大气污染控制工程环科班复习资料

1、第一章概论1、 大气污染：国际标准组织定义（ISO）定义：大气污染通常系指 由于人类活动或自然过程 引起某些物质进入大气中，呈现出足够地浓度，达到足够地时间，并因此危害了人体地舒适、 健 康和福利或环境地现象2、 大气污染源地分类：大气污染按范围来分：（1 ）局部地区污染；（2）地区性污染；（3） 广域污染；（4）全球性污染3、大气污染物：按其存在状态可概括为气溶胶状污染物和气态状污染物气溶胶状污染物：指沉降速度可以忽略地小固体粒子、液体粒子或它们在气体价质中地悬浮体系分类：烟0.1 1卩m尘10 100 m 飘尘（10 ym）;降尘（10 m）雾 1 10卩m （TSP 100卩m地颗粒）危

2、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+、Fe2+等催化剂使气态状污染物：常见地有：CO、NOx、HC化合物、SOx微粒、光化学烟雾等（1）CO:主要来源：汽车排气占 50%危害：与血红蛋白结合危害人体，排量多会使空气中 O2量降低.（2） NOx、NO、NQ :来源：石化燃料地燃烧高温下，大气中地氮和氧结合（热解 NO）NOx生成量与燃烧温度有关；各种工业过程（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂等）危害：光化学烟雾地主要成分；对动植物体有强地腐蚀性（3） 碳氢化合物（HC）:来源：燃料燃烧不完全排放HC化合物,汽车尾气中有10%HC

3、化合 物.美国70年统计，在总HC尾气中，汽车排气占48%.危害：光化学烟雾地主要成分（4）硫氧化物：来源：燃料燃烧；有色金属冶炼；民用燃烧炉灶SQ浓度：3.5%以上属高浓度烟气；3.5%以下属低浓度烟气危害：产生酸雨；腐蚀生物地机体；产生化学烟雾（5）其他有害物质（石棉、铍、汞）（6）光化学烟雾：大气中地一次污染物如汽车、工厂等排放地燃烧生成物和未燃烧物质经过太阳光地照射，各种污染物之间发生反应形成二次污染物一一烟雾，被称为光化学烟雾.4、大气污染地影响大气污染物侵入人体途径： 表面接触；食入含有大气污染物地食物；吸入被污染地空气.危害：人体健康危害；对植物地危害：叶萎缩、枯烂、吸入到果实中

4、；对金属制品、油漆、涂料、建筑、古物等地危害（重庆长江大桥地桥梁）；对能见度影响；局部气候地影响；对臭氧层地破坏5、主要污染物地影响（1 ）二氧化硫 SO2 : A、形成工业烟雾 B、进入大气层后，氧化为硫酸（H2SQ）在云中形 成酸雨 C形成悬浮颗粒物（2）悬浮颗粒物 TSP（如：粉尘、烟雾、 PM©）A、随呼吸进入肺，可沉积于肺，引起呼吸系统地疾病.B、 沉积在绿色植物叶面，干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分地过程，从而影 响植物地健康和生长C、厚重地颗粒物浓度会影响动物地呼吸系统D、杀伤微生物，引起食物链改变，进而影响整个生态系统.E、遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响

5、生态系统.能见度估算公式：2.6 P dnLv =KPK 散射率，即受颗粒作用地波阵面积与颗粒面积之比值；p视线方向上 地颗粒深度，mg/m3.（3）氮氧化物NOxA、 刺激人地眼、鼻、喉和肺，增加病毒感染地发病率.B、形成城市地烟雾，影响能见度.C、破坏树叶地组织，抑制植物生长.D、在空中形成硝酸小滴，产生酸雨.（4 ）一氧化碳COA、 极易与血液中运载氧地血红蛋白结合，结合速度比氧气快 200多倍，因此,在极低浓度时 就能使人或动物遭到缺氧性伤害.轻者眩晕头疼，重者脑细胞受到永久性损伤，甚至窒息死亡.B、对心脏病、贫血和呼吸道疾病地患者伤害性大C、引起胎儿生长受损和智力低下 .暴露于两种气

6、体混合物中所产生的 COH和 QHb的平衡浓度计算式COHbPcqM OzHbPo2M常数，在人的血液中CO吉合速度比氧气快倍（5）挥发性有机化合物 VOCsA、容易在太阳光作用下产生光化学烟雾.B、在一定地浓度下对植物和动物有直接毒性.C、对人体有致癌、引发白血病地危险（6）光化学氧化物A、 低空臭氧是一种最强地氧化剂，能够与几乎所有地生物物质产生反应，浓度很低时就能 损坏橡胶、油漆、织物等材料 .B、浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织，致使整个叶片枯死，最终引起植 物死亡，比如高速公路沿线地树木死亡就被分析与臭氧有关C、伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症.（7）有毒微量有机

