大气污染控制工程课件

1大气污染控制工程

2

大气污染定义及其分类

大气污染的影响

大气污染防治法规与标准体系

中国的大气污染综合防治

学习要求

明确大气污染控制工程的学习对象、内容和目的

了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及主要大气污染物了解大气污染控制方面的法规和标准体系建立大气污染综合防治的概念内容简介第一章绪论3一、大气污染及其分类1.

大气圈及大气组成45没有受污染影响的大气由三部分组成：干燥清洁的空气、水汽和悬浮微粒。干燥清洁空气主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等。62.大气污染的定义AirPollutionmaybedefinedasanyatmosphericconditioninwhichsubstancesarepresentatconcentrationshighenoughabovetheirnormalambientlevelstoproduceameasurableeffectonman,animals,vegetation,ormaterials.大气污染指由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中，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。

73.空气污染系统（AirPollutionSystems）

8

Emissionsources

Sourcecontrol

Atmosphere

Receptors

Receptors

HumansAnimalsPlantsMaterialsresponseAutomaticcontrolLegislativeaction

EmissionsourcesAtmosphere

Receptors

pollutantsmixedandchemicaltransformation

大气污染与受体之间的关系9按照大气污染的范围来分，大致可分为四类：(1)局限于小范围的大气污染；(2)涉及一个地区的大气污染；(3)涉及更广泛地区的广域污染；(4)必须从全球范围考虑的国际性污染。10大气污染的研究内容

SourcesofairpollutantsControlmethodsAtmosphericbehaviorofairpollutantsEffectsofairpollutantsLegislativeandregulatorymeasures114.排放源:TransportationElectricpowergenerationIndustrialprocessesIndustrialanddomesticfuelburningRefuseburningEtc.12SourcesofairpollutioninAsiaaremany:powergeneration,industry,traffic,homecooking,andbiomassburningSource:DavidStreets.EnergyUse,Emissions,andAirPollutioninAsia135.一次大气污染物:SourcesofPrimaryAirPollutantsPollutantSourcesCarbonmonoxideIncompleteburningoffossilfuels,TobaccosmokeHydrocarbonsIncompleteburningoffossilfuels,TobaccoburningParticulatesChemicals,Burningfossilfuels,Farmingoperations,Industrialwastes,BuildingdemolitionSulfurdioxideBurningfossilfuels,SmeltingoreNitrogencompoundsBurningfossilfuels14Particulates(1)粉尘(dust)：1-200um(2)烟(fume)：0.01-1um左右(3)飞灰(flyash)：(4)黑烟(smoke)：(5)雾(fog)：156.光化学烟雾:Secondaryairpollutantsarecompoundsthatresultsfromtheinteractionofvariousprimaryairpollutants.Photochemicalsmogisamixtureofpollutantsresultingfromtheinteractionofnitrogenoxidesandhydrocarbonswithultravioletlight.Thetwomostdestructivecomponentsofphotochemicalsmogareozone(O3)andPAN(过氧乙酰硝酸酯).16光化学烟雾形成过程17光化学烟雾实例187.酸沉降:AcidDepositionistheaccumulationofpotentialacid-formingparticlesonasurface.Acidsresultfromnaturalcausesandfromhumanactivities.Theacid-formingreactantsareclassifiedaswetordry.19Moleculesfromnaturalsources,powerplants,andinternalcombustionenginesreacttoproducethechemicalsthatarethesourceofaciddeposition20酸雨的危害水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡引起树木的大量不正常死亡严重腐蚀建筑物21中国酸雨的分布变化全球平均气温的变化大气中二氧化碳含量的变化全球变暖产生的影响TheIPCC(IntergovernmentalpanelonClimateChange)hasreachedseveralimportantconclusions:Thereisastrongcorrelationbetweentheincreaseintemperatureandtheamountofgreenhousegasespresentintheatmosphere.Humanactivitygreatlyincreasestheamountsofthesegreenhousegases.9.臭氧层破坏:Ozoneabsorbsultravioletlightandissplitintoanoxygenmoleculeandanoxygenatom:Oxygenmoleculeisalsosplitbyultravioletlighttoformoxygenatoms:Recombinationofoxygenatomsandoxygenmoleculesallowozonetobeformedagainandtobeavailabletoabsorbmoreultravioletlight:Thisseriesofreactionsresultsintheabsorptionof99%oftheultravioletlightenergycomingfromthesun.Chlorofluorocarbons(CFCs)arestronglyimplicatedintheozonereductionintheupatmosphere.Thesereactionsbothdestroyozone.1979－1986年TOMS测得的总臭氧全球平均值注：Dobson单位－将0°C，标准海平面压力下，10－5m厚的臭氧

