环境保护与新能源第2次课-大气污染

1、1大气污染控制大气污染控制21大气与大气污染二、大气污染二、大气污染1.按照国际标准化组织（按照国际标准化组织（ISO）作出的定）作出的定义：大气污染通常是指由于人类活动和自义：大气污染通常是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危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。环境的现象。34大气污染大气污染51大气与大气污染v2.大气污染的分类：v（1）根据大气污染影响范围v局部地区污染v地区性污染v广域性污染v全球（或国际性）性污染

2、。6煤烟型煤烟型（或还原型）（或还原型）污染污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物质，它们遇上低温、和微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且高湿的阴天，且 风速很小并伴有逆温存在风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。空聚积，生成还原型烟雾。伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件1大气与大气污染（2）根据能源性质、大气污染物组成和反应分类：781大气与大气污染大气与大气污染石油石油型型（或交通型或氧化型）（或交通型或氧化型）污染污染 污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）污染

3、源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。主要污染物是和机动船。主要污染物是CO、NOX和和HC。在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染重的地区可能会出现典型的二次污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。度。洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件910二、几种典型的大气污染二、几种典型的大气污染（三）酸沉降（三）酸沉降是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）迁移到地表，是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）迁移到地表

4、，或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表。酸沉降的研或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表。酸沉降的研究始于酸雨研究。酸雨已成为当今世界上最严重的区域性究始于酸雨研究。酸雨已成为当今世界上最严重的区域性环境问题之一。直接引起酸沉降的主要物质是人为和天然环境问题之一。直接引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的排放的SOX（SO2和和SO3）和）和NOX（NO和和NO2），其天然），其天然源一般是全球分布的，而人为排放的源一般是全球分布的，而人为排放的SOX和和NOX则具有地则具有地区性分布的特点。区性分布的特点。酸酸 雨雨111大气与大气污染大气与大气污染v混合型污染。包括以煤炭为主要污染源而排

5、出的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的气溶胶；以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化氮为主的污染物。此类污染，其反应更为复杂。如臭氧和烯烃反应生成的过氧化氢自由基等氧化物，可大大增加二氧化硫的氧化速率。v 特殊型污染。主要产生于工厂生产过程中排出和发生意外事故释放的废气，如氯气、氟化物、金属蒸气或酸雾等所引起的污染。 （）12全球变暖全球变暖温室效应温室效应加剧加剧太阳辐射透过大气层到达地球表面后，被岩石土壤等吸太阳辐射透过大气层到达地球表面后，被岩石土壤等吸收，地球表面温度上升，与此同时，地表物质向大气发收，地球表面温度上升，与此同时，地表物质向大气发射出红外长波射出红外长波（400800

6、nm）为主的辐射。大气层中某些为主的辐射。大气层中某些气体对短波和可见光吸收很弱，而对长波辐射吸收强烈，气体对短波和可见光吸收很弱，而对长波辐射吸收强烈，因此地球表面从太阳辐射获得的热量相对多，而散失到因此地球表面从太阳辐射获得的热量相对多，而散失到大气层以外的热量相对少，地球表面的温度得以维持，大气层以外的热量相对少，地球表面的温度得以维持，这就是大气的这就是大气的“温室效应温室效应”。 1大气与大气污染1314v“温室气体温室气体”：v主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。一氧化氮等。v当它们在大气中的浓度增加时，大气的温室当它们在大气中的

7、浓度增加时，大气的温室效应就会加剧，引起地球表面和大气层下部效应就会加剧，引起地球表面和大气层下部的温度升高的温度升高 。1大气与大气污染151大气与大气污染16太阳光中的紫外线辐射，特别是太阳光中的紫外线辐射，特别是UV-B辐射对生物有辐射对生物有较大的伤害。而阻挡较大的伤害。而阻挡UV-B辐射的就是臭氧。（紫外辐射的就是臭氧。（紫外线辐线辐 射按照其波长的不同，可划分为射按照其波长的不同，可划分为UV-A（315-400nm）、）、UV-B（280-315nm）和）和UV-C（280nm）以下三个波段）以下三个波段）2.臭氧层破坏臭氧层破坏1大气与大气污染17大气与大气污染181大气与大气