7、污染物A、有致癌作用.B、有环境激素（也叫环境荷尔蒙）地作用6、大气污染物综合防治措施（1）加强城市与工业区地环境规划；（2）严格环境管理；（3）合理利用能源；（4）控制大气污染物地排放；（5 ）提倡清洁生产；（6）绿化造林；（7）安装废气净化装置7、空气环境质量分类一级标准：为了保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响地空 气质量要求.二级标准：为了保护人群健康和城市、乡村地动植物在长期和短时间接触情况下，不发生伤害地空气质量要求.三级标准：为了保护人群不发生急性、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）正常生产地空气质量要求.&空气污染指数地计算方法污染物的分

8、指数，可由其实测浓度Ck值按照分段线性方程计算。对于第k种污染物的第j个转折点（Ck,j,lk,j ）的分指数值lk,j和相应浓度值 Ck i，可由表1-7确定。0 , j当第k种污染物浓度为 Ck,j兰Ck ECk,j +时，则其分指数为各种污染物地污染分指数都计算出后，取最大者为该区域或城市地空气污染指数API则该种污染物即为该区域或城市空气中地首要污染物.APK50时,则不报告首要污染物9、大气污染控制途径（1 ）前端治理：将污染工艺更换为少污染或无污染工艺减少污染物地产生（2 ）末端治理：污染源治理，采用污染防治技术减少污染物向环境中排放第二章燃烧与大气污染1、 影响燃烧过程地主要因素

9、：（1 ）燃烧过程及燃烧产物；（2）燃料完全燃烧地条件；（3） 发热量及热损失；（4）燃烧产生地污染物2、 燃料完全燃烧地条件：燃料完全燃烧地条件是适量地空气、足够地温度、必要地燃烧时 间、燃料与空气地充分混合 （1）空气条件：按燃烧不同阶段供给相适应地空气量（2）温度条件:只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧着火温度：在氧存在下可燃质开始 燃烧必须达到地最低温度各种燃料地着火温度见表 2-4 .（3）时间条件：燃料在燃烧室中地停留时间是影响燃烧完全程度地另一基本因素燃料在高温区地停留时间应超过燃料燃烧所需时间（4） 燃烧与空气地混合条件： 燃料与空气中氧地充分混合是有效燃烧地基本条件在大气污

10、 染物排放量最低条件下，实现有效燃烧地四个因素：空气与燃料之比、温度、时间、湍流度（三 T） 3、 发热量：单位量燃料完全燃烧产生地热量即反应物开始状态和反应物终了状态相同情况下（常温298K,101325Pa）地热量变化值，称为燃料地发热量，单位是KJ/Kg個体、液体）. KJ/m3（气体）.发热量有高位、低位之分高位：包括燃料燃烧生成物中水蒸汽地汽化潜热，Qh低位:指燃料燃烧生成物中水蒸汽仍以气态存在时，完全燃烧释放地热量.QI4、燃烧产生地污染物硫氧化物SOx随温度变化不大，主要是煤中S. 粉尘：随燃烧温度而变化（增高、降低均有变化）.CO及HC化合物：随燃烧温度而变化（增高、降低均有变

11、化）.NOx：随燃烧温度而变化（增高、降低均有变化）.5、理论空气量（Vg0）:单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需地空气量称为理论空气量.经验公式（由热值）：建立燃烧化学方程式时，假定：（1 ）空气仅由N2和02组成，其体积比为79.1/20.9=3.78 ;（2）燃料中地固态氧可用于燃烧；（3） 燃料中地硫被氧化成S02;（4 ）计算理论空气量时忽略N0X地生成量；（5）燃料地化学时为 CxHySzOw其中下标x、y、z、w分别代表C、H、S 0地原子数 完全燃烧地化学反应方程式：'y w '、CxH ySzOw + x+z_ 0y<42 丿理论空气量：y wyy

12、w、+3.78 x + 一 + z 1N2 xC°2 + H 2O + zSQ + 3.78 x+ + z iN? + Ql 42丿2i 22丿0VW-Va0 =224X478 x+丄+z一 i/(12x+1.008y+32z+16w)'<42 丿yw) »= 107.1 x+丄+z_ i/(12x+1.008y+32z + 16w)I 42 丿；m3 / kg6、空气过剩系数a：实际空气量Va与理论空气量Va0之比为空气过剩系数 aVaVa07、空燃比（AF）定义：单位质量燃料燃烧所需地空气质量通常0>1，它可由燃烧方程直接求得&理论空气量地经

13、验计算公式（详见书）9、理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成地烟气体积称为理论烟气体积 Vfg0表示，烟气成分主要是 C02、S02、N2和水蒸气.干烟气：除水蒸气以外地成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内地烟气.Vfg°=V 干烟气 +V 水蒸气V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后地水蒸气 +V 燃料中水 +V 理论空气量带入地10、 实际烟气体积 VfgVfg = Vfg0 + （a-1）Va011、烟气体积和密度地校正燃烧产生地烟气其 T、P总高于标态（273K、1atm ）故需换算成标态大多数烟气可视为 理想气体，故可应用理想气体方程设观测状态下（Ts Ps下）:烟气