定义为一个Dobson单位1979－1986年总臭氧纬向平均值的趋势10.室内空气污染吸烟的危害11.中国城市的大气污染概况1999年全国重点城市主要大气污染物分布二、大气污染的影响1.对人体健康的影响CO对人体健康的影响CO（10-6）对人体健康的影响5－10对呼吸道患者有影响30人滞留8h，视力及神经机能出现障碍40人滞留8h，出现气喘1201h接触，中毒，血液中CO—Hb>10%2502h接触，头疼，血液中CO—Hb=40%5002h接触，剧烈心痛，眼花，虚脱300030min即死亡NO2对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响1闻到臭味5闻到强臭味10—1510min眼、鼻受到刺激501min内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心100—150在30—60min内死亡250很快死亡臭氧对人体健康的影响注：部分人群接触臭氧后肺功能下降突发性严重大气污染事故1952年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性2.对植物的伤害注：二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean3.对器物和材料的影响注：平均二氧化硫浓度和不同暴露时间与低碳钢的腐蚀之间的关系（1963－1964年9月，在芝加哥的七个地点进行的实验）Source：AirandWasteManagementAssociation4.对大气能见度的影响对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TSP）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子1995年8月29日修改后的大气污染防治法，在控制大气污染，改善大气环境质量方面起到了积极的作用：强化了酸雨和二氧化硫污染控制推动了煤炭的清洁利用加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐开始停止生产和使用含铅汽油法规实施后，一些地区依法强化环境管理，大气环境质量确实得到了改善2.大气环境质量标准体系GB3095－1996 环境空气质量标准GB16297－1996 大气污染物综合排放标准GWPB3－1999 锅炉大气污染物排放标准GB4915－1996 水泥厂大气污染物排放标准GB9078－1996 工业炉窑大气污染物排放标准GB16171－1996 炼焦炉大气污染物排放标准GB13223－1996 火电厂大气污染物排放标准GB14554－93 恶臭污染物排放标准GWPB1－1999

轻型汽车污染物排放标准

GB14761.2－93 车用汽油机排气污染物排放标准GB14761.5－93 汽油车怠速污染物排放标准GB14761.6－93 柴油车自由加速烟度排放标准GB14761.7－93 汽车柴油机全负荷烟度排放标准GB14621－93 摩托车排气污染物排放标准GWPB5－2000 饮食业油烟排放标准GB5468－91 锅炉烟尘测试方法GB11642－89 轻型汽车排气污染物测试方法GB/T14762－93 车用汽油机排气污染物试验方法GB/T14763－93 汽油车燃油蒸发污染物的测量 收集法GB11340－89 汽车曲轴箱排放物测量方法GB/T3845－93 汽油车排气污染物的测量 怠速法GB/T3846－93 柴油车自由加速烟度的测量 滤纸烟度法GB3847－83 汽油柴油机全负荷烟度测量法GB/T5466－93 摩托车排气污染物的测量

怠速法GB/T14622－93 摩托车排气污染物的测量

工况法

3.中华人民共和国国家标准

环境空气质量标准

Ambientairqualitystandard

GB3095－1996

(代替GB3095－82)

国家环境保护局1996-01-18批准 1996-10-01实施主题内容与适用范围

本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。 本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。

