第01章课程介绍

1、大气污染控制工程一.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。力争使学习者形成专业思维、产生创

2、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专业教学指导委员会大气污染控制工程课程的要求。课程基本要求 基本要求 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。 了解大气污染与燃烧的关系。 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。 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。 基本掌握设计、选择和运行大气污染净化系统。说 明 1、本大纲为环境工程专业本科生编写，在内容选择上注重理论与实际的结合，拟讲授56学时，可根据授课对象酌情调整部分内容。 2、授课过程中的重点、难点和大气污染控制技术的

3、最新动态分别采用多媒体课件。 3、要求学生在本课程学习过程中随时阅读国内外有关期刊公开发表的科研论文。主要参考书及建议的资料 1.童志权. 工业废气净化与利用.北京,化学工业出版社,2001年. 2. 林肇信.大气污染控制工程.北京,高等教育出版社,1990年. 3.郝吉明. 大气污染控制工程.北京,高等教育出版社,1989年. 4.大气污染防治技术研究.科学出版社 5.Noel de Nevers. Air Pollution Control Engineering. Second edition McGraw-Hill .(Tsinghua University publication)

4、6.相关的学术期刊有：环境工程、环境科学学报等等。第一章 概 论 讲授内容： 大气组成（恒定组分、可变组分、不定组分） 大气污染的形成 大气污染的含义 大气污染源的分类 一次污染物和二次污染物 重要的大气污染物（CO、NOx、SOx、HC、dust、Mist等） 大气污染的危害 大气污染的状况 大气污染防治途径 大气污染质量控制标准1.1 Air and Air pollution(第一节 大气与大气污染） 空气的重要意义： 人和动植物的生存离不开空气。大气污染对人的影响不同于土壤和水的污染，它不仅时间长且范围广 （较多是地域性的，也有全球性的）。地球上发生的八大“公害事件”，其中五起是因大气

5、污染造成的。1.1.1 components of air 1.大气与空气大气与空气: 大气（空气）从自然科学角度来看，空气和大气常常作为同义词，二者没有实质性的差别。按国际标准化组织（ISO）给大气和空气下的定义：大气是指地球环境周围大气是指地球环境周围所有空气的总和。所有空气的总和。环境空气是指暴露在人群、植物、动物环境空气是指暴露在人群、植物、动物和建筑物之外的室外空气。和建筑物之外的室外空气。但在研究近地层的空气污染规律及对空气质量进行评价时，为便于说明问题，有时两个名词分别使用。 一般对于居住在室内或特指某个地方一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂区等）供动植物生存的气体习惯

6、上称为空气（如车间、厂区等）供动植物生存的气体习惯上称为空气。在大气物理、大气气象、自然地理以及环境科学研究中，常常是以大区域或全球性的气流作为研究对象，因此，就常用大气一词。2大大 气气 的的 组组 成成 大气是一个多种气体的混合物，由混合气体、水气和悬浮微粒组成，可分为：恒定组分恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。 见教材表1-1（ P2) 干洁空气的组成。可变组分可变组分：CO2、水蒸汽、O3这些组分在大气中的含量是随季节、气象的变化以及人们的生产、生活活动的影响而发生变化。 不定组分不

7、定组分: 第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。污染物有尘埃、S、H2S、SOx 、NOx等。 第二环境问题引起的。1.1.1 components of air3大气污染大气污染(air pollution) 1)大气污染的含义：大气污染的含义： 国家标准组织定义（ISO）定义： 指自然界中局部的职能变化和人类的生产和生活活动改变大气圈中某些原有成分和向大气中排放有毒害物质，以致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财产等的损坏。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

8、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。v大气污染系指由于人类活动或者自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够长的时间，并危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。vAir pollution is the presence of undesirabl

9、e material in air, in quantities large enough to produce harmful effects.2)大气污染的分类大气污染的分类(classify) 按大气污染的范围，可分为：l局部地区污染；l地区性污染；l广域性污染；l全球性污染。3全球性大气污染问题 1.温室效应 2.臭氧层破坏 3.酸雨1.2 大气污染物及其来源(air pollutants, source of air pollutants) 1.2.1 air pollutants 按其存在状态可概括为气溶胶状污染物和气态状污染物。 （1）气溶胶污染物（aerosol polluta