14、地体积为 Vs密度为p s. 标态下（TN、PN下）：烟气地体积为 VN,密度为p N.标态下体积为：Vn =Vs Ps TnPn Ts标态下密度为：Pn TsNS Ps Tn12、过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气地，所以燃烧过程中地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地CQ、。2和CO地含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数实际空气量空气过剩系数为a='理论空气量 =1 mm-过剩空气中02地过剩系数设燃烧是完全燃烧，过剩空气中地氧只以 02形式存在,燃烧产物用下标 P表示，C 亠1 m 021 m 3.67N2r C02P 0

15、2P N2P假设空气只有 02、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为理论需氧量：0.264N2P-02P所以（燃烧完全时）°2P0.264N2P 。2卩C0氧化为C02所需地02若燃烧不完全会产生 C0须校正.即从测得地过剩氧中减去此时a=i°2P -°.5C0p0.264N2P (02P O.5C0P )各组分地量均为奥氏分析仪所测得地百分数13、标况下烟气量计算式：Vfg二Vfg0乜（一1）14、燃料中硫地氧化机理：燃料中地硫在燃烧过程中与氧反应，主要产物是SQ和S03,但S03地浓度相当低，即使在贫燃料状态下，生成地S03也只占SQ生成量地百

16、分之几.在富燃料状态下，除SQ外，还有一些其 它S地氧化物，如 S0及其二聚物（S0）2,还有少量一氧化二硫 30.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形式出现.故一般主要生成 S02,计算时可忽略S03.第三章污染气象学基础知识1、影响大气污染地主要气象要素气象要素（因子）：表示大气状态地物理现象和物理量，气象学中统称为.与大气污染关系密切地气象要素主要有：气温、气压、空气湿度（气湿）、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：表示大气温度高低地物理量 .通常指距地面1.5m高处百叶箱中地空气温度.（2） 气压：任一点

17、地气压值等于该地单位面积上地大气柱重量.气压总是随高度地增加而降低地.气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述，即 P=p gA,其积分式一压高公式：In P2 - ln PZ 2 _ Z1RTm（3）空气湿度（气湿）：反映空气中水汽含量和空气潮湿程度地一个物理量（4） 风：风地形成：风主要由于气压地水平分布不均匀而引起地，而气压地水平分布不均是 由温度分布不均造成.风地形成除热力原因外，还有动力原因，自然界地风是由于这两种原因综合作用地结果，但只要有温差存在，空气就不会停止运动.（5）云：形成地基本条件：水蒸汽和使水蒸汽达到饱和凝结地环境 国外云量与我国云量间地关系，国外云量X 1.25

18、=我国云量. 总云量：指所有云遮蔽天空地成数，不论云地层次和高度.（6 ）能见度：在当时地天气条件下 ，视力正常地人能够从天空背景中看到或辨认出目标物地，反映出大气中杂质地多少大气,是影响太阳辐射强弱地最主要.如雨、雪等降水是清除大气最大距离，单位：m,Km.能见度地大小反应了大气地混浊现象 中地雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低（7）太阳高度角：太阳高度角为太阳光线与地平线间地夹角 地因子之一 .ho即太阳高度角，它随时间而变化.（8）降水：降水是指大气中降落至地面地液态或固态水地通称 污染物地重要机制之一2、气温地垂直变化1、大气的绝热过程（1）热力学第一定律即能量守恒定律。的热量¥

19、;等于该物系内能的变化大气中的热力学过程遵循热力学第一定律, 表示加于任一封闭物系（气体）和物系对外所做的功:W，即：.g =.卩：；八:w在无非膨胀功时，其微分表达式为：dQ = C v dT + PdV将状态方程PV RT代入上式，并取dQ=C pdT-RTdPT变形为:dTdQRT dP式中:dQ 加入物系的热量; Cp -cr，贝y上式写成 R 气体常数；Cp 恒压比（2）大气绝热过程实际中大气中的变化是非绝热变化，但计算时我们近似认为是绝热变化（气块在大气中的运动） 原因有三：空气的导热率较小, 很快；气压变化很大。大气的绝热方程： 绝热：AQ =0 ,式变为： 两边积分，得O变化慢

20、；气块大气中运动dT R dP= »T CP P即有:T2因 Cp - Cv = R 又 Cp/Cv = K，对于空气K=1.404于是得大气绝热方程：/ 、口388T2 JP2 Y =5 ：T1 I P1 丿I P1 丿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地温度变化值.（通常取100m ）单位：C /100m.干绝热垂直递减率 卑（干绝热直减率）:干气块（包括未饱和湿空气）在绝热过程中 ，垂 直常取100米），根据计算，得到y约为0.98 C /100m,近似 1C /100m.dTdZ干绝热：气团是未饱和状态，不会有状态地变化，负

21、号“一”表示气块在干绝热上升过程中温度随高度地升高而降低，若不计高度、纬度影响，取g=9.81m/s2,Cp=1004.8J/（KgK ）则Y=0.98K/100m 1K/100m表示干空气在作干绝热上升（或下降）运动时，每升高（或下降）100m，温度降低（或升高）1C .（3）湿空气地绝热变化湿空气团作绝热升降时情况较复杂，在升降过程中若无相变化，其温度直减率和干绝热直减率一样，每升降100m，温度变化1 C ;若有相变化，每升高100m，温度变化小于1C .湿空 气上升达到饱和状态并开始凝结地高度称为凝结高度，在凝结高度以下，其温度变化同干空气一样；在凝结高度以上，温度变化小于干空气地变化

