环境工程概论大工第3章大气污染与治理课件

1、3 大气污染与治理【学习指南】了解：大气圈的构成及大气组成、大气污染的危害、大气污染的状况，室内空气污染。熟悉：大气污染的形成、大气污染的含义、大气污染源的分类。掌握：颗粒和常见气体污染物的治理原理和方法，掌握室内环境污染治理方案。2022/7/2513 大气污染与治理3.1大气污染3.2大气污染的治理2022/7/2523.1 大气污染3.1.1大气结构3.1.2大气污染2022/7/2533.1.1大气结构1.大气圈 我们把覆盖在地球表面并随地球引力而旋转的大气层叫做大气圈。 通常把10001400公里以下的大气层作为大气圈的厚度。大气结构是指大气在垂直方向和水平方向上气象要素分布不均匀性

2、的状况，在垂直方向上，根据温度、成分、电荷等物理性质，同时考虑大气垂直方向上温度和垂直运动的特征，大气圈分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层。2022/7/2542022/7/2552. 大气的组成 大气是由多种气体组成的混合气体，就其组成可以分为恒定的、可变的和不定的三种组分。恒定的组分主要是指大气中的氮、氧、氩（其中氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%）及微量的氦、氖、氪、氙、氡等稀有气体。 恒定组分: N2、O2、Ar 可变组分: CO2、H2O 不定组分: H2S、SOx、NOx 2022/7/2561.大气污染的概念 由于自然或人为的原因，导致空气中有害物质的浓度超过一

3、定限度，维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长，以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象，称为大气污染。 除火山爆发、森林火灾、海水蒸发、植物花粉传播等自然原因外，人类活动如工业生产、生活燃烧、各种交通工具排放的烟、粉尘、废气等，还有现代化战争，都会引起大气污染。3.1.2大气污染2022/7/257 2.大气污染源 大气污染源系大气污染物的发生源。有自然污染源和人为污染源。自然源主要有风吹扬尘、森林火灾、火山爆发等产生的气体与尘粒，人为源是形成空气污染问题，是由人们的生产和生活过程产生的。 一般分成工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等。2022/7/258

4、（1）颗粒污染物 1）尘粒2）粉尘3）烟尘4）雾尘5）煤尘（2）气态污染物 1）含硫化合物 2）含氮化合物3）碳氧化合物 4）碳氢化合物 5）卤素化合物（3）二次污染物 1）伦敦型烟雾2）洛杉矶型烟雾 3）工业型光化学烟雾 。（4）工业和交通废气3.大气污染物2022/7/2592022/7/2510伦敦烟雾事件洛杉叽光化学烟雾2022/7/2511（1）对生物的危害 对人体的危害 急性中毒、慢性中毒、致癌三种。 对动植物的危害 一是使生物中毒或枯竭死亡，二是减缓生物的正常发育，三是降低生物对病虫害的抗御能力。（2）对环境的危害 大气污染对环境的影响主要指温室效应、臭氧层破坏、酸雨等。 温室效

5、应：据估计，如果气温上升1，海平面要升高10厘米，而全球3/4的大城市和占40%的人口都集中在离海岸不过60千米以内的地区。 臭氧层破坏、酸雨蔓延4.大气污染的危害2022/7/2512大气污染对植物和材料的危害2022/7/25133.2大气污染的治理3.2.1大气污染的治理方法3.2.2颗粒污染物治理3.2.3气体污染物的治理3.2.4室内空气污染的治理3.2.5大气污染治理实例2022/7/25141.大气污染的治理原则“以防为主，防治结合” （1）合理规划工业布局，加强防治大气污染治理的科学研究，采取防治大气污染的措施，保护和改善大气环境。（2）任何单位和个人都有保护大气环境的义务，并

6、有权对污染大气环境的单位和个人进行检举和控告，由各级人民政府奖励成绩显著的单位和个人。3.2.1 大气污染的治理方法2022/7/2515（3）新建、扩建、改建向大气排放污染物的项目，必须遵守国家有关建设项目环境保护管理的规定。建设项目的环境影响报告书，必须对建设项目可能产生的大气污染和对生态环境影响作出评价，规定防治措施，并按照规定的程序报环境保护行政主管部门审查批准。建设项目投入生产或者使用之前，其大气污染防治设施必须经过环境保护行政主管部门验收，达不到国家有关建设项目环境保护管理规定的要求的建设项目，不得投入生产或者使用。2022/7/2516（4）国家实行按照向大气排放污染物的种类和数

7、量征收排污费的制度，根据加强大气污染防治的要求和国家的经济、技术条件合理制定排污费的征收标准。（5）在国务院和省、自治区、直辖市人民政府划定的风景名胜区、自然保护区、文物保护单位附近地区和其他需要特别保护的区域内，不得建设污染环境的工业生产设施；建设其他设施，其污染物排放不得超过规定的排放标准。2022/7/25172.大气污染的治理措施（1）能源的利用效率 （2）能源的开发 （3）绿化造林 （4）工业污染源控制 （5）集中供热与热电联用 2022/7/25183.2.2颗粒物污染物的治理1.颗粒的性质（1）粉尘的密度 （2）粉尘的比表面 （3）粉尘的润湿性 （4）粉尘的安息角与滑动角 （5）