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各项污染物的浓度限值注：①适用于城市地区；②适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；③适用于农业和林业区。空气污染指数分级标准(试行) 2000年4月27日发布来源：北京市环境保护局主页（）空气污染指数分级浓度限值计算公式：当第k种污染物浓度为时，其分指数为注：各变量含义参看教材所谓大气污染的综合防治，实质上就是对多种大气污染控制技术方案的技术可行性、经济合理性、实施可能性和区域适应性等作最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施，达到整个区域的大气环境质量控制目标。四、中国的大气污染综合防治1.能源利用情况注：中国正在不断提高能源使用的效率，但还未达到美国的水平（1980-1995年数据）2.主要污染物排放注：近年来GDP持续增长，主要污染物排放却有所下降来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报3.控制大气污染的技术措施清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量4.控制污染的经济政策必要的环境保护投资环保投资占国民生产总值（GPD）的比例，发展中国家为0.5－1％，发达国家为1－2％我国目前比例为0.7－0.8％，希望能达到1.5％实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）第一节燃料的性质1.

燃料的分类

按获得方法分

按物态分

天然燃料人工燃料固体燃料木柴、煤、油页岩

木炭、焦炭、煤粉等

液体燃料

石油

汽油、煤油、柴油、重油

气体燃料

天然气

高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气

2.

燃料的化学组成典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分2.

燃料的化学组成典型气体、液体和固体燃料的化学组成成分（续）一个秘密！C/H

3.

燃料组成对燃烧的影响碳：可燃元素。1kg纯碳完全燃烧时，放出7850kcal的热量。当不完全燃烧生成CO时，放出2214kcal的热量。纯碳起燃温度很高，燃烧缓慢，火焰也短。煤中的碳不是单质状态存在，而是与氢、氮、硫等组成有机化合物。煤形成的地质年代越长，其挥发性成分含量越少，而含碳量则相对增加。例如，无烟煤含碳量约90-98%，一般煤的含碳量约50-95%。氢：是燃料中发热量最高的元素。固体燃料中氢的含量为2-10%，以碳氢化合物的形式存在，1kg氢完全燃烧时能放出28780kcal的热量。

3.

燃料组成对燃烧的影响氧：氧在燃料中与碳和氢生成化合物，降低了燃料的发热量氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5-1.5%硫：以三种形态存在：有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。硫燃烧生成产物为SO2和SO3，其中SO2占95%以上。3.

燃料组成对燃烧的影响水分：水分的存在使燃料中可燃成分相对地减少。煤中水分由表面水分（外部水分）和吸附水分（内部水分）组成。外部水分可以靠自然干燥方法除去。内部水分要放在干燥箱中加热到102-105

C，保持2h后才能除掉。灰分：是燃料中不可燃矿物质，为燃料中有害成分。4.煤的分类和组成

煤的基本分类褐煤最低品味的煤，形成年代最短，热值较低烟煤形成年代较褐煤长，碳含量75-90％。成焦性较强，适宜工业一般应用无烟煤煤化时间最长，含碳量最高（高于93％），成焦性差,发热量大4.煤的分类和组成

煤的详细分类4.煤的分类和组成

煤的成分分析工业分析（

proximateanalysis）测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热量，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（ultimateanalysis）用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。4.煤的分类和组成煤的工业分析水分：一定重量13mm以下粒度的煤样，在干燥箱内318-323K温度下干燥8小时，取出冷却，称重

外部水分将失去外部水分的煤样保持在375-380K下，约2h后，称重

内部水分挥发分：失去水分的试样密封在坩埚内，放在1200K的马弗炉中加热7分钟，放入干燥箱中冷却至常温再称重4.煤的分类和组成煤的工业分析（续）固定碳失去水分和挥发分后的剩余部分（焦炭）放在800

20

C的环境中灼烧到重量不在变化时，取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳灰分：从煤中扣除水分、灰分以及灰发分后剩余的部分为固定碳4.煤的分类和组成煤中灰分的组成（有可利用价值！）我国煤炭的平均灰分含量为25％灰分的存在降低了煤的热值，也增加了烟尘污染和出渣量4.煤的分类和组成煤的元素分析碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收，滴定硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，SSO42-，滴定4.煤的分类和组成煤中硫的形态5.其他燃料

