第五章_大气污染及其防治

1、环境保护概论环境保护概论王金梅王金梅 丁颖丁颖 编编化学工业出版社化学工业出版社 n 学习目标学习目标大气污染的定义、大气污染源以及危害大气污染的定义、大气污染源以及危害全球面临的大气污染问题全球面临的大气污染问题大气污染的综合防治策略大气污染的综合防治策略主要大气污染物的治理方法、设备和效果主要大气污染物的治理方法、设备和效果第五章第五章 大气污染及其防治大气污染及其防治化学工业出版社化学工业出版社 n 了解大气结构与组成了解大气结构与组成大气的结构一、大气结构与组成散逸层暖层中间层平流层对流层大气垂直方向上分层第一节第一节 大气污染及主要污染物大气污染及主要污染物化学工业出版社化学工业出版

2、社 n 逃逸层逃逸层是地球大气的最外层，热是地球大气的最外层，热层以上的大气层称为逃逸层层以上的大气层称为逃逸层；热热层层从从80km80km到约到约500km500km，温度随高度，温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大；昼夜变化很大；中间层中间层从平流层从平流层顶到顶到80km80km高度称为。这一层空气高度称为。这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降更为稀薄，温度随高度增加而降低；低；平流层平流层从对流层顶到约从对流层顶到约50km50km的大气层为。在平流层下层，即的大气层为。在平流层下层，即3035knl3035knl以下，温度随高度降低以

3、下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在又称同温层。在3035km3035km以上，以上，温度随高度升高而升高；温度随高度升高而升高；对流层对流层是大气的最低层，其厚度随纬度是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为和季节而变化。在赤道附近为16-16-18km18km；在中纬度地区为；在中纬度地区为l0-12kml0-12km，两极附近为两极附近为8-9km8-9km。夏季较厚，冬。夏季较厚，冬季较薄。季较薄。 化学工业出版社化学工业出版社 n 水汽水汽干燥空气干燥空气（主要成分为氮、氧和氩（主要成分为氮、氧和氩 ）悬浮微粒悬浮微粒

4、大气的组成： 恒定组分：N2、O2、Ar 可变组分：CO2、H2O 不定组分：H2S、SOx、NOx 化学工业出版社化学工业出版社 n 一、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。 第一节第一节 大气污染及主要污染物大气污染及主要污染物化学工业出版社化学工业出版社 n 二、大气污染物分类：1.依照与污染源的关系： 一次（如SO2）和二次污染物(如酸雨)2. 依照存在状态分为：颗粒状态污染物和气态污染物颗粒污染物 粉尘 雾尘 尘粒 煤尘 烟尘 气态污染物含硫化合物SOx(H2S): 以

5、SO2数量最大,危害最大。含氮化合物NOx(NH3): 种类较多碳氧化合物COx: 主要燃烧和呼吸释放碳氢化合物：指有机废气,如烃、醇、酮、酯、胺等卤素化合物主要是含氯化合物及含氟化合物。 化学工业出版社化学工业出版社 n l 二次污染物 一次污染物: SO2+煤尘.湿度大,气温低 伦敦型烟雾浓度可达4.5mg/m3 二次污染物: 硫酸雾和硫酸盐气溶胶 洛杉矶型烟雾: NOx+ CH + h 工业型光化学烟雾: NOx+CH+h+重金属颗粒+酸雾。化学工业出版社化学工业出版社 n 三、废气污染物的来源三、废气污染物的来源化学工业出版社化学工业出版社 n 四、全球面临的大气环境问题四、全球面临的

6、大气环境问题1. 1. 酸沉降酸沉降2. 2. 温室效应温室效应化学工业出版社化学工业出版社 n 化学工业出版社化学工业出版社 n 第二节第二节 大气污染的综合防治大气污染的综合防治一、大气污染的综合防治措施一、大气污染的综合防治措施全面规划、合理布局全面规划、合理布局提高能源利用率和节能提高能源利用率和节能洁净煤技术洁净煤技术开发清洁能源和可再生能源开发清洁能源和可再生能源酸雨和二氧化硫污染的控制酸雨和二氧化硫污染的控制发展绿色交通发展绿色交通1.1.工业污染控制工业污染控制化学工业出版社化学工业出版社 n 化工废气的特点1423污染物浓度高污染面广，危害性大组成复杂种类繁多化学工业出版社化

7、学工业出版社 n 主要气体污染物的治理技术主要气体污染物的治理技术一、常用的气态污染物的治理方法 常用方法 吸收法 催化法 冷凝法 吸附法 燃烧法化学工业出版社化学工业出版社 n 典型废气的治理技术p SO2废气的治理技术钠法 氨法 钙法 化学工业出版社化学工业出版社 n 钠法钠法采用苛性钠溶液、纯碱溶液或亚硫酸钠液作为吸收剂，吸收SO2后制得亚硫酸钠或亚硫酸氢钠。以苛性钠溶液作吸收剂（吴羽法）反应过程为2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O2 Na2CO3 + SO2 + H2O 2NaHCO3 + Na2SO3Na2SO3 + SO2 + H2O 2 NaHSO3 2 NaHSO

