大气污染与控制工程

1、大气污染与控制工程大气污染与控制工程环境工程导论环境工程导论内内 容容一、大气污染概述一、大气污染概述二、环境空气质量标准二、环境空气质量标准三、大气污染气象学及大气污染模型三、大气污染气象学及大气污染模型四、颗粒污染物及除尘工艺四、颗粒污染物及除尘工艺五、五、 VOCs及净化工艺及净化工艺六、六、SOx及脱硫工艺及脱硫工艺七、七、NOx及脱氮工艺及脱氮工艺八、八、CO2减排措施减排措施一一. .大气污染概述大气污染概述一一.为什么要进行大气污染控制为什么要进行大气污染控制 人体健康与大气的关系人体健康与大气的关系人一刻也离不开空气人一刻也离不开空气 人的需要量人的需要量 每天需要的食物约每天

2、需要的食物约1.5kg 每天需要的空气约每天需要的空气约15kg 人的极限耐力人的极限耐力 断食断食,断水断水5天天 可以生存可以生存 断绝空气断绝空气5分钟分钟 死亡死亡 获取较洁净的空气比获取较洁净的水就要难得多获取较洁净的空气比获取较洁净的水就要难得多p二、基本概念二、基本概念1.大气（大气（atmosphere） 是指环绕地球的全部空气的总和是指环绕地球的全部空气的总和.2.环境空气（环境空气（ambient air） 是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气.3.大气污染（大气污染（air pollution） 指由于人类活动和

3、自然过程引起某种物质进入大气中，呈指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，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环境的现象。的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。一一. .大气污染概述大气污染概述表表1.1 干燥洁净空气的组成干燥洁净空气的组成0.00120.00050.00050.0000080.0000020.000001甲烷甲烷(CH4)氪氪(Kr)氢氢(H2)氙氙(Xe)二氧化氮二氧化氮(NO2)臭氧臭氧(O3)78.08420.9460.9340.0330.00050.0018氮氮(N2

4、)氧氧(O2)氩氩(Ar)二氧化碳二氧化碳(CO2)氦氦(He)氖氖(Ne)体积比体积比(%)气体气体体积比体积比(%)气体气体一一. .大气污染概述大气污染概述三三.大气污染类型大气污染类型 煤烟型污染煤烟型污染 指由于煤燃烧过程中排放的各种污染物而造成的污染。指由于煤燃烧过程中排放的各种污染物而造成的污染。氧化型污染氧化型污染 指由于机动车尾气排放和燃油锅炉的排气中含有的氮氧化指由于机动车尾气排放和燃油锅炉的排气中含有的氮氧化物和碳氢化合物，造成的二次污染物和碳氢化合物，造成的二次污染 。混合型混合型/复合型污染复合型污染 指由于燃煤和燃油过程中产生的污染物互相结合在一起，指由于燃煤和燃油

5、过程中产生的污染物互相结合在一起，经过化学反应产生的一种的污染。经过化学反应产生的一种的污染。 一一. .大气污染概述大气污染概述四四.大气污染物种类大气污染物种类一一) 气溶胶状态污染物气溶胶状态污染物1. 粉尘粉尘 是指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用可发生沉是指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用可发生沉降，但在一定的时间内能保持悬浮状态。降，但在一定的时间内能保持悬浮状态。2. 烟尘烟尘 是燃料和其它物质燃烧的产物是燃料和其它物质燃烧的产物 。3.雾雾 是气体中液滴悬浮体的总称。是气体中液滴悬浮体的总称。目前，关注的是目前，关注的是PM10和和PM2.5总悬浮颗粒物总悬浮颗

6、粒物(Total Supended Particulates，简称，简称TSP)是指悬浮于空气中，是指悬浮于空气中，空气动力学当量直径空气动力学当量直径100m的所有固体颗粒物，包括可吸入颗粒物和可的所有固体颗粒物，包括可吸入颗粒物和可入肺颗粒；入肺颗粒；可吸入颗粒物可吸入颗粒物(Particles with Diameters of 10m or Less，简称，简称PM10)是指悬是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径浮在空气中，空气动力学当量直径10m，通过呼吸系统可以吸入人体的，通过呼吸系统可以吸入人体的颗粒；颗粒；可入肺颗粒可入肺颗粒(PM2.5)是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径是