石油液体燃料的主要来源链烷烃、环烷烃和芳香烃等多种化合物组成的混合物主要含碳和氢，还有少量硫、氮和氧氢含量增加时，比重减少，发热量增加天然气典型的气体燃料一般组成为甲烷85％、乙烷10％、丙烷3％6.燃料组成的表示方法:CxHySzOwNvSample:C:77.2%,H:5.2%,N:1.2%,S:2.6%,O:5.9%andash:7.9%byweight.Determinethenormalizedmolarcomposition.ElementWt%mol/100gmol/molC77.2

12=6.43

6.43=1.00H5.20

1=5.20

6.43=0.808N1.20

14=0.0857

6.43=0.013S2.60

32=0.0812

6.43=0.013O5.90

16=0.369

6.43=0.057ash7.9

6.43=1.23g/molCThenormalizedmolarcomposition:CH0.808N0.013S0.013O0.057

燃料的最重要的两个属性热值决定燃料的消耗量杂质污染物产生的来源1.影响燃烧过程的主要因素燃料完全燃烧的条件（3T+E）3T?????空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温，增加热损失温度条件（Temperature）：达到燃料的着火温度时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所需时间燃料与空气的混合条件（Turbulence）：燃料与氧充分混合1.影响燃烧过程的主要因素燃气比和混合程度对燃烧产物的影响2.燃料燃烧的理论空气量建立燃烧方程式的假定：空气组成

20.9%O2和79.1%N2，两者体积比为：N2/O2=3.78燃料中固定氧可用于燃烧燃料中硫主要被氧化为SO2不考虑NOX的生成燃料中的N在燃烧时转化为N2燃料的化学方程式为CxHySzOw2.燃料燃烧的理论空气量燃烧方程式：燃料重量

=12x+1.008y+32z+16w理论空气量：煤

4-7m3/kg，液体燃料10-11m3/kg

2.燃料燃烧的理论空气量空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以

表示，通常>1部分炉型的空气过剩系数3.燃烧过程中产生的污染物燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH、烟、飞灰、金属及其氧化物等温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响3.燃烧过程中产生的污染物燃烧产物与温度的关系：3.燃烧过程中产生的污染物燃料种类对燃烧产物的影响（以1000MW电站为例）：3.燃烧过程中产生的污染物典型固态燃料的燃烧产物：3.燃烧过程中产生的污染物典型液态燃料的燃烧产物：3.燃烧过程中产生的污染物典型气态燃料的燃烧产物：4.热化学关系式发热量：单位燃料完全燃烧时，所放出的热量，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同下的热量变化（kJ/kgorkcal/kg）高位发热量：包括燃料生成物中水蒸气的汽化潜热低位发热量：燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时，完全燃烧过程所释放的热量工业中用到的是高位发热量还是地位发热量？4.热化学关系式燃烧设备的热损失排烟热损失不完全燃烧热损失散热损失在充分混合的条件下，热损失在理论空气量条件下最低不充分混合时，热损失最小值出现在空气过剩一侧。4.热化学关系式燃烧热损失与空燃比的关系5烟气体积及污染物排放量计算1.硫的氧化机理(走马看花)H2S的氧化1.硫的氧化机理CS2和COS的氧化1.硫的氧化机理元素S的氧化1.硫的氧化机理有机硫化物的氧化

2.SO2和SO3之间的转化

反应方程式SO2+O+M

SO3+M（1）SO3+O

SO2+O2

（2）SO3+H

SO2+OH（3）SO3+M

SO2+O+M（4）

在炽热反应区

，[O]

浓度很高，反应（1）和（2）起支配作用

2.SO2和SO3之间的转化SO3生成速率

当d[SO3]/dt=0时，SO3浓度达到最大在富氧条件下，[O]浓度低得多，SO3的去除反应主要为反应（3），SO3的最大浓度：2.SO2和SO3之间的转化燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4，转化率:转化率与温度密切相关H2SO4浓度越高，酸露点越高烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀2.SO2和SO3之间的转化1.碳粒子的生成火焰的结构Premixedflame:gasfuelandairaremixedbeforecombustion（bursenburner,meekerburner)diffusionflame:fuelandairseparatelyenterthecombustionzone,andmixbeforethereaction(inmostpracticalsystem),different