22、值，饱和空气每上升（或下降）单位距离空气地温度变化，称为湿绝热递减率 Ym，约为0.5 C/100m.3、温度层结类型（1） 温度随高度地增加而降低（Z/ t ，正常分布，或递减层结，一般情况是这种规律.（2） 温度梯度等于或近似于1 C/100m，称中性层结.（3） 温度随高度增加而升高（Z/ t /，称为逆温层结.（4）温度不随高度变化,称为等温层结.4、 大气地静力稳定度：指大气垂直运动地气团是加速、抑制，还是无影响地一种热力学性质.大气稳定度影响大气污染物地扩散能力.（1）大气稳定度：是指大气中任一高度上地一空气块在铅直方向上地稳定程度（2） 大气稳定度地分类（3类）：如果一空气块由于

23、某种原因受到外力地作用，产生了上升或者下降地运动，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地趋势,此时大气是稳定地.气块仍然加速上升或下降，此时大气是不稳定地.气块停留在外力消 失时所处地位置，或者做等速运动，这时大气是中性地.讨论：<1>- d -0气块上升时，dZ /,F1-G °_；a . 0，符合不稳定条件；气块下降时，dZ oF 1-G： 0；a :：: 0，符合不稳定条件。二公一d0无论上升、下降均属于不稳定状态。<2>- d <0气块上升，dZ /， F1 _G - 0 " a ： 0 ，稳定状态；F _G &

24、#163;0T a >0气块下降，dZ o，稳定状态。在此状态下，不易扩散。Y=0等温；Y< 0逆温是稳定状态中更稳定的状态。<3>-d =0F1_G =0Ta=0 ，中性状态。对于未饱和空气、干空气，可利用Y _ £=0来判断;1<而对饱和空气而言，用-m = 0来判别,1<一般实验时用此法，但不实用，实际应用中常用另一种方法。用位温梯度判别钓>0, "f > Yd时，气层稳定=()二等龙0, 丫<化时，气层不稳定dTdZ5、逆温：温度随高度地增加而增加，此时塑=0, Y= Yd时，气层中性(1) 跟我们研究污染有关地

25、因素：逆温层地消失时间；逆温层底地高度；逆温层地厚度；逆温地强度(温度随高度地变化情况)不同季节都应掌握上述数据逆温地最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口(2) 逆温形成地过程：形成逆温地过程多种多样，最主要有以下几种：辐射逆温(较常见)； 下沉逆温；锋面逆温；湍流逆温6、辐射逆温由于大气是直接吸收从地面来地辐射能，愈靠近地面地空气受地表地影响越大，所以接近地面地空气层在夜间也随之降温，而上层空气地温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低地逆温层，这种因地面辐射冷却而形成地气温随高度增加而递增现象叫 辐射逆温以冬季最强7、五种典型烟流和大气稳定度(1) 波浪型r > o

26、，r > rd很不稳定(2) 锥型：r > o，r rd中性或稳定(3) 扇型：rv o，rv rd 稳定(4) 屋脊型：大气处于向逆温过渡在排出口上方：r>o，r>rd 不稳定；在排出下方；rvo，r v rd，大气处于稳定状态(5) 熏烟型：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：rv o，r v rd，大气处于稳定状态；曲狂"逐註7&边界层地风和湍流对大气污染地影响.风速越大,湍流越强，污风、湍流是决定污染物在大气中稀释扩散地最直接最本质地因素染物扩散速度越快，污染物浓度越低.风对大气污染物扩散和输送地影响：风对污染物地作用体现为风向和风速两方面地影

27、响（1 ）风向影响污染物地水平迁移扩散方向（2 ）风速地大小决定了大气扩散稀释作用地强弱通常,污染物在大气中地浓度与平均风速成反比 ，风速增大1倍,下风向污染物将减少一半 风向频率是指一定时间内（年或月） ，某风向出现次数占各风向出现总次数地百分率 . 污染系数表示风向、风速综合作用对空气污染物扩散影响程度P越大,某下风向污染越严重风向频率某风向出现次数 各风向的总次数10 0%污染系数风向频率该风向的平均风速9、湍流除在水平方向运动外，还会由上、下、左、右方向地乱运动，风地这种特性和摆动称为大气 湍流.把湍流想象成是由许多湍涡形成地，湍涡地不规则运动而形成它与分子运动极为相似.不同地是，分子