7、指悬浮在空气中，空气动力学当量直径2.5m，能够，能够进入人体肺泡的颗粒。进入人体肺泡的颗粒。一一. . 大气污染概况大气污染概况四四.大气污染物种类大气污染物种类 二二) 气体状态污染物气体状态污染物 1.一次污染物：一次污染物： 从污染源直接排入空气中的原始污染物；从污染源直接排入空气中的原始污染物； 2. 二次污染物：二次污染物： 一次污染物进入空气后，经过一系列化学或光化学反应生一次污染物进入空气后，经过一系列化学或光化学反应生成的成的与一次污染物性质不同与一次污染物性质不同的新污染物质。的新污染物质。 表表 气体状态大气污染物种类气体状态大气污染物种类SO3、H2SO4及硫酸盐及硫酸

8、盐NO2、HNO3及硝酸盐及硝酸盐无无醛、酮、过氧乙酰硝酸酯、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯、O3无无SO2、H2SNO、NH3CO、CO2C1C10化合物化合物HF、HCI含硫化合物含硫化合物含氮化合物含氮化合物碳氧化合物碳氧化合物碳氢化合物碳氢化合物卤素化合物卤素化合物二次污染物二次污染物一次污染物一次污染物污染物污染物一一. .大气污染概述大气污染概述五五.大气污染源类型大气污染源类型1按人们的社会活动功能分类按人们的社会活动功能分类 生活污染源生活污染源 工业污染源工业污染源 交通污染源交通污染源2按污染源的几何形态分类按污染源的几何形态分类 点污染源点污染源 面污染源面污染源 线污染源线污染

9、源一一. .大气污染概述大气污染概述六六.大气污染危害大气污染危害1. 颗粒物对人体健康的影响颗粒物对人体健康的影响 飘尘对人体的危害作用飘尘对人体的危害作用(PM10,PM2.5) 2. 气体状态污染物对人体健康的影响气体状态污染物对人体健康的影响 具有很强的刺激性的具有很强的刺激性的SO2气体气体 NOX的毒性的毒性 O3的刺激性作用的刺激性作用 挥发性有机化合物挥发性有机化合物(VOCs)中的有毒有害中的有毒有害3.对城市环境中的植物、器物和材料的损失对城市环境中的植物、器物和材料的损失4.能见度降低能见度降低一一. .大气污染概述大气污染概述七七.几个典型的大气污染现象几个典型的大气污

10、染现象一、酸雨一、酸雨 是指是指pH 5.6的酸性降雨。现在泛指酸性物质以湿沉降或干的酸性降雨。现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。沉降的形式从大气转移到地面上。酸雨的危害酸雨的危害 1.酸雨使植物淋失酸雨使植物淋失 2.酸雨使土壤淋失酸雨使土壤淋失 3.酸雨对生物的影响酸雨对生物的影响 4.酸雨对建筑材料和金属结构的腐蚀酸雨对建筑材料和金属结构的腐蚀 5.影响人体健康影响人体健康一一. .大气污染概述大气污染概述七七.几个典型的大气污染现象几个典型的大气污染现象二、二、温室效应温室效应 地球大气层上的一种物理特性地球大气层上的一种物理特性（图）（图） 240W/m240

11、W/m2 2240W/m240W/m2 2部分的太阳辐射被地球部分的太阳辐射被地球表面和大气层折射返回表面和大气层折射返回地地 球球图图 地球大气层的长期辐射平衡情况示意图地球大气层的长期辐射平衡情况示意图地球表面释放地球表面释放的红外线辐射的红外线辐射地球表面吸收太阳辐地球表面吸收太阳辐射而使地球表面温度射而使地球表面温度升高升高太阳太阳103W/m103W/m2 2太 阳 辐 射太 阳 辐 射经 过 大 气经 过 大 气层层大气层大气层部分红外线辐射被温部分红外线辐射被温室气体吸收和再次释室气体吸收和再次释放出来，效应是地球放出来，效应是地球表面和大气低层变暖表面和大气低层变暖返回太空时的

12、总红外线辐射量返回太空时的总红外线辐射量太阳总辐射量太阳总辐射量第一章第一章 环境污染防治环境污染防治三三 温室气体种类及危害温室气体种类及危害1、种类：、种类： CO2、CH4、N2O、SF6、氟利昂、氟利昂、NF3等等 2. 温室气体危害温室气体危害 地球上的病虫害增加；地球上的病虫害增加； 海平面上升；海平面上升； 气候反常，海洋风暴增多；气候反常，海洋风暴增多； 土地干旱，沙漠化面积增大。土地干旱，沙漠化面积增大。3.3.温室气体减排基本方法温室气体减排基本方法1） 国际间的合作；国际间的合作；2）对）对CO2： 基本对策是能源对策，主要有：基本对策是能源对策，主要有： 自然能源；低碳