(0-

)oversites.1.碳粒子的生成火焰的结构（续）Laminarflame:Re<2200,dominatedbymoleculardiffusionandconductionturbulentflame:Re>2200,significantturbulence,butmoleculardiffusionstillinplayLaminar transition developedturbulent heightJetvelocity1.碳粒子的生成石油焦和煤胞的生成燃料油滴在被充分氧化之前，与炽热壁面接触，发生液相裂化和高温分解，出现结焦多组分重残油的燃烧后期会生成煤胞，难以燃烧。焦粒生成反应的顺序：烷烃烯烃带支链芳烃凝聚环系沥青半园体沥青沥青焦焦炭

2.燃煤烟尘的形成烟尘：固体燃料燃烧产生的颗粒物，包括：黑烟：未燃尽的碳粒飞灰：不可燃矿物质微粒煤粉燃烧过程碳表面的燃烧产物为CO，它扩散离开表面并与O2反应灰层碳层外扩散2.燃煤烟尘的形成煤粉燃烧过程理论上碳与氧的摩尔比近1.0时最易形成黑烟在预混火焰中，C/O大约为0.5时最易形成黑烟出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤焦炭褐煤低挥发分烟煤高灰发分烟煤碳粒子燃尽的时间与粒子的初始直径、表面温度、氧气浓度等有关2.燃煤烟尘的形成燃烧碳层中成分和温度分析2.燃煤烟尘的形成黑烟形成的化学过程2.燃煤烟尘的形成高灰分燃料的扩散燃烧2.燃煤烟尘的形成灰分中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn等污染元素2.燃煤烟尘的形成飞灰的形成过程2.燃煤烟尘的形成影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素煤质燃烧方式烟气流速炉排和炉膛的热负荷锅炉运行负荷锅炉结构2.燃煤烟尘的形成影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——煤质2.燃煤烟尘的形成燃煤颗粒大小对飞灰含量的影响2.燃煤烟尘的形成影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——燃烧方式2.燃煤烟尘的形成几种燃烧方式的烟尘百分比2.燃煤烟尘的形成几种燃烧方式的烟尘颗粒概况火电厂大气污染物排放标准本标准将火电厂按年限划分为以下三个时段：Ⅰ时段－1992年8月1日之前建成投产或初步设计已通过审查批准的新、扩、改建火电厂；Ⅱ时段－1992年8月1日起至1996年12月31日期间环境影响报告书通过审查批准的新、扩、改建火电厂，包括1992年8月1日之前环境影响报告书通过审查批准、初步设计待审查批准的新、扩、改建火电厂；Ⅲ时段－1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准分类烟尘最高允许排放浓度在县及县以上城镇规划区内的火电厂锅炉200在县规划区以外地区的火电厂锅炉500第时段的在县及县以上城镇规划区内、1997年1月1日后还有10年及以上剩余寿命的火电厂锅炉600表3第Ⅲ时段的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度火电厂大气污染物排放标准表6第Ⅲ时段火电厂各烟囱SO2最高允许排放浓度燃料收到基硫分（％）≤1.0>1.0最高允许排放浓度（mg/m3）21001200锅炉额定蒸发量（1）煤粉锅炉

液态排渣固态排渣≥1000t/h1000650表7第Ⅲ时段的火电厂锅炉氮氧化物最高允许排放浓度（mg/m3）2.燃煤烟尘的形成影响烟煤烟气中飞灰排放特征的因素——热负荷讨论一下沙尘暴来源？1.有机污染物的形成比较活泼的碳氢化合物可能是产生光化学烟雾的直接原因碳氢化合物的产生量与燃料组成密切相关2.CO的形成CO是所有大气污染物中量最大、分布最广的一种CO的全球排放量为200t/a燃料中的碳都先形成CO，然后进一步氧化在火焰温度下有足够的氧并且停留时间足够长，可以降低CO含量。CO的形成和破坏都由动力学控制，反应路线：