28、地运动以分子为单位，湍流以湍涡为单位，湍涡运动速度比分子运动速度大地多，比分子扩散快105106倍.没有湍流运动，污染物地扩散就成了问题.这是因为无湍流时，污染 物单靠分子扩散，扩散速度很小；有湍流时，由于其靠湍流扩散，运动地方向和大小都极不规则 ， 使流场各部分间强烈混合，混合加快了扩散速度.若只有风无湍流，从烟囱中排出地废气像一 条“烟管”一样几乎保持着同样粗细，吹向下方，很少扩散.形成：近地层大气湍流有两种：热力湍流；机械湍流 热力湍流：主要由于大气地铅直稳定度而引起 ，大气地铅直稳定度是由于气温地垂直分 布决定地. 机械湍流：有动力因子产生，由于大气垂直方向上地风速梯度不同和地面粗糙度

29、不同而 产生.归纳：风速越大，湍流越强，污染物扩散速度越快，污染物浓度越低.风、湍流是决定污染物 在大气中稀释扩散地最直接因素 .10、降水对大气污染地影响降水对大气污染有净化作用，降水地净化作用与降水地强度和持续时间有关.降水越强，降水时间越长，降水后大气污染物浓度越低，保持低浓度地时间越长.11、云量与辐射地昼夜变化一般来说：晴天白天，特别是夏季中午，太阳辐射最强，温度层结递减，处于极不稳定状态； 夜间，黎明前逆温最强，日出与日落前后为转换期，均接近中性层结.云：对辐射起屏障作用，既阻挡白天地太阳辐射，又阻挡夜间地面向上地辐射 .总效果：减 小气温随高度地变化.12、天气形势地影响天气形势

30、指大范围气压分布状况 .一定地天气现象和气象条件都与相应地天气形势联系 起来.所以，天气形势与影响空气污染地气象因素密切相关 ，影响了污染物在大气中地扩散 低压气旋控制区：空气有上升运动 ，云天较多，通常风速较大.强高压反气旋控制区：天气晴朗，风速较小.第四章大气扩散浓度估算1、有效源高烟囱地有效高度 H （烟轴高度，它由烟囱几何高度 Hs和烟流（最大）抬升高度AH组成,即H=Hs+XH）,要得到H,只要求出AH即可.AH:烟囱顶层距烟轴地距离,随x而变化地.（1）烟气抬升：烟气从烟囱排出 ，有风时，大致有四个阶段：a）喷出阶段；b）浮升阶段；c） 瓦解阶段；d）变平阶段：（2 ）烟云抬升地原

31、因有两个：是烟囱出口处地烟流具有一初始动量（使它们继续垂直上 升）;是因烟流温度高于环境温度产生地静浮力这两种动力引起地烟气浮力运动称烟云抬升，烟云抬升有利于降低地面地污染物浓度（3）影响烟云抬升地因素：影响烟云抬升地因素很多，这里只考虑几种重要因素：1 ）烟气本身地因素：a）烟气出口速度（Vs）:决定了烟起初始动力地大小；b）热排放率（Qh）烟囱口排出热量地速率.Qh越高烟云抬升地浮力就越大，大多数烟云抬升模式认为也H 氏 Q P ,其中a =41,常取a为23.C）烟囱几何高度（看法不一）有人认为有 影响：7 -訂S彳3 ；有人认为无影响.2 ）环境大气因素：a）烟囱出口高度处风速越大 ，

32、抬升高度愈低；b）大气稳定度：不稳时 抬升较高；中性时，抬升稍高；稳定时，抬升低.c）大气湍流地影响：大气湍流越强 ，抬升高度 愈低.3）下垫面等因素地影响2、烟云最大抬升高度地经验计算抬升高度地计算公式很多，但由于影响抬升高度地因素很多，所以目前大多数烟羽抬升公 式是凭经验地，且各有其特点（局限性），因此应尽量选择该公式地导出条件和我们地计算条 件相仿地.1）只考虑动力上升的烟羽抬升公式a.勒普公式: =1.5b.史密斯公式:/ >1.4Vs丿2）以热力抬升为主的公式a. 霍兰德（Holland）公式:UsDTs - Ta6s (1.5 2.7 s aD)=(1.5usD 9.79 1

33、0Qh)/u uTs式中：乂-烟气出口流速，m/s;D-烟囱出口处的内径，m；n烟囱出口处的平均风速，m/s;Qh-烟囱的热排放率，KJ/s ；Ts-烟气出口温度，K ；Ta-环境大气平均温度，K，取当地近5年平均值。适用条件：中性大气条件；对于非中性大气条件，进行修正：不稳定大气t增加（10%20%） H;稳定大气t减少（10%20%） H.不适于：计算大型地热排放源或高于100m烟囱地抬升高度.b. 布里吉斯（Briggs）公式适用于不稳定大气条件和中性大气条件地计算式3）我国（GB/T13201-91） “制定地方大气污染物排放标准地技术方法”推荐地抬升公式：（详见书）3、高斯扩散模式地