13、能源；核能；节能；自然能源；低碳能源；核能；节能；CO2固定。固定。3）对）对N2O及及CH4: 在进行工业排放时进行抑制；在进行工业排放时进行抑制；4）对）对HFC、PFC：基本对策是防止泄漏，回收再利用代替。：基本对策是防止泄漏，回收再利用代替。 图图 温室效应气体使气温上升所占比例温室效应气体使气温上升所占比例第二篇第二篇 实施可持续发展战略的途径实施可持续发展战略的途径一一. .大气污染概述大气污染概述七七.几个典型的大气污染现象几个典型的大气污染现象三、三、臭氧层破坏臭氧层破坏臭氧层臭氧层（图）（图）臭氧空洞臭氧空洞 指的是因空气污染物质，特别是氟化氮和卤化代烃类等气指的是因空气污染

14、物质，特别是氟化氮和卤化代烃类等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。现象。 臭氧层破坏物质臭氧层破坏物质 是破坏平流层臭氧层物质的总称，这些物质有氟利昂、灭是破坏平流层臭氧层物质的总称，这些物质有氟利昂、灭火剂、洗涤剂、火剂、洗涤剂、CCl4以及甲基溴等。以及甲基溴等。 臭氧密度臭氧密度(cm-3 )0204060801001201602002402803201091010101110121013绝对温度绝对温度(k)高高度度(km)对流层对流层平流层平流层中间层中间层热层热层理论值理论值实测值实测值图图10.3 大气

15、构成与臭氧层的高度分布大气构成与臭氧层的高度分布一一. .大气污染概述大气污染概述七七.几个典型的大气污染现象几个典型的大气污染现象三、三、臭氧层破坏臭氧层破坏臭氧层破坏的后果臭氧层破坏的后果 1对人体健康的影响；对人体健康的影响； 2对陆生植物的影响对陆生植物的影响 3对水生生态系统的影响；对水生生态系统的影响；4对生物地球化学循环的影响对生物地球化学循环的影响 5对城市空气质量和建筑材料的影响对城市空气质量和建筑材料的影响臭氧层保护对策臭氧层保护对策 1. 国际间的合作；国际间的合作； 2.对臭氧层破坏物质对臭氧层破坏物质 用替代品取代臭氧层破坏物质用替代品取代臭氧层破坏物质 ；设备取代方

16、法；设备取代方法； 抑制排放方法抑制排放方法 二二. . 环境空气质量标准环境空气质量标准一一.基本概念基本概念1. 环境空气质量标准环境空气质量标准 以保障人体健康和一定的生态环境为目标，对大气环境中以保障人体健康和一定的生态环境为目标，对大气环境中各种污染物的含量所作的限制规定。是进行大气环境科学管各种污染物的含量所作的限制规定。是进行大气环境科学管理，制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，理，制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，是环境管理部门的执法依据。是环境管理部门的执法依据。2.大气污染物排放标准大气污染物排放标准 是为实现大气环境质量标准，对污染源排入大气的污

17、染物是为实现大气环境质量标准，对污染源排入大气的污染物允许含量的限制规定。允许含量的限制规定。 分为国家标准、地方标准和行业标准。分为国家标准、地方标准和行业标准。 二二. . 环境空气质量标准环境空气质量标准一一.基本概念基本概念3.大气污染控制技术标准大气污染控制技术标准 根据污染物排放标准引申出来的辅助标准，如燃料、原料根据污染物排放标准引申出来的辅助标准，如燃料、原料使用标准，净化装置选用标准，排气囱高度标准及卫生防护使用标准，净化装置选用标准，排气囱高度标准及卫生防护距离标准等。距离标准等。目的是使生产、设计和管理人员容易掌握和执行。目的是使生产、设计和管理人员容易掌握和执行。 4.