8、粉尘的粘附性 （6）粉尘的磨损性 （7）粉尘的荷电性和导电性 （8）粉尘的爆炸性 （9）粉尘的形状 2022/7/25192.颗粒的治理方法 颗粒污染物控制技术就是从废气中将颗粒污染物分离出来并加以捕集、回收的技术，即除尘技术。从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置，或除尘器。根据除尘机理，常用的除尘装置可分机械式除尘器、洗涤式除尘器、过滤式除尘器和电除尘器等几种类型。2022/7/2520 按机制分类 (1)机械式除尘器(2)过滤式除尘器(3)湿式除尘器(4)静电除尘器 按是否用液体分类 (1)湿式除尘器(2)干式除尘器 按除尘效率高低分类 (1)高效除尘器 (2)中效除尘器 (

9、3)低效除尘器 除尘设备简介2022/7/2521机械式除尘器 惯性除尘器 2022/7/2522机械式除尘器旋风除尘器 2022/7/2523湿式除尘器 （a）重力喷雾除尘器；（b）旋风水膜除尘器；（c）诸水式冲击水浴除尘器；（d）板式塔除尘器；（e）填料塔除尘器；（f）文丘里除尘器；（g）机械除尘器2022/7/25243.2.3气态污染物的治理1.气态污染物的治理原理 气体污染物种类繁多，依据这些物质不同的化学性质和物理性质，需采用不同的技术方法进行处理。气体污染物的常用治理方法包括吸收法、吸附法、催化转化法、燃烧法、冷凝法等。2.常见污染物的治理 （1）SO2 （2）NOx （3）汽车

10、尾气2022/7/2525 气态酸性氧化物(同碱、盐反应) （1）原理 SO2 中间价态 溶于水 （2）方法 1）干法 优点：排烟温度高,易扩散. 缺点：效率低,设备庞大. 活性炭吸附法 催化氧化法 SO22022/7/25262）湿法 优点：方法简单,流程短,建设费用省 缺点：温度低,湿度大,烟气上升高度低,难扩散. 氨法：2NH3.H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O(工艺成熟,简单操作方便,重点掌握) 回收(NH4)2SO4： (NH4)2SO3+(1/2)O2 (NH4)2SO4 回收石膏： (NH4)2SO4+Ca(OH)2 CaSO4.2H2O+2NH3 回收硫磺： (NH4)

11、2SO3 2NH3+SO2 + H2O SO2 + H2S 3S + 2H2O2022/7/2527（2）方法 2）湿法钙法 Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O CaSO3 + SO2 + H2O Ca(HSO3)2回收石膏：CaSO3 + (1/2)O2 + 2H2O CaSO4.2H2O Ca(HSO3)2 + NO + H2O CaSO4.2H2O +(1/2)N2 2Ca(HSO3)2 + NO2 + 2H2O 2CaSO4.2H2O +(1/2)N2 + 2SO2 (此法同时除去NOx)碱法(钠法) NaOH 镁法 MgxMnOy 和MgO Grillo法 MgxMn

12、Oy 副产物H2SO4浓度可达98%. Chemical法(MgO)2022/7/2528 活性炭吸附SO2工艺流程 1-喷管；2-复档脱水器；3-澄清池；4-风机；5-吸附塔；6-中间酸箱； 7-酸洗泵；8-放空管；9-半成品酸箱；10-酸槽2022/7/2529 NOx为气态酸性氧化物 （1）原理 中间价态,有氧化还原性,氧化性为主 NO难溶于水,常需变成NO2 （2）方法 碱液吸收 NaOH、Na2CO3、NH3水 NO + NO2+2MOH2MNO3+H2O 吸收法 2MOH + 2NO2 MNO2 + MNO3 + H2O 熔融盐吸收 浓硫酸吸收 活性炭吸附法 丝光沸石分子筛NOx2

13、022/7/25302022/7/2531（2）方法 非选择性催化还原法 定义：在催化剂的作用下,还原剂不加选择地与废气中的NOx与O2同时发生反应. 温度：400500C 催化剂：Pt、Cu、Co、Ni、Cr、Mn等的氧化物 主要反应：CH4 + 4NO CO2 + 2H2O + 2N2 CH4 + 4NO2 4NO + CO2 + 2H2O 选择性催化还原法 定义：在催化剂作用下,还原剂只选择性地与废气中的NOx发生反应. 还原剂气体：NH3、H2S、 Cl2 - NH3等. 主要反应： 2NO + Cl2 2NOCl 2NOCl + 2NH3 NH4Cl + H2O + N2 NOx2022/7/25323.2.4室内空气污染的治理1.室内空气污染 室内空气污染是指由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳而导致室内空气中有害物质无论是从数量上还是种类上的不断增加，并引起人的一系列不适症状。 室内空气污染物主要有甲醛、苯、氨及其同系物、氡及其他放射性物质、总挥发性有机化合物(TVOC) 等。2022/7/25332.室内空气污染的治理（1）环境污染治理立法 （2）使用最新空气净化技术 （3）合理布局及分配室内外的污染源 （4）加强室内通风换气的次数 （5）植物消除法2022/7/25343.2.5大气污