气热力过程、大气稳定度和逆温、大气的运动和风场等知识点，熟练运用风速廓线模式。重 点：影响大气污染物扩散的主要因子：风、温度层结、大气稳定度、气温垂直直减率。难 点： 温度层结、大气稳定度、气温垂直直减率的判断。教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配： 第一节 大气圈结构及气象要素 第二节 大气的热力过程 讲课时间：2学时课后作业p82 3.2 3.4 参考资料l 大气污染控制工程林肇信主编，高教出版社l 大气污染控制工程郝吉明，马广大编著，高教出版社l 大气污染控制工程郭 静，阮宜纶主编，化工出版社l 大气污染治理工程蒲恩奇主编，高教出版社l 大气污染控制

28、工程(影印版) noel de nevers主编，清华大学出版社注：本页为每次课教案首页31 主要气象要素及大气的基本物理性质一、低层大气的成分：干洁空气、水汽、气溶胶粒子。二、大气的垂直结构（第一章相关内容）三、影响大气污染的主要气象要素气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称主要有：气温、气压、湿度、风（风向、风速）、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。1、气温：2、气压3、空气湿度（气湿）：4、风（1）什么是风？ （2）形成：（3）风的度量（风向和风速）风速（风的大小）的表示；测定风向（风的来向）表示： 8个方位或16方位表示（地面风

29、），见图3-2；用角度表示（高空风）： （4）性质：随时在变化：随高度变化：随地理位置而变：5、云6、能见度7、太阳高度角如右图，ho即太阳高度角，它随时间而变化。hoho太阳光线地面8、降水3-2 大气的热力过程一、太阳辐射（补）太阳以紫外线(0.76m)的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射(主要3120m)加热大气近地层大气温度随地表温度变化二、气温的垂直变化1、大气的绝热过程（1）热力学第一定律大气中的热力学过程遵循热力学第一定律，即能量守恒定律。表示加于任一封闭物系（气体）的热量等于该物系内能的变化和物系对外所做的功，即：在无非膨胀功时，其微分表达式为： -将状态方程代入上式

30、，并取，则上式写成 -变形为： -式中：dq加入物系的热量； r气体常数； cp恒压比（2）大气绝热过程气块在大气中的运动近似认为是绝热变化。 原因：空气的导热率较小，变化慢； 气块大气中运动很快；气压变化很大。大气的绝热方程：绝热：，式变为：两边积分，得即有：因cp - cv = r又 cp/cv = k，对于空气k=1.404于是得大气绝热方程：2、干绝热递减率：绝热垂直递减率（绝热直减率）：气块在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离时的温度变化值。（通常取100m），单位：/100m。（1）准静力条件绝热过程若进行的十分缓慢，可使外界气压变化与系统内部气压变化充分平衡，每一瞬间外部气压与

31、内部气压看成是相等的，即p=p环，这个条件称为准静力条件。（2）干绝热直减率d定义： 实际中，t(气块温度)、t （环境温度）相差10k，t/t1。推导过程如下：根据热力第一定律，导出绝热过程方程式为： 又气压随高度变化规律： 又理想气体状态方程： 将代入，则得：若不计高度、纬度影响，取g=9.18m/s2，cp=1004.8j/(kgk)干绝热垂直递减率d（干绝热直减率）: 干气块（包括未饱和湿空气）在绝热过程中，垂直方向上每升降单位距离的温度变化值。（通常取100米），根据计算，得到d约为0.98/100m，近似1/100m。（3）湿空气的绝热变化凝结高度：湿空气上升达到饱和状态并开始凝结

32、的高度。凝结高度以下，其温度变化同干空气一样；凝结高度以上，温度变化小于干空气的变化值，饱和空气每上升（或下降）单位距离空气的温度变化，称为湿绝热递减率m，约为0.5/100m。三、大气的静力稳定度 定义： 1、气温的垂直分布（1）温度层结：温度随高度的分布情况。（2）温度层结类型温度随高度的增加而降低（z t），正常分布，或递减层结。温度梯度等于或近似于1/100m，称中性层结。温度随高度增加而升高（z t），称为逆温层结。温度不随高度变化，称为等温层结。见下图所示：（3）温度层结日变化夜里早上thhththththt上午中午下午夜里 （4）温度变化的实质（5）环境温度直减率：环境温度的变化

33、。不是一常数，随太阳辐射、气候等而变化，对流层中环境温度直减率的平均值为0.65/100m。（6）位温（）定义： 其中： t、p分别为气块最初的温度和压力。重要性质：任何一气块的位温是不变的（干绝热情况）；位温是变化的（非绝热情况）。位温比气温更能代表气块的热力学性质。1标准大气压力=1013.32mb（毫巴） 1mb=103达因/cm22、大气稳定度（1）什么是大气稳定度？（2）大气稳定度的分类（3类） 如果一空气块由于某种原因受到外力的作用，产生了上升或者下降的运动，当外力消除后，可能发生三种情况：气块逐渐减速并有返回原来高度的趋势，此时大气是稳定的。气块仍然加速上升或下降，此时大气是不稳

