第三章 大气污染与防治下

第三章大气污染与防治下第1页，课件共55页，创作于2023年2月第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治第2页，课件共55页，创作于2023年2月第四节全球性大气环境问题一、全球变暖与防治对策1、近百年来的全球气候变化现状与趋势（1）全球气温上升趋势明显，平均大约上升0.6摄氏度；（2）全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替的波动第3页，课件共55页，创作于2023年2月第4页，课件共55页，创作于2023年2月2、温室效应与温室气体（1）什么是“温室效应”?所谓“温室”即指“暖房”，屋顶和四周是玻璃或透明塑料薄膜建成，由于玻璃和透明塑料薄膜可以使太阳光(短波辐射)射入室内，但室内向外的辐射(长波辐射)却不易透过玻璃或薄膜外逸，使室内温度提高，起到防寒升温、在寒冷季节也能栽种喜温作物的作用。大气中的温室气体所起的作用与玻璃温室相同，它不影响太阳光照射到地面，但却可以吸收地面向外的红外(长波)辐射，使低层大气变暖，于是人们便把这种作用称为“温室效应”。

第5页，课件共55页，创作于2023年2月（2）温室气体（a）概念当在大气中的浓度增加时，会加剧“温室效应”，引起地区表面和大气层下沿温度升高的气体。（b）种类二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟利昂（CFC11）、一氧化二氮（N2O）等。二氧化碳起55％的作用，甲烷和氟利昂起20％的作用。第6页，课件共55页，创作于2023年2月3、全球变暖对人类的影响（1）海平面上升——沿海地区的海岸线变化；岛国及沿海城市经济发展受阻；图瓦卢2009年10月17日马尔代夫水下会议第7页，课件共55页，创作于2023年2月3、全球变暖对人类的影响（2）气候变化——温度带北移和降水带的移动；（3）对生物多样化产生影响；（4）农业不稳定性增大；（5）传染性疾病分布范围扩大；（6）改变水资源的分布第8页，课件共55页，创作于2023年2月4、控制全球变暖的综合对策（1）调整能源战略

——提高能源利用率和向清洁能源转化；（2）绿化对策；（3）控制人口，提供粮产，限制毁林；（4）加强环境意识教育，促进全球合作；（5）发达国家应负主要责任。第9页，课件共55页，创作于2023年2月二、臭氧层破坏与防治对策1、臭氧层破坏的机理（1）臭氧的自然平衡过程式中M为反应第三体，一般是氮分子或氧分子。第10页，课件共55页，创作于2023年2月（2）当有活性催化物质存在时式中Y为活性催化物，在反应中并不消耗，有些物质可在平流层中存在数年，所以一个Y自由基可以破坏数万或数十万个臭氧分子。Y物种包括三大家族：奇氢家族HOx、奇氮家族NOx和奇卤家族XOx。第11页，课件共55页，创作于2023年2月（3）氯氟烃（CFC）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因

CFC的化学稳定性好，在对流层不易分解而进入平流层。到达平流层CFC受到短波紫外线的照射，分解为Cl自由基，参与臭氧的消耗。常用的CFC中CFC-11(CFCl3）和CFC-12(CF2Cl2）的寿命大约为50年和110年，有的CFC的寿命可达数千年。第12页，课件共55页，创作于2023年2月2、臭氧层的变化对人类的影响（1）对人类健康的影响