18、大气污染警报标准大气污染警报标准 根据大气污染发展趋势预防发生污染事故而规定的空气中根据大气污染发展趋势预防发生污染事故而规定的空气中污染物含量的极限值。超过这一限值就应警报，以便采取必污染物含量的极限值。超过这一限值就应警报，以便采取必要的预防措施，尽量减少对人们的危害。要的预防措施，尽量减少对人们的危害。 二二. . 环境空气质量标准环境空气质量标准二二.环境空气质量功能区分类环境空气质量功能区分类1.一类区一类区:自然保护区、风景名胜区和其它需特殊保护的地区。自然保护区、风景名胜区和其它需特殊保护的地区。2.二类区二类区:城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文城镇规划中确定的居住

19、区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。化区、一般工业区和农村地区。三三.环境空气质量标准分级环境空气质量标准分级1、一类区执行一级标、一类区执行一级标2、二类区执行二级标准、二类区执行二级标准3、新的、新的环境空气质量标准环境空气质量标准（GB3095 2012）(GB3095-2012)环境空气质量指数：环境空气质量指数： 看表情知天气看表情知天气三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型一一.大气圈层与气象要素大气圈层与气象要素1.大气圈层大气圈层（图图） 按大气温度的垂直结构，大气圈分为：按大气温度的垂直结构，大气圈分为： a. 对流层（对流层（表

20、表）; b. 平流层平流层 c. 中间层中间层; d. 热层；热层； e. 逃逸层逃逸层2.主要气象要素主要气象要素 气象要素气象要素: 表示大气状态的物理量和物理现象表示大气状态的物理量和物理现象. 种种 类类: 气温、气压、气湿、风向、风速、云况和能见度气温、气压、气湿、风向、风速、云况和能见度 对流层的主要特征：1.集中整个大气质量的集中整个大气质量的3/4和几乎全部水蒸气；和几乎全部水蒸气；2.大气温度随高度的增加而降低；大气温度随高度的增加而降低；3.空气具有强烈的对流运动；空气具有强烈的对流运动；4.温度和湿度的水平分布不均匀。温度和湿度的水平分布不均匀。二二.气象的动力因子气象的

21、动力因子 风和湍流风和湍流1.风风 : 空气的水平运动空气的水平运动 1）风向）风向 a.风向频率和主导风向风向频率和主导风向 b.风玫瑰图；风玫瑰图；c.污染系数；污染系数；d.最多风向。最多风向。 () 2) 风速风速: 平均风速、最大风速，各级风速出现的频率平均风速、最大风速，各级风速出现的频率2.湍流湍流 :无规则阵性搅动的气流无规则阵性搅动的气流()三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型图图3.1 风向的十六方位图风向的十六方位图ab图图 烟团湍流扩散示意图烟团湍流扩散示意图(a.无湍流；无湍流；b.有湍流有湍流)风向和风速风玫瑰图风向和风速风玫瑰图( )

22、风速风速,m/s 某地区某地区1998年的风玫年的风玫瑰图。同心圆表示风的瑰图。同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率，例如，吹南风的频率约为频率约为11，其中风速，其中风速大于大于10.82m/s的频率约为的频率约为1 ， 风 速 在 ， 风 速 在 3 . 3 5 5.41m/s的频率为的频率为3.5左右。左右。2002年气象统计结果风速玫瑰图2002年气象统计结果风速玫瑰图一月,平均2.91m/sNNEESESSWWNW二月,平均3.20m/sNNEESESSWWNW三月,平均3.45m/sNNEESESSWWNW四月,平均3.53m/sNNEESESSWWNW五月,平均3.40m/sN

23、NEESESSWWNW六月,平均3.68m/sNNEESESSWWNW七月,平均3.03m/sNNEESESSWWNW八月,平均3.21m/sNNEESESSWWNW九月,平均3.30m/sNNEESESSWWNW十月,平均3.40m/sNNEESESSWWNW十一月,平均2.99m/sNNEESESSWWNW十二月,平均3.83m/sNNEESESSWWNW全部,平均3.33m/sNNEESESSWWNW图例(m/s)NESW2.04.06.08.0三三.气象的热力因子气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温温度层结与逆温1干绝热直减率干绝热直减率d

24、和气温垂直递减率和气温垂直递减率A.干绝热直减率干绝热直减率d 干空气快（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高干空气快（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。度时，温度降低或升高的数值。B.气温垂直递减率气温垂直递减率 气温随高度的变化气温随高度的变化三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型三三. .气象的热力因子气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温温度层结与逆温2温度层结温度层结 气温垂直分布一般有四种情况气温垂直分布一般有四种情况 气温随高度的增加而降低。此时气温随高度的增加而降低。此

25、时0 ， d d 气温基本上不随高度变化。此时，气温基本上不随高度变化。此时，=0（等温层结）（等温层结） 气温随高度增加而上升。此时气温随高度增加而上升。此时0 气温垂直递减率接近于气温垂直递减率接近于1K/100m1K/100m，即，即= = d d （中性层结）（中性层结）三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型图图 气温垂直递减率气温垂直递减率标标准准大大气气压压 0 0干干绝绝热热等温层等温层=0=0逆温层逆温层 0 0大大气气层层高高度度气温气温 d d0 0三三.气象的热力因子气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与