34、基本形式a.x轴沿平均风向水平延伸，b. y轴在水平面上垂直于 X轴,c. Z轴垂直xy平面向上延伸d. 烟云中心平均路径沿 X轴或平行Y轴移动.高斯模式地有关假定：（1）烟羽地扩散在水平和垂直方向都是正态分布；（2）在扩散地整个空间风速是均匀地、稳定地；（3）污染源排放是连续地、均匀地；（4） 污染物在扩散过程中没有衰减和增生，在x方向,平流作用远大于扩散作用; 在无界情况下地扩散（不存在地面）4、高架连续点源扩散模式（详见书）第五章除尘技术基础1、粉尘粒径（1）投影径：指颗粒在显微镜下观察到地粒径（2）几何当量径：指颗粒地某一几何量（面积、体积等）相同时地球形颗粒地直径（3）物理当量径：取

35、颗粒某一物理量相同时地球形颗粒粒径2、粒径分布（1）个数分布：以粒子地个数所占地比例来表示；1 ）个数频率：为第i间隔地颗粒个数ni与颗粒总个数之比（或百分比），即:f -nifi'-瓦n1二fi = 12）个数筛下累积频率：为小于第i间隔上限粒径地所有颗粒个数与颗粒总个数之比iEn i亠F i 二i或F|八f|I nZ nI 二 03 ）个数频率（密度）p（d p） = dF / dd 函数,即单位粒径间地频率（2）表面积分布：以粒子表面积表示；（3）质量分布：以粒子质量表示1 ）频数分布它是指粒径dp至（dp+ dp之间地粒子质量占粒子群总质量地百分数Am g100%mb2）频度分

36、布f:是A dpg1 %寸粒子质量占粒子群地或单位粒径间隔宽度时地频率分布百分数.4 一 dp Jm3） 筛下累积频率分布 G/%：指小于某一粒径 dp地尘样质量占尘样总质量地百分数.-VI/in- mI ddpqdD= fdpddp反之为筛上累积分布 R: R=1-Gd50、称为质量中位直径（MMD）当G=R=50%时地dp位中位径长度平均（或算术平均）3、平均粒径（1）fidp上(2)表面积平均粒径nid pi 1/2ds珂=xfidpi21/2Z gi/dpi -Z1/2gi /d pi(3)体积平均粒径 Z ni d pi 3 1/3dv可+十也31/311/33 gi /d pi(5

37、)表面积-体积平均粒径Z nidpi3 4dsv =Znidpi27 fid fid pi2、gi/dpi几何平均粒径dg-(d1d2d3dn)1/Ndg4、粉尘地物理性质粉尘地物理性质包括：粉尘密度、安息角与滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电 性和导电性、粘附性及自燃性和爆炸性（1）粉尘地密度，而指粉尘自身所占地真实体积，称之为1）真密度：不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部地空隙 真密度以 表示.，而指粉尘堆积所占地体积称之为堆积2 ）堆积密度：若包括粉尘颗粒之间和颗粒内部地空隙 密度以 表示.称之为空隙率、=（1 一 y p3）粉尘颗粒之间和颗粒内部地空隙地体积与堆积体积之比（2 ）粉尘地安

38、息角和滑动角1 ）安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面地夹角称为粉尘安息角或堆积角 一般为350-550.2） 粉尘滑动角：指自然堆放在光滑平板地粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时平 板地倾斜角，也称为静安息角一般为400-550. 6dsv影响粉尘安息角和滑动角地因素主要有：粉尘粒径、粉尘含水率、颗粒形状、颗粒表面 光滑度及粉尘粘性等粉尘含水率，影响到粉尘地导电性、粘附性、流动性等（5 ）粉尘地润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度地性质称为粉尘地润湿性.L20润湿速度：用液体对试管中粉尘地润湿速度来表示v20 ="

39、20（6 ）粉尘地荷电性和导电性1） 荷电性：粉尘粒子能捕获电离辐射、高压放电或高温产生地离子或电子而荷电，亦能在相互碰撞或与壁面碰撞过程中荷电.Vpd = -2） 导电性：粉尘地导电性用比电阻来表示d j 单位：QcmV通过粉尘层地电压，V; J:通过粉尘层地电流密度，A/cm2 ；:粉尘层地厚度,cm.（7）粉尘地粘附性粉尘颗粒附着在固体表面上，或都颗粒彼此相互附着地现象称为粘附.粘附力：克服附着现象所需要地力（垂直作用于颗粒重心上），亦称为附着强度.粉尘颗粒之间粘附力包括：分子力（范德华力）、毛细力和静电力（库仑力）.根据断裂强度大小分为四类：不粘性粉尘、微粘性粉尘、中等粘性粉尘和强粘性

40、粉尘.（8 ）粉尘地自燃性和爆炸性粉尘自燃是指粉尘在常温存放过程中自燃发热，此热量经长时间地积累，达到该粉尘地燃点而引起燃烧地现象.主要原因是自然发热，而其放热速度较低，使热量不断积累所致.引起粉尘发热地原因有：氧化热、分解热、聚合热、发酵热等可燃物在剧烈氧化作用，在瞬间产生大量地热量和燃烧产物，在空间造成很高地温度和压力，引起爆炸.引起爆炸条件：可燃物与空气或氧构成地可燃混合物达到一定浓度；存在能量 足够地火源.第六章除尘装置机械除尘器机械力除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）地作用使颗粒物与气流分 离地装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器.重力沉降室除尘原理利用含尘气体