——增加皮肤癌和白内障的发病率；（2）对植物的影响

——使农作物减产；（3）对水生系统的影响

——减少浮游生物的产量；（4）对城市大气质量和建筑材料的影响

——易发生光化学反应、产生光化学烟雾；加速建筑材料的老化。第13页，课件共55页，创作于2023年2月3、应对措施（1）提高利用效率，降低操作损失；（2）回收和再循环；（3）改进CFC产品；（4）非CFC产品的替代品。第14页，课件共55页，创作于2023年2月三、酸雨与防治措施1、酸雨(acidrain)概念pH低于5.6的降水，包括雨、雪、霜、雾雹与露等各种降水形式。第15页，课件共55页，创作于2023年2月2、世界酸雨分布北美、西欧、北欧和我国西南地区第16页，课件共55页，创作于2023年2月3、中国酸雨分布两控区（酸雨控制区和二氧化硫控制区）包括175个地级以上城市和地区，总面积109万km2，其中酸雨控制区为80万km2；二氧化硫控制区为29万km2；两控区内总人口占全国人口的39％，国内生产总值占全国的67％。包括四个直辖市、21个省会城市、4个经济特区、11个沿海开放城市。第17页，课件共55页，创作于2023年2月第18页，课件共55页，创作于2023年2月4、酸雨的来源（1）天然排放的硫化合物和氮化合物；非生物源，如：海浪溅沫、火山喷发等；生物源，如：细菌分解有机物。（2）人为排放的硫化合物和氮化合物化石燃料的燃烧产生的SO2和NOx排放是产生酸雨的根本原因。第19页，课件共55页，创作于2023年2月第20页，课件共55页，创作于2023年2月第21页，课件共55页，创作于2023年2月第22页，课件共55页，创作于2023年2月5、酸雨的形成（1）SO2的氧化途径途径一（催化氧化）：途径二（光化学氧化）：第23页，课件共55页，创作于2023年2月第24页，课件共55页，创作于2023年2月（2）NOx的氧化途径（a）NO的氧化途径途径一（NO氧化成NO2）：途径二（NO氧化成HONO和HNO3）第25页，课件共55页，创作于2023年2月（b）NO2的氧化途径第26页，课件共55页，创作于2023年2月3、酸雨的危害（1）对水生生态系统的影响（a）使水体pH值降低，导致鱼类死亡；（b）浸渍了土壤，侵蚀了矿物，使Al等金属元素进入水体；（c）由于磷酸盐与Al等金属化合，使磷酸盐营养价值降低，影响水生生物的初级生产力。第27页，课件共55页，创作于2023年2月3、酸雨的危害（2）对陆生生态系统的影响

——导致森林大面积死亡（3）对农作物的影响（4）对各种材料的侵蚀作用（5）间接影响人体健康。第28页，课件共55页，创作于2023年2月4、防治措施（1）使用低硫燃料或改进燃烧装置；（2）烟气脱硫脱氮；（3）控制汽车尾气排放第29页，课件共55页，创作于2023年2月第五节大气污染综合防治第30页，课件共55页，创作于2023年2月