26、逆温温度层结与逆温2逆温逆温 近地层空气温度随高度的增加而上升的一种现象近地层空气温度随高度的增加而上升的一种现象. 逆温类型逆温类型 辐射逆温（如图辐射逆温（如图) 平流逆温平流逆温 下沉逆温（如图下沉逆温（如图) 锋面逆温锋面逆温 (如图如图) 三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型图图 辐射逆温的生消过程辐射逆温的生消过程( (a) a)逆温形成前的气温垂直分布逆温形成前的气温垂直分布;( ;(b)b)逆温开始生成逆温开始生成;( ;(C)C)逆温逆温逐渐向上扩展；逐渐向上扩展；( (d) d)逐渐消失；逐渐消失；( (e) e)完全消失完全消失三三. .大气

27、污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型图图 海风入侵时的锋面与扩散海风入侵时的锋面与扩散下沉逆温下沉逆温： 由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温（由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温（图图3-11）。）。锋面逆温锋面逆温： 在对流层中：锋面上，冷暖空气团相遇时，如果冷暖空气的温差很大在对流层中：锋面上，冷暖空气团相遇时，如果冷暖空气的温差很大 时，就可以出现锋面逆温。时，就可以出现锋面逆温。图图 下沉逆温的形成下沉逆温的形成三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型三三.气象的热力因子气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温、大气稳定度大气

28、稳定度大气稳定度 大气稳定度是表示空气块在铅直方向的稳定程度大气稳定度是表示空气块在铅直方向的稳定程度 1.大气稳定度的判别大气稳定度的判别 不稳定类不稳定类（d ）;中性类中性类（=d ）;稳定类稳定类（ d ） 2.大气稳定度的分类大气稳定度的分类(表表3.2 ) 稳定类：稳定类：E和和F 中性类：中性类：D 不稳定类：不稳定类：A、B 、C三三. .大气污染气象学及大气污染模型大气污染气象学及大气污染模型四四. .大气污染湍流扩散模型大气污染湍流扩散模型作用及建模条件作用及建模条件1. 1. 预测大气污染物排放后，在不同时间与空间的浓度分布预测大气污染物排放后，在不同时间与空间的浓度分布

29、2. 2. 所有的模型都采用必要的假设条件所有的模型都采用必要的假设条件3. 3. 模型基于质量守恒定律模型基于质量守恒定律高斯烟羽模型高斯烟羽模型zyzyzyHzyuQc22222exp2exp2四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺一一.颗粒物粒径与沉降速度颗粒物粒径与沉降速度airpartbuoyancygravityDrag forceaBuoyancyFGravitymdadairpartFgDgD3366airpartgDF3d6BuoyancyFGravityd0DVFd3182airpartgDVStokes law四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺

30、二二. .除尘装置概述除尘装置概述 除尘装置除尘装置： 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备。从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备。 除尘装置类型除尘装置类型： 1. 1. 机械式除尘器机械式除尘器 重力沉降室；惯性除尘器；旋风除尘器重力沉降室；惯性除尘器；旋风除尘器 2. 2. 湿式除尘器湿式除尘器 3. 3. 过滤式除尘器过滤式除尘器 4. 4. 电除尘器电除尘器 四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺干式机械除尘器干式机械除尘器一) 重力沉降室重力沉降室 利用粉尘与气体的密度不同利用粉尘与气体的密度不同, 依靠自身的重力从气依靠自身的重力从气 流中自然流中自然沉降下来，达

31、到净化目的的装置沉降下来，达到净化目的的装置. 类类 型型 a. 水平气流沉降室；水平气流沉降室； b. 垂直气流沉降室。垂直气流沉降室。优优 点点 简单，价低，便于维护，压力损失小，可处理高温气体简单，价低，便于维护，压力损失小，可处理高温气体. 缺缺 点点 沉降小颗粒的效率低，一般只能除去沉降小颗粒的效率低，一般只能除去50m以上的大颗粒以上的大颗粒 .图图 水平气流简易重力沉降室水平气流简易重力沉降室四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺干式机械除尘器干式机械除尘器二) 惯性除尘器惯性除尘器 利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同，使粉尘从气流中利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同