8、3 + 2NaOH Na2SO3 + 2 H2O化学工业出版社化学工业出版社 n 氨法氨法 此法是以氨水或液态氨作吸收剂，吸收SO2后生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。反应如下：NH3 + H2O + SO2 NH4HSO3 2NH3 + H2O + SO2 （NH4）2SO3 （NH4）2SO3 + H2O + SO2 2 NH4HSO3 化学工业出版社化学工业出版社 n 钙法钙法此法又称石灰-石膏法，用石灰石，生石灰或消石灰的乳浊液为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫。 吸收过程生成的亚硫酸钙经空气氧化后得到石膏化学工业出版社化学工业出版社 n 干法脱硫干法脱硫活性炭法活性炭法接触氧化法接触氧化法化学工业

9、出版社化学工业出版社 n 化学工业出版社化学工业出版社 n p NOx废气的吸收法治理非选择性催化还原法非选择性催化还原法1选择性催化还原法选择性催化还原法2吸收法吸收法 3化学工业出版社化学工业出版社 n 水吸收法水吸收法 NO2或N2O4与水接触，发生以下反应：2 NO2 （或N2O4 ） + H2O HNO3 + H NO22H NO2 H2O + NO + NO2 （或1/2 N2O4 ）2NO + O2 2 NO2 （或N2O4 ） 水对氮氧化物的吸收率很低，主要是由一氧化氮被氧化成二氧化氮的速度决定。当一氧化氮浓度高时，吸收速率有所提高。一般水吸收法的效率为30%50%。此法制得浓

10、度为5%10%的稀硝酸，可用于中和碱性污水，作为废水处理的中和剂，也可用于生产化肥等。另外，此法是在588686KPa的高压下操作，操作费及设备费均较高。化学工业出版社化学工业出版社 n 碱性溶液吸收法碱性溶液吸收法 此法的原理是利用碱性物质来中和所生成的硝酸和亚硝酸，使之变为硝酸盐和亚硝酸盐。使用的吸收剂主要有氢氧化钠、碳酸钠和石灰乳等。烧碱作吸收剂： 2NaOH + 2NO NaNO3 + NaNO2 + H2O 2NaOH + 2NO2 + NO 2Na NO2 + H2O 该法氮氧化物的脱除率可以达到80%90%。纯碱作吸收剂： NaCO3 + 2NO2 NaNO3 + NaNO2 +

11、 CO2 NaCO3 + NO2 + NO 2NaNO3 + CO2 该法氮氧化物的脱除率约为70%80%。氨水作吸收剂： 2NO2 + NH3 NH4NO3 + N2 + H2O 2NO + 1/2O2 +2 NH3 NH4NO3 + N2 + H2O 该法氮氧化物的脱除率可达90%。化学工业出版社化学工业出版社 n u 催化法 定义：利用催化剂的催化作用，将废气中的有害物质转化为无害物质或易于去除的物质的一种废气治理技术。常用的催化剂一般为金属盐类或金属，如钒、铂、铅、镉、氧化铜、氧化锰等物质。载在具有巨大表面积的惰性载体上，典型的载体为氧化铝、铁矾土、石棉、陶土、活性炭和金属丝等。化学工

12、业出版社化学工业出版社 n 优点：优点：无需将污染物与主气流分离，可直接将有害物质转无需将污染物与主气流分离，可直接将有害物质转变为无害物质，这不仅可避免产生二次污染，而且可简变为无害物质，这不仅可避免产生二次污染，而且可简化操作过程。化操作过程。此外，所处理的气体污染物的初始浓度都很低，反此外，所处理的气体污染物的初始浓度都很低，反应的热效应不大，一般可以不考虑催化床层的传热问题，应的热效应不大，一般可以不考虑催化床层的传热问题，从而大大简化催化反应器的结构。从而大大简化催化反应器的结构。 缺点：缺点：催化剂价格较高，废气预热需要一定的能量，即需催化剂价格较高，废气预热需要一定的能量，即需添加附加的燃料使得废气催化燃烧。添加附加的燃料使得废气催化燃烧。化学工业出版社化学工业出版社 n 第三节第三节 大气污染物的防治技术简介大气污染物的防治技术简介一、粉尘的控制与防治防尘规划与管理 通风技术 防护罩技术 除尘技术 四个工程领域四个工程领域化学工业出版社化学工业出版社 n 重力沉降室重力沉降室 惯性力除尘装置惯性力除尘装置 旋风除尘器旋风除尘器 过滤除尘器过滤除尘器 电除尘器电除尘器 湿式除尘器湿式除尘器消烟除尘：消烟除尘：化学工业出版社化学工业出版社 n 除尘器的除尘机理及使用范围 注：“”指主要机理；“”指