8、污染191大气与大气污染20我国青藏高原上我国青藏高原上空也存在一个相空也存在一个相对周围地区浓度对周围地区浓度 较低的区域。较低的区域。213.酸雨酸雨酸雨：酸雨：由于人类活动的影响，使降水中溶入其它酸性物质，从而使其pH值降到值降到5.6以下的降水以下的降水。 酸雨的形成：酸雨的形成：是复杂的大气化学和大气物理现象，是由自然排放和人为活动等释放到大气中的人为活动等释放到大气中的SO2或或NOx通过通过氧化反应（气相或液相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，氧化反应（气相或液相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，附在凝结核上降落到地面上的。附在凝结核上降落到地面上的。 影响与危害：影响与危害：（1）

9、损害水生、陆生生物：如鱼类和森林）损害水生、陆生生物：如鱼类和森林（2）对人体健康影响：使有毒重金属溶入饮用水中，危）对人体健康影响：使有毒重金属溶入饮用水中，危害饮用者害饮用者（3）腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等）腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等 22我国酸雨的化学特征23中国酸雨的分布变化PH5.6 PH7.0 N/A Taiwan Acid rain distribution in 80s PH7.0 PH7.0 PH5.6 PH5.0 PH4.5 PH90%；v（2）吸收剂利用率高，可超过90%；v（3）煤种适应性强，副产品易于回收；v（4）设备运转率高，已达90

10、% 以上v（5）装置基建投资大 (约占电厂投资的1118%)v（6）运行费用高（约占电厂总运行费用的818%）4748（四）其他湿法脱硫工艺v1.海水脱硫法基本原理基本原理 自然界海水呈碱性， pH SO2为海水吸收后，生成可溶性硫酸盐 恢复硫自然循环49（四）其他湿法脱硫工艺2. 氨法脱硫就是以氨水作为SO2的吸收剂，所产生的副产品为亚硫酸氨v氨水做吸收剂3224234232243()()2NHSOH ONHSONHSOSOH ONH HSO 图 氨法烟气脱硫工艺流程50（五）干法脱硫技术v干法烟气脱硫v所得到得脱硫产物是干态形式所得到得脱硫产物是干态形式v特点：v投资较湿法低投资较湿法低v

11、无需装设除雾器及烟气再热器无需装设除雾器及烟气再热器v适合于含硫量中等、有高品位石灰石适合于含硫量中等、有高品位石灰石来源的电厂应用来源的电厂应用51（五）干法脱硫技术1.循环流化床烟气脱硫52氮氧化物污染控制氮氧化物污染控制v1 低氮氧化物燃烧技术v2烟气脱硝技术533低NOx燃烧技术v一.传统低NOx燃烧技术1. 低氧燃烧v降低NOx的同时提高锅炉热效率vCO、HC、碳黑产生量增加54传统低NOx燃烧技术v2. 降低助燃空气预热温度燃烧空气由27oC预热到315oC，NO排放量增加3倍55传统低NOx燃烧技术v3. 烟气循环燃烧降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOx56传统低NOx燃烧

12、技术v4. 两段燃烧技术第一段：氧气不足，烟气温度低，NOx生成量很小第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低57v选择性非催化还原法选择性非催化还原法v喷氨法（尿素等氨基还原剂）v由于氨只和烟气中反应，而一般不和氧反应，不使用催化剂，氨还原NO仅在9501050这一狭窄范围内进行，故喷氨点应选择在炉膛上部对应位置。v喷射点必须在9501050摄氏度之间。v喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。58v炉膛喷射脱硝炉膛喷射脱硝v若喷入的氨未充分反应，则泄漏的氨会到锅炉炉尾部受热面，不仅使烟气飞灰容易沉积在受热面，且烟气中氨遇到三氧化硫会生成硫酸氨（粘性，易堵塞空气预热器，并有腐蚀危险）。v总之，SNCR喷氨法投资少，费用低，但适用范围窄，要有良好的混合及反应空间、时间条件。当要求较高的脱除率时，会造成氨泄漏过大。59选择性非催化脱硝法(SNCR)炉墙上多层氨喷口位置示意图喷入氨/尿素燃烧器烟气1050oC-950oC60 烟气SCR脱硝法采用催化剂促进氨与还原反应。若使用钛和铁氧化物类催化剂，其反应温度为300oC至400oC，当采用活性焦炭时，其反应温度