10、nts) （2）气体污染物 (gas pollutants)(1)气溶胶污染物 微粒 0.11m 烟 0.011m 降尘（10m） 尘 10100m 飘尘（10m） 雾 110m TSP 空气动力学当量直径 100m 可吸入颗粒物 PM10 空气动力学当量直径 10m（2）气体污染物 硫化物（SO2、H2S）； 氮化物（NOX、NH3）； 碳氧化物（CO、CO2）； 卤化物（ HF、HCl）； 有机物质的污染。(C1C10化合物)对于气体污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。 危害：引起呼吸道疾病；致癌作用；造成烟雾事件（硫酸等，SO2之所以在大气中造成危害是由于大气中微尘带有一些Mn2+、

11、Fe2+等催化剂使1.2.2 大气污染源(source) 有四种分类法 按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源； 按污染源排放方式：高架源、面源、线源； 按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源； 按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气。 进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散适宜用第二种分法，分析污染物排放时间规律适宜用第三种分法，解决污染物，控制污染物适宜用第四种分法。 按大气污染物来源分：自然源和人为源。1.3大气污染的影响大气污染的影响(effects of air pollution) 1. 对人体健康的影响(effects of air pollution on h

12、uman health)大气污染物侵入人体途径：大气污染物侵入人体途径：表面接触；食入含有大气污染物的食物；吸入被污染的空气。2. 对植物的伤害(effects of air pollution on plant)3. 对器物和材料的影响(effects of air pollution on objects)4. 对大气能见度的影响(effects of air pollution on visibility)能见度与自然景观USEPA在1999年宣布，将在未来几十年内致力于提高国家公园和旷野地区的空气质量例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片 晴天 雾天武汉钢铁集团公司某矿山环境浓雾

13、笼罩下的石家庄，一辆出租车驶过路口(2013-02-17 07:45:12 来源：来源： 中国新闻网中国新闻网 )1月12日，武汉持续多日的雾霾天仍在持续，武汉城区PM2.5指数在300以上，达到6级重度污染级别。中央气象台12日继续发布大雾蓝色预警：河北中南部、天津南部、山东北部和西部、河南东部、苏皖中北部、浙江西北部、湖北东南部、四川盆地等地的部分地区有能见度不足1000米的雾，局地能见度不足200米。图为雾霾笼罩着武汉长江大桥。中新社发 张畅 摄武汉城市1.4 大气污染综合防治 空气污染系统空气污染系统（Air Pollution Systems） 1.4.1 大气污染综合防治(comp

14、rehensive control of air pollution) 含义：大气污染综合防治的基本点是防与治的综合。 实质：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、和实施的可能性等进行最优化选择和评价，进而得出最优的控制技术方案和工程措施。 原则 1）防与治相结合，以防为主。 2）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主 3）企业治理与区域治理相结合 4）人工净化与自然净化相结合1.4.2 大气污染综合防治措施1)全面规划、合理布局2)严格环境管理3)技术措施 实施清洁生产(清洁的生产过程、清洁的产品） 实施可持续发展的能源战略（综合

15、能源规划与管理；提高能源利用率；洁净煤技术；开发新能源） 建立综合性工业基地（使各企业之间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量） 4)经济措施 保证必要的环境保护投资 实行“污染者和使用者支付原则”（建立市场；税收手段；财政手段；责任制度） 5）绿化造林 6）安装废气净化装置两大类大气污染物治理技术 （1）颗粒状污染物）颗粒状污染物 除尘净化技术，包括：重力沉降；旋风除尘；袋式除尘；过滤法；湿式除尘；静电除尘等。 （2）气体污染物 吸收法；吸附法；催化氧化；催化还原；生物净化；电子束照射；燃烧法；冷凝法； 膜分离技术等1.5大气环境质量控制标准大气环境质量控制标准 大气环境质量标准按其用

16、途分为： 大气环境质量标准； 大气污染物排放标准； 大气污染控制技术标准 大气污染警报标准等。 按其适用范围分为国家标准、地方标准和行业标准。1.5.1 环境空气质量功能区的分类和标准分级环境空气质量功能区分类 一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。 二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。 三类区为特定工业区。 环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级） 一类区执行一级标准 二类区执行二级标准 三类区执行三级标准1.5.2 大气环境质量标准体系GB30951996环境空气质量标准GB162971996大气污染物综合排放标准GWPB 31999锅炉大气污染物排放标准GB49151996水泥厂大气污染物排放标准GB90781996工业炉窑大气污染物排放标准GB161711996炼焦炉大气污染物排放标准GB132231996火电厂大气污染物排放标准GB1455493恶臭污染物排放标准GWPB 11999轻型汽车污染物排放标准 GB14761.293车用汽油机排气污染物排放标准GB14761.593汽油车怠速污染物排放标准GB14761.693柴油车自由加速烟度排放标准GB14761.793汽车柴油机全负荷烟度排放标准GB1462193 摩托车排