RHRRCHORCOCO2.CO的形成3.Hg的形成与排放Hg对人的肾和神经系统有危害煤碳燃烧是Hg的一大来源煤中Hg的析出率与燃烧条件有关燃烧温度>90oC时，析出率>90％还原性气氛的析出率低于氧化性气氛Hg排放控制是燃煤污染控制的新课题之一4.NOx的形成NOx的形成机理燃料型NOx：燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx：高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NOx：低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOx4.NOx的形成4.NOx的形成5.二恶英的形成机理5.二恶英的形成机理5.二恶英的形成机理5.二恶英的形成机理3从头合成机理：在不高的温度下(250~450℃)，经过一些过渡金属离子的催化作用可以生成二噁英。该机理认为铜容易在表面上发生氯化反应产生一些CuCl2及Cu2OCl2等中间物种。这些物种是从头合成过程中的活性相。碳、氢、氧和氯等元素经过从头合成过程后，生成二噁英、氯苯、多氯苯和氯酚等化合物。大气扩散源受体大气扩散酸雨越境转移（日本、南朝鲜……）

大气科学大气物理、化学……大气气象学……污染气象学……气象条件对污物的稀释、扩散作用污染物对气象的影响

第一节大气圈结构及气象要素大气圈垂直结构大气圈垂直结构Ozonelayer大气圈垂直结构对流层（～10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦作用明显自由大气－大气边界层以上，地面摩擦可以忽略

近地层－地面上50～100m，热量和动量的常通量层大气圈垂直结构平流层（对流层顶～50-55km）同温层－对流层顶35-40km，气温-550C左右同温层以上，气温随高度增加而增加集中了大部分臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长中间层（平流层顶～85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈大气圈垂直结构暖层（中间层顶～800km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离－电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层－80～85km以下，成分基本不变大气气压场分布大气水汽分布主要气象要素1．气温

天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。

主要气象要素2．气压单位：mb（毫巴）

大气的压强1atm＝101326Pa＝1013.26mb=760mmHg

静力学方程:

主要气象要素3．气湿绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和湿度的百分比含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度主要气象要素3．气湿

主要气象要素

4．风向和风速

水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流）风的来向叫风向（16个方位圆周等分）

风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）

(km/h)F－风力级（0～12级）

主要气象要素

4．风向和风速风玫瑰图

主要气象要素5．云

大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小）

云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分）

云高:云底距地面底高度

低云（2000m以下）中云（2000-6000m）高云（6000m以上）

云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）

云

高云（6000m以上）中云（2000-6000m）低云（2000米以下）气温的垂直变化气温直减率

（大气）干空气绝热绘制温度递减率－

干绝热直减率

（空气团）一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换

空气块膨胀（做功）耗内能T定性空气块压缩（外气对它做功）T内能（由压力变化引起）气温直减率定量：热力学第一定律

（第一定律＋状态方程）

其中

气温直减率气块：

环境：

（大气）（气块）

（高度）对气团：

流体准静力学条件：，由

代入上式可得：气温直减率代入上式得：－泊松方程（空气

）由定义：（）位温:各高度均把压力换算为1000mb时的温度（绝热）实际中，TiT相差<10K，则气温的垂直分布（温度层结）

气温的垂直分布－温度层结

>0，正常分布层结

＝，

中性层结（绝热直减率）

＝0，

等温层结

<0，逆温层结

大气稳定度及其判据定义：大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流

定性描述：

外力使气块上升或下降气块去掉外力气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块停在外力去掉处，中性不稳定条件下有利于扩散大气稳定度及其判据定量判断

气块：

环境：（单位体积块）加速度，将代入上式得：

气块：

环境：高度

（一般均满足绝热条件）大气稳定度及其判据

则有判据：

混合层

>0,a>0不稳定

<0,a<0稳定

中性层

＝0，a=0中性

稳定层

<0，a<0逆温，非常稳定

逆温逆温不利于扩散辐射：1.辐射逆温：

地面白天加热，大气自下而上变暖；

地面夜间变冷，大气自下而上冷却

太阳

地球

：短波

地球

大气层：长波

大气吸收长波强逆温辐射逆温的生消过程逆温2.下沉逆温（多在高空大气中，高压控制压内）

很厚的气层下沉

压缩变扁

顶部增温比底部多逆温3.平流逆温暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成4.湍流逆温下层湍流混合达上层出现过度逆温