41、中地颗粒受重力作用而自然沉降地原理.含尘气流进入沉降室后，引流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降.层流模式重力沉降室地计算（1）沉降时间计算重力沉降室是通过重力从气流中分离尘粒的。其结构如图6-1所示。尘粒地沉降速度为Vt，沉降室地长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为Vt地尘粒在沉降室全部去除，气流在沉降室内地停留时间 t （错误！未找到引用源。）应大于或等于尘粒 从顶部沉降到灰斗地时间（ 错误！未找到引用源。），即错误！未找到引用源。（2）最小沉降粒径计算y _、即Hit _ . 1 嗣0 耳萤"1 PpgL _gpFLW(3) 重力沉降室

42、除尘效率uLuLW” - - 1 M Q多层重力沉降室分级除尘效率usLW(n + V)重力沉降室实际性能：只能作为气体地初级净化，除去最大和最重地颗粒，沉降室地除尘效 率约为40-70%;仅用于分离dp>50 nm地尘粒优点：结构简单、投资少、易维护管理、压损 小缺点：占地面积大、除尘效率低惯性除尘器惯性除尘器除尘机理为了改善沉降室地除尘效果，往往在沉降室内设置各种形式地档板，使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒地惯性力作用，使粉尘粒与气流分离惯性除尘器地应用：惯性除尘器地除尘效率，与气流速度越大、气流方向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大一般适

43、合于净化密度大和粒径大地金属或矿 物性粉尘除尘对于粘性较强或纤维性粉尘一般不适合 惯性除尘一般效率不高，因此，一般只适合于多级除尘中地第一级除尘捕集粒径一般在10-20卩m以上地粗尘压力损失一般为 100-1000pa.旋风除尘器机理：是利用旋转气流产生地离心力使尘粒从气流中分离地，用来分离粒径大于 5-10卩m以上地地颗粒物旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大,可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物优点：效率80%左右，捕集<5卩m颗粒地效率不高，一般作预除尘用影响效率地因素1、工作条件(1) 进口速度：V=

44、1225m/s.(2) 除尘器地结构尺寸(比例尺寸、筒体直径等)2 .流体性质1. 谭尢尹咏尘不 曰迹竟雪大. 敢叩神"jh-2 益雷屋增大$闻口：KB1大.；醫屋 髙咸： 血大苜只会4亚败率询3粉 *命彳呈二 歯才拦艮村彳至的三次 Kr成正归匕. 问心才？蹴笫"孑至曲眇：右股正巨匕. tuflr1前嫌救申 删i 04 f55%T1 =：90% p 5O*feO咤垂停im啓t恵苗m奇严=叱i注.4、二次效应电除尘器机理：电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离地过程中，使尘粒荷电，并在电场力地作用下使尘粒沉积在集尘极上，使尘粒子从含尘气体中分离出来地装置电除尘与一切机械方法

45、地区别在于分离力直接作用在尘粒子上，使粒子与气体分离地力而不是作用在整个粉尘气体上电除尘地性能特点1、分离地作用力直接施之于粒子本身；32、能耗最低，气流阻力最小；处理 1000m /h地气体，耗电度， P=200500Pa.3、能回收宽范围粒子（1卩m以上地）4、除尘效率高，一般在95-99%.处理气量大105-106m3/h，5、 实用范围广，可在高温和强腐蚀性工况下工作.电除尘地性能缺点除尘器地主要缺点是设备庞大，消耗钢材多，初投资大，要求安装和运行管理技术较高，故目 前我国电除尘地应用还不太普遍.电除尘地工作原理两电极间加一电压.一对电极地电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流

46、） 高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上地电荷互相作用地电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层.当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将沉集地粉尘层清除掉落入灰斗中 电除尘过程：（1）气体电离；（2）粉尘荷电；（3）粉尘沉集；（4）清灰.电晕放电在电晕中产生离子地主要机制是由于气体中地自由电子从电场中获得能量，和气体分子激烈碰撞，是电子脱离气体分子，结果产生带阳电荷地气体离子并增加了自由电子，这种现象称为电离.在曲率很大地表面（如一尖端或一根细线）和

47、一根管子或一块板之间有电位差，则能形成非均匀电场而产生电晕放电.电除尘中所采用地单极性电晕是在放电电极和收尘电极间形成 地稳定地自发发生地气体放电，电离过程局限在放电电极邻近地强电场中地辉光区或邻近辉光区地地方.影响电晕特性地因素1、电极地形状、电极间距离；2、粉尘地浓度、粒度、比电阻；3、气体组成地影响；4、温度和压力地影响.增加电压一电流特性方法改变电荷载体地有效迁移率，从而改变电压一电流特性.1、温度，场强不变，减小气体密度；2、气体密度，场强不变，提高温度；3、温度，气体密度不变，增大场强.粉尘荷电电除尘过程地基本要求就是：相同条件下荷电速度快，荷电量大粒子荷电种类1、 离子在电场力作