32、，使粉尘从气流中分离出来的方法分离出来的方法 。类类 型型 a.冲击式结构冲击式结构 ； b.反转式结构反转式结构 。惯性除尘器的特点惯性除尘器的特点 a. 能分离能分离10-30m左右的尘粒，除尘效率为左右的尘粒，除尘效率为70; b. 适合安装在烟道上使用适合安装在烟道上使用 ; c. 可设计成不同的结构形式，作为前一级除尘器与其他除可设计成不同的结构形式，作为前一级除尘器与其他除尘方法组成多级除尘系统。尘方法组成多级除尘系统。图图 惯性除尘器的分离机理示意图惯性除尘器的分离机理示意图四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺干式机械除尘器干式机械除尘器三) 旋风除尘器旋风除尘器

33、利用离心力作用将尘粒从气流中分离并捕集下来的装置。利用离心力作用将尘粒从气流中分离并捕集下来的装置。旋风除尘器的构造及工作原理旋风除尘器的构造及工作原理(图图)旋风除尘器的分类旋风除尘器的分类 a. 切线进入式旋风除尘器切线进入式旋风除尘器 ；b. 轴向进入式旋风除尘器轴向进入式旋风除尘器旋风除尘器的特点旋风除尘器的特点 a. 结构简单，造价低；结构简单，造价低； b. 无传动机构及运动部件维护、修理方便；无传动机构及运动部件维护、修理方便； c. 可用于高温含尘烟气的净化可用于高温含尘烟气的净化; d. 可承受内、外压力；可承受内、外压力； e. 可干法清灰，可用它回收有价值的粉尘；可干法清

34、灰，可用它回收有价值的粉尘； f. 可用以净化含高腐蚀性粉尘的烟气。可用以净化含高腐蚀性粉尘的烟气。四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺湿式除尘器湿式除尘器 用水或其他液体与含尘废气相互接触，实现分离捕集粉尘用水或其他液体与含尘废气相互接触，实现分离捕集粉尘粒子和吸收有害气体的装置粒子和吸收有害气体的装置.类类 型型 a. 重力喷雾除尘器；重力喷雾除尘器；b. 旋风水膜除尘器；旋风水膜除尘器； c. 贮水式冲击水浴除尘器；贮水式冲击水浴除尘器；d. 填料塔除尘器；填料塔除尘器； f. 文丘里除尘器；文丘里除尘器；优优 点点 除尘效率比干式除尘器的高；除尘效率比干式除尘器的高； 可

35、处理高温、高比阻、易燃易爆可处理高温、高比阻、易燃易爆含尘气体；含尘气体； 具有除尘、冷却和净化的作用。具有除尘、冷却和净化的作用。 缺缺 点点 有废水处理问题；有废水处理问题； 洗涤水有一定的腐蚀性，金属设备易被腐蚀；洗涤水有一定的腐蚀性，金属设备易被腐蚀； 在寒冷地区使用湿式除尘器容易冻结；在寒冷地区使用湿式除尘器容易冻结； 能耗比较大。能耗比较大。图图 填料洗涤除尘器的类型填料洗涤除尘器的类型a.错流型；错流型； b.顺流型；顺流型； c.逆流型逆流型图图 文丘里洗涤除尘器装置系统文丘里洗涤除尘器装置系统四四.颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺过滤式除尘器过滤式除尘器一) 过滤式除

36、尘器过滤式除尘器 利用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化利用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置。装置。类类 型型 1. 按使用原料的性状不同按使用原料的性状不同; 2. 按除尘器的应用目的按除尘器的应用目的; 3. 按粉尘粒子在除尘器中被捕获位置的不同按粉尘粒子在除尘器中被捕获位置的不同(图图); 内部过滤内部过滤: 粉尘粒子是在滤层内部而被捕集粉尘粒子是在滤层内部而被捕集. 外部过滤外部过滤: 粉尘粒子是被阻挡在滤料的表面上粉尘粒子是被阻挡在滤料的表面上.图图 过滤除尘器的过滤方式过滤除尘器的过滤方式四四. .颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺过滤式除尘器过

37、滤式除尘器二) 袋式除尘器袋式除尘器 含尘气体通过滤袋滤去其中粉尘粒子的分离捕集装置。含尘气体通过滤袋滤去其中粉尘粒子的分离捕集装置。优优 点点 对净化含微米或亚微米粉尘粒子的效率较高；对净化含微米或亚微米粉尘粒子的效率较高； 可捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘；可捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘； 含尘气体浓度在相当大的范围内变化；含尘气体浓度在相当大的范围内变化； 可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求；可设计制造出适应不同气量的含尘气体的要求； 稳定可靠，无污泥处理和腐蚀等问题。稳定可靠，无污泥处理和腐蚀等问题。缺缺 点点 受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响；受滤料的耐温和耐腐蚀