34、定的。气块停留在外力消失时所处的位置，或者做等速运动，这时大气是中性（3）如何判别大气的稳定度？ 判断大气是否稳定：对于未饱和空气、干空气，可利用来判断；而对饱和空气而言，用来判别，用位温梯度判别 用层结曲线（大气温度随高度变化曲线）和状态曲线（即上升空气块的温度随高度的变化曲线）的分布来判断大气稳定度。四、逆温1、定义：温度随高度的增加而增加，此时。2、跟我们研究污染有关的因素：逆温层的消失时间；逆温层底的高度；逆温层的厚度；逆温的强度（温度随高度的变化情况）。逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。3、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：辐射逆温（较常见）；平流逆温

35、；锋面逆温；湍流逆温；下沉逆温。要求掌握辐射逆温的形成机理，了解其它辐射逆温的形成机理第 6 次课 2 学时注：本页为每次课教案首页上次课复习：1、影响大气污染的几个主要气象要素；2、干绝热直减率的定义；3、逆温的定义与类型；4、大气稳定度类型及判定方法。本次课题（或教材章节题目）：第三章 大气污染气象学 第三节 大气污染与气象的关系教学要求：掌握大气热力过程、大气稳定度和逆温、大气的运动和风场等知识点。判断大气稳定度、理解逆温对大气污染的影响、烟流形状与大气气象的关系，重 点：判断大气稳定度、理解逆温对大气污染的影响、烟流形状与大气气象的关系。 难 点：判断大气稳定度、混合层高度、逆温对大气

36、污染的影响。教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配：第三节 大气污染与气象的关系 讲授时间： 2学时课后作业p82 3.6 3.10参考资料3-3 大气污染与气象的关系一、边界层的风和湍流对大气污染的影响风、湍流是决定污染物在大气中稀释扩散的最直接最本质的因素。（一）风对大气污染物扩散和输送的影响 风对污染物的作用体现为风向和风速两方面的影响。1、风向影响污染物的水平迁移扩散方向。2、风速的大小决定了大气扩散稀释作用的强弱。（1）风速随高度的分布：对数律；指数律。（2）风向频率和污染系数p越大，某下风向污染越严重。（二）湍流1、什么是湍流？2、湍流与扩散的关系3、形成：近地层大气湍流有两种：

37、热力湍流；机械湍流。归纳而言：风速越大，湍流越强，污染物扩散速度越快，污染物浓度越低。（三）地方性风场（自学）如海陆风、山谷风及城市热岛环流等。二、大气稳定度对大气污染的影响以一个高架源连续排放烟云为例进行说明。下面是与稳定度有关的五种典型烟流，（参见书p61，图3-15）。烟流型与大气稳定度的关系波浪型 不稳；锥型 中性or弱稳；扇型(平展型)逆温；爬升型(屋脊型)下稳，上不稳；漫烟型(熏烟型)上逆、下不稳 三、降水对大气污染的影响四、云量与辐射的昼夜变化五、天气形势的影响六、大气污染指数污染指数id：式中：idd方向上的污染指数，无量纲；p降水；s大气稳定度；u风速；h混合层高度。id越大

38、，d方向下侧的污染较重。实践证明，id0.8时，为清洁型大气。第 7 次课 2 学时上次课复习：1、大气污染与气象的关系2、边界层的风和湍流对的影响3、烟流型与大气稳定度的关系本次课题（或教材章节题目）：第四章 大气扩散浓度估算模式 一、污染源二、大气扩散试验方法简介 三、正态分布假设下的扩散模式 四、非点源扩散模式（简述）五、特殊气象条件下的扩散模式教学要求：1、理解并掌握高斯模式及其几个推导、修正式2、了解几类非点源扩散模式；3、理解并掌握特殊气象条件下几个扩散模式重 点：1、正态分布假设下的点源扩散模式（高斯模式）； 2、特殊气象条件下有上部逆温层的扩散模式难 点： 高斯模式、特殊气象条件下有上部逆温层的扩散模式教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配： 一、高斯模式的建立及常见几个点源与非点源扩散模式 1学时二、特殊气象条件下的扩散模式 1学时 讲课时间：2学时课后作业p82 3.2 3.4 参考资料注：本页为每次课教案首页第四章 大气扩散浓度估算模式一、污染源从污染源考虑污染物浓度主要有以下几方面：（1）污染物指的化学组分及性质，各组分间是否易发生化学反应形成二次污染物等；（2）源的几何形状