48、用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电；2、 气体吸附电子而成为负气体离子，由离子地扩散而使粒子荷电，称为扩散荷电；3、场电荷和扩散电荷地综合作用影响荷电时间地因素1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短；2、不规则电场影响；由于是经整流地不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断 粉尘上地电荷过剩 增长了荷电时间，降低了除尘效率荷电粉尘地迁移和收集一、驱进速度在电场中粉尘的运动主要受静电力和空气动力支配。静电力 F,二qEpEp粒子所处位置的集尘电场强度，V/m空气动力主要是由于粉尘和气体之间的相对运动所引起的阻力按斯托克斯公式计算：F2 =3>d 二力相等时，即F

49、i=F2时，尘粒就达到一个极限速度或终末速度:qE p2一（注：t>10 s）;称为尘粒的驱进速度。3dp二、粒子地捕集效率影响粉尘捕集地理论因素1、有效驱进速度2、粉尘粒径dp3、 气流速度;板式电除尘器地气流速度为湿式除尘器湿式除尘是利用洗涤液来捕集粉尘，利用粉尘与液滴地碰撞及其它作用来使气体净化地方法特点（优点）：1、不仅可以除去粉尘，还可净化气体；2、效率较高，可去除地粉尘粒径较小；3、体积小，占地面积小；4、能处理高温、高湿地气流.缺点：1、有泥渣；2、防冻设备（冬天）；3、易腐蚀设备；4、动力消耗大. 湿式除尘机理湿式除尘机理涉及各种机理中地一种或几种主要是惯性碰撞、扩散效应

50、、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚等作用1、惯性碰撞惯性碰撞是湿式除尘地一个主要机理现讨论尘粒、液滴和气流性质对碰撞地影响问题为简化起见，现考虑下述模型：含尘气流在运动过程中同液滴相遇，在液滴前xd处气流开始改变方向，绕过液滴运动，而惯性较大地尘粒有继续保持其原来直线运动地趋势尘粒运动主要 受两个力支配，即其本身地惯性力以及周围气体对它地阻力碰撞参数受到多种因素地影响,在上述简化模型地前提下,现以液滴直径dD代替xd（液滴 直径dD大，流线拐弯处地距离越大，xd越大）并用惯性碰撞数 Ni来表示碰撞参数$地大小.将 xs与dD（液滴直径）地比值称为碰撞数 Ni.尘粒与液滴间地碰撞率，即尘粒从气流中除

51、去地效率 与此碰撞数有关.2、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移若气流中含有饱和蒸汽，当其与较冷液滴接触时，饱和蒸汽会在较冷地液滴表面上凝结，形成一个向液滴运动地附加气流，这就是所谓地热漂移和扩散漂移，这种气流促使较小尘粒向液 滴移动，并沉积在液滴表面而被捕集 .3、热泳在气体介质中，如果有温度梯度存在，微粒就会受到由热侧指向冷侧地力地作用，这种力是粒子热侧和冷侧之间地分子碰撞差异而产生地结果.热区介质分子运动剧烈，单位时间碰撞微粒地次数较多，而冷区介质分子碰撞微粒次数较少，两侧分子碰撞次数和能量传递地差异，就会使微粒产生由高温区向低温区地运动.这一现象称为热泳或温差泳 .4、凝聚作用排烟中常含

52、有水蒸汽、气态有机物等.随着温度降低，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面 使尘粒彼此凝聚成较大地二次粒子，易于被液滴捕集.5、静电文丘里除尘器：（可除去1卩m以下地尘粒）由收缩管、喉管、扩散管组成 .水从喉管周边均 匀分布地若干小孔进入，在被通过这里地高速含尘气流撞击成雾状液滴 ，气体中地尘粒与液滴 凝聚成较大颗粒随气流进入旋风器和气体分离 .在旋风分离器中，含尘地水滴与气流分离.袋式除尘是利用棉、毛或人造纤维等加工地滤布捕集尘粒地过程 袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单. 缺点：1、受滤布地耐温、耐腐等操作性能地限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强地尘粒.

53、袋式除尘地原理除尘过程当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后地气体从出口排除.经过一段时间，启 开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗.除尘机理1、 筛过作用：当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上地尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来.2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前 进，撞击到纤维上即会被捕集.3、 扩散和静电作用：小于1微米地尘粒，在气体分子地掩击下脱离流线 ，象气体分子一样作布 朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种现象称为扩散作用.4、 重力沉降：当缓慢运动地含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大地尘粒，可能因重力作用自 然沉降下来.袋式除尘器地性能 气布比：袋式除尘器地过滤速度系指处理地烟气流量与滤布总面积之比V = A式中：Vf0A过滤速度（m/min）;Q处理地烟气流量（m3/h）； Af有效滤布总面积（m2）. 防尘效率：T7 = 1 - 匚戸竈 + <0*1 -+ 忧p.=工 X 10Tejtp E12 "ZCl.一 eJfcDJF/ > 3= 3* 6 X io * x K z * -F O ,094旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转气流产生地离心力使尘粒从气流中分离地，一般用来分离粒径大于5 m地尘粒.特点：结构简单、占地面