38、等性能所影响； 不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体 ； 净化大含尘烟气量所需投资比电除尘器高。净化大含尘烟气量所需投资比电除尘器高。图图 滤布的滤尘过程滤布的滤尘过程LDB LDB 型布袋除尘器型布袋除尘器LPPLPP系列脉冲袋式除尘器系列脉冲袋式除尘器PPCPPC系列气箱脉冲袋收尘器系列气箱脉冲袋收尘器四四.颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺电除尘器电除尘器 当含尘气体通过强电场时被电离而荷电，荷电的尘粒在电场力作用下到达集尘当含尘气体通过强电场时被电离而荷电，荷电的尘粒在电场力作用下到达集尘极，从而使尘粒从含尘气体中分离出来一种除尘装置。极，从而

39、使尘粒从含尘气体中分离出来一种除尘装置。电除尘器的机理电除尘器的机理 含尘气体通过两极间非均匀电场时，在放电极周围强电场作用下，气体被电离，含尘气体通过两极间非均匀电场时，在放电极周围强电场作用下，气体被电离，使带电尘粒在电场作用下推向集尘极，从而达到除尘目的。使带电尘粒在电场作用下推向集尘极，从而达到除尘目的。电除尘器的类型电除尘器的类型1. 1. 按集尘电极的型式按集尘电极的型式 管式电除尘器管式电除尘器 ； 板式电除尘器板式电除尘器 。2. 2. 按含尘气流在电除尘器中流动方式按含尘气流在电除尘器中流动方式 立式电除尘器；立式电除尘器； 卧式电除尘器卧式电除尘器 3. 3. 按收尘极上清

40、灰方式的不同按收尘极上清灰方式的不同 干式电除尘器；湿式电除尘器干式电除尘器；湿式电除尘器图图 平板型集尘极的不均匀电场示意图平板型集尘极的不均匀电场示意图+(+)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)离子化区离子化区(A)集集尘尘极极(+)荷电层荷电层荷电层荷电层荷电层荷电层(-)(-)放电极放电极(-)(B)(A)集集尘尘极极(+)高压直流电源高压直流电源含含尘尘气气体体四四.颗粒污染物及除尘工艺颗粒污染物及除尘工艺图图 喷水型湿式电除尘器示意图喷水型湿式电除尘器示意图图图 管式电除尘器的示意图管式电除尘器的示意图电除尘

41、器外观图电除尘器外观图五五.VOCs及净化工艺及净化工艺挥发性有机气体来源、种类及治理要求挥发性有机气体来源、种类及治理要求 常温下是液体或固体，平衡蒸汽较高，沸点较低，易于挥发到空气中常温下是液体或固体，平衡蒸汽较高，沸点较低，易于挥发到空气中形成气态污染物。形成气态污染物。来源来源 汽车制造业、自行车、摩托车、家用电器、电线电缆、漆包线、电机汽车制造业、自行车、摩托车、家用电器、电线电缆、漆包线、电机及电机绝缘处、电器、仪表、电子、石油化工、涂料、化工、印铁、印刷、及电机绝缘处、电器、仪表、电子、石油化工、涂料、化工、印铁、印刷、家具、皮革、鞋业、玻璃、建材等行业等家具、皮革、鞋业、玻璃、

42、建材等行业等类型类型 甲醛、甲苯、苯、乙醚、丙酮等甲醛、甲苯、苯、乙醚、丙酮等治理要求治理要求 2015年年10月月1日开始强制收费日开始强制收费五五.VOCs及净化工艺及净化工艺挥发性有机气体净化工艺挥发性有机气体净化工艺Condensation (冷凝法冷凝法) Adsorption (固体吸附法固体吸附法) Absorption (液体吸收法液体吸收法) combustion(Incineration) (焚烧法焚烧法) Biological Oxidation(Biofiltration) (生物氧化法生物氧化法)工业上常用的吸附剂工业上常用的吸附剂活性氧化铝和氧化铝；硅胶；活性炭；分