一、大气污染的治理

（一）烟气治理的基本流程第31页，课件共55页，创作于2023年2月（二）烟气中颗粒物的消除1、除尘器分类（1）机械力除尘器：包括重力沉降室；惯性沉降室和旋风除尘器；（2）过滤式除尘器：包括袋式除尘器和颗粒层除尘器；（3）静电除尘器：包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器；（4）湿式除尘器：包括喷雾塔、填料塔、文丘里洗涤器等。第32页，课件共55页，创作于2023年2月2、重力沉降室第33页，课件共55页，创作于2023年2月（1）除尘原理：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。（2）重力沉降室的性能与特点（a）结构简单、造价低、耗能小、便于维护管理；（b）可以处理高温气体，处理最高温度一般为350－550℃；（c）阻力一般为50－130Pa；（d）体积大，除尘效率较低，一般为80－90％，只能去除粒径大于40－50μm的颗粒。（3）重力沉降室的分类水平气流沉降室和竖直气流沉降室两种。第34页，课件共55页，创作于2023年2月3、旋风除尘器第35页，课件共55页，创作于2023年2月（1）除尘机理：使含尘气体作旋转运动，利用离心力作用将尘粒从气流中分离并被捕集。（2）性能与特点（a）结构简单、造价低、便于维护管理；（b）除尘效率一般为85％左右，高效旋风除尘器效率可达90％。（c）只能去除粒径大于10微米的颗粒，对于粒径小于5微米的颗粒没有去除能力。第36页，课件共55页，创作于2023年2月4、袋式除尘器第37页，课件共55页，创作于2023年2月5、电除尘器第38页，课件共55页，创作于2023年2月（1）除尘机理：利用静电力将固体或液体颗粒从气流中分离并被捕集。（2）电除尘器的性能与特点优点：（a）除尘效率高（可达99％）；（b）能耗低（0.2－0.8kWh/1000m3烟气）；（c）阻力小（100－300Pa）；（d）耐高温（350℃）；（e）处理烟气量大（105－106m3/h）；（f）可以处理0.1μm的颗粒。缺点：（a）一次性投资大、占地面积大；（b）除尘效率受颗粒比、电阻等物理性质限制；（c）不适用直接处理高浓度含尘气流。第39页，课件共55页，创作于2023年2月6、湿式除尘器第40页，课件共55页，创作于2023年2月（1）除尘机理：用水或其它液体与含尘废气相互接触，从而实现分离和捕集尘粒和吸收有害气体。（2）湿式除尘器的性能与特点优点：（a）耗能相同的情况下，除尘效率比干式除尘器的效率高；（b）可以处理高温、高湿、高比电阻、易燃易爆的含尘气体；（c）除尘的同时，可以去除有害气体污染物。缺点：（a）沉渣需处理，否则易造成二次污染；（b）用水量大；（c）净化含腐蚀性气态污染物时，洗涤水具有腐蚀性；（d）能耗较大。（3）湿式除尘器的分类（a）重力喷雾除尘器；（b）旋风水膜除尘器；（c）贮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）机械动力洗涤除尘器。第41页，课件共55页，创作于2023年2月（三）烟气脱硫1、湿法烟气脱硫技术目前世界上已开发的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰石(石灰)—石膏洗涤法、氨吸收法、钠碱法、钙碱法等。据国际能源机构煤炭研究组织统计，湿法脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%，其中石灰石法占36.7%，其他湿法脱硫技术约占48.3%。这些装置中，用于燃煤含硫量小于1%的装置占23%，用于燃煤含硫量1%～2%的占28%，用于燃煤含硫量大于2%的占48%。以湿法烟气脱硫为主的国家有日本（98%）、美国(92%)、德国(90%)等。第42页，课件共55页，创作于2023年2月氨吸收法烟气脱硫工艺原理：用亚硫酸铵水溶液作为吸收二氧化硫的吸收剂，生成亚硫酸氢铵NH4SO3+SO2=NH4HSO3第43页，课件共55页，创作于2023年2月①氨——酸法H2SO4+2NH4HSO3=(NH4)2SO4+2SO2+2H20HNO3+NH4HSO3=NH4NO3+SO2+H20氨吸收法烟气脱硫工艺第44页，课件共55页，创作于2023年2月氨吸收法烟气脱硫工艺②氨——亚氨法NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO3NH4HCO3+NH4HSO3=(NH4)2SO3+CO2+H20第45页，课件共55页，创作于2023年2月氨吸收法烟气脱硫工艺③氨——硫氨法NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO32(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4第46页，课件共55页，创作于2023年2月钠碱法烟气脱硫工艺原理：用氢氧化钠或碳酸钠水溶液作为吸收二氧化硫的吸收剂，生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合液。2NaOH+SO2=Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2=Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3第47页，课件共55页，创作于2023年2月钠碱法烟气脱硫工艺①亚硫酸钠法NaHSO3+2NaOH=Na2SO3+H2O第48页，课件共55页，创作于2023年2月钠碱法烟气脱硫工艺②亚硫酸钠循环法或威尔曼洛德钠法2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O△第49页，课件共55页，创作于2023年2月2、干法烟气脱硫技术①活性炭吸附法②催化氧化法第50页，课件共55页，创作于2023年2月（四）烟气脱硝1、吸收法利用吸收剂对NOX吸收的一种治理技术，常用的吸收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等第51页，课件共55页，创作于2023年2月（四）烟气脱硝2、吸附法利用吸附剂对NOX吸收的一种治理技术，常用的吸