43、子筛沸石活性氧化铝和氧化铝；硅胶；活性炭；分子筛沸石吸附后尾气的催化燃烧吸附后尾气的催化燃烧废气入口废气入口热交换器热交换器预热室预热室催化床催化床排气排气补充能量补充能量六六.SOx及脱硫工艺及脱硫工艺SOx的来源与脱硫途径的来源与脱硫途径来源来源1、煤燃烧中产生的低浓度的、煤燃烧中产生的低浓度的SO2烟气是主要来源烟气是主要来源2、铅锌冶炼厂及硫酸厂排放的高浓度、铅锌冶炼厂及硫酸厂排放的高浓度SO2 脱硫途径脱硫途径u燃烧前脱硫（低硫煤，煤的分选与预处理）燃烧前脱硫（低硫煤，煤的分选与预处理） 1.选煤技术选煤技术; 2.水煤浆技术水煤浆技术; 3.煤气化技术煤气化技术; 4.煤液化技术煤

44、液化技术.u燃烧中脱硫（炉内脱硫）燃烧中脱硫（炉内脱硫） 型煤；硫化床燃烧技术型煤；硫化床燃烧技术 ；炉内喷钙技术；炉内喷钙技术u燃烧后脱硫（烟气脱硫）燃烧后脱硫（烟气脱硫）六六.SOx及脱硫工艺及脱硫工艺SOx的来源与脱硫途径的来源与脱硫途径燃烧后脱硫（烟气脱硫）燃烧后脱硫（烟气脱硫）FGD Plant Principle Picture Process waterLimestone slurry tankFiltrate tankGGH Flue gas Clean gasWaste waterGypsumstorageOxidation airLimestoneVacuumbelt fi

45、lterWet ball mill Limestonesilo GypsumAbsorber强制氧化湿法脱硫工艺强制氧化湿法脱硫工艺FGD反应原理反应原理烟气脱硫工艺比较烟气脱硫工艺比较七七.NOx及脱氮工艺及脱氮工艺NOx的形成机理的形成机理 热力型热力型NOX： 高温空气燃烧时生成的高温空气燃烧时生成的NOX； 燃料型燃料型NOX： 有机燃料燃烧时分解的有机燃料燃烧时分解的N2和空气中的和空气中的O2反应生成的反应生成的NOX； 瞬时瞬时NOX： 低温火焰中由于含碳自由基的存在，通过中间产物转换为低温火焰中由于含碳自由基的存在，通过中间产物转换为 NOX。 图图 煤粉炉中三种类型煤粉炉中三

46、种类型NOX生成量与炉膛温度间的关系生成量与炉膛温度间的关系七七.NOx及脱氮工艺及脱氮工艺反应剂层反应剂层喷氨格栅喷氨格栅静态混合器静态混合器烟气入口烟气入口烟气出口烟气出口预留层预留层导流装置导流装置挡板挡板导流装置导流装置省煤器省煤器灰斗灰斗主烟道主烟道省煤器旁路省煤器旁路塔式炉塔式炉七七.NOx及脱氮工艺及脱氮工艺NOx的控制技术的控制技术一一.传统的低传统的低NOX燃烧技术燃烧技术 1.低空气过剩系数运行技术；低空气过剩系数运行技术； 2.降低助燃空气预热温度降低助燃空气预热温度 3.烟气循环燃烧；烟气循环燃烧； 4.多段燃烧技术多段燃烧技术二二.先进的低低先进的低低NOX燃烧器技术

47、燃烧器技术 1. 炉膛内整体空气分级的低炉膛内整体空气分级的低NOX直流燃烧器直流燃烧器 2. 空气分级的低空气分级的低NOX旋流燃烧器旋流燃烧器 3. 空气空气 / 燃料分级的低燃料分级的低NOX燃烧器燃烧器三三.循环流化床锅炉燃烧技术循环流化床锅炉燃烧技术图图 空气空气 燃料分级燃料分级低低NOX燃烧器燃烧器二次火焰二次火焰烟烟气气燃尽区燃尽区着火着火火焰稳定火焰稳定产生产生NOX一次燃料一次燃料空气空气一次火焰一次火焰分级燃料分级燃料分级风分级风排出热量排出热量排出热量排出热量还原气氛还原气氛还原还原NOX控制控制NOX生成生成利用的的氧浓度减利用的的氧浓度减缓燃尽过程缓燃尽过程图图 燃料分级再燃原理示意图燃料分级再燃原理示意图七七.NOx及脱氮工艺及脱氮工艺NOx的控制技术的控制技术燃烧后烟气净化燃烧后烟气净化催化燃烧还原催化燃烧还原1. 选择性催化还原法选择性催化还原法(SCR)脱硝（图）脱硝（图） 在催化作用下，以氨作还原剂，将在催化作用下，以氨作还原剂，将NOX还原为氮气和水的