逆温5.锋面逆温

冷、暖气团相遇冷暖间逆温

暖气上爬，形成锋面烟流型与大气稳定度的关系

波浪型（不稳）锥型（中性or弱稳）扇型（逆温）爬升型（下稳，上不稳）漫烟型（上逆、下不稳）

第三节大气的运动和风引起大气运动的作用力

直接作用力

重力水平气压梯度力（垂直上与重力基本平衡）间接作用力地转偏向力（相对运动：方向改变）惯性偏向力（大气曲线运动：很小）摩擦力（近地1～2km内明显）

大气边界层中风随高度变化

Ekman螺旋线（北半球下视，地偏力指向运动右方，故顺时针；南半球则相反）

高度增高，风速增大，方向逐渐接近地转风。

近地层风速廓线模式

平均风速随高度变化中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度近地层风速廓线模式

平均风速随高度变化非中性层结：

指数律，稳定度参数地方性风场

1．海陆风

地方性风场

2．山谷风

第一节湍流扩散的基本理论扩散的要素风：平流输送为主，风大则湍流大湍流：扩散比分子扩散快105～106倍湍流的基本概念

湍流——大气的无规则运动

风速的脉动风向的摆动起因与两种形式

热力：温度垂直分布不均（不稳定）机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度湍流扩散理论主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系1.梯度输送理论类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比2.湍流统计理论泰勒－>图4-1，正态分布萨顿使用模式高斯模式

3.相似理论第二节高斯扩散模式高斯模式的有关假定坐标系右手坐标，y为横风向，z为垂直向四点假设

a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b．全部高度风速均匀稳定c．源强是连续均匀稳定的d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）

高斯扩散模式高斯扩散模式的坐标系无界空间连续点源扩散模式由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布方差的表达式由假定d－>源强积分式（单位时间物料守恒）

未知数：浓度c，待定函数A（x），待定系数a，b（）积分，可以解出四个未知数：得到高斯模式高斯烟流的形态高斯烟流的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高架连续点源扩散模式镜像全反射---->像源法实源：像源：

实源的贡献

像源的贡献

实际浓度高架连续点源扩散模式地面浓度模式：取z＝0代入上式，得地面轴线浓度模式：再取y=0代入上式上式，增大，则、增大，第一项减小，第二项增大，必然在某x处有最大值地面最大浓度模式：

考虑地面轴线浓度模式

高架连续点源扩散模式

地面源高斯模式（令H＝0）：相当于无限源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）地面最大浓度模式（续）：设（实际中成立）由此求得烟气抬升高度的计算抬升高度计算式

（1）

Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10－20％）

Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下烟气抬升高度的计算抬升高度计算式（续）（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件

烟气抬升高度的计算抬升高度计算式（续）（3）我国“制订地方排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中的公式

扩散参数的确定P－G曲线法P－G曲线Pasquill常规气象资料估算Giffard制成图表方法要点

大气分成A－F共六个稳定度等级

（云、日照、风速……）

曲线（六条）（对应A、B……F稳定度级）

扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用利用扩散曲线确定和扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用地面最大浓度估算由和

由曲线（图4-5）反查出由曲线（图4-4）查

由式（4-10）求出

扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法稳定度分类方法改进的P－T法

太阳高度角

－>（式4-29，地理纬度，时角）

云高

辐射等级稳定度云量（加地面风速）

封闭型扩散模式计算简化：1.当

（尚未到封闭阶段）

（烟流半宽度）

查P－G曲线

－>4-9式计算

地面轴线浓度2.当，z向浓度混合均匀，z分布函数为3.

－>内插（假定变化为线性），按z值插值熏烟型扩散模式假设：

D换成hf（垂向均匀分布）；Q

只包括进入混合层部分，

则仍可用上面公式

熏烟型扩散模式

逆温层消失到烟流上边缘，即

逆温消失到，熏烟过程不复存在

逆温层消失到烟囱的有效高度处第五节城市及山区扩散模式城市大气扩散模式1.线源扩散模式无限长线源风向和线源不垂直时

（交角>45o）

有限长线源城市大气扩散模式2.面源扩散模式大气排放规范里规定条件：烟囱高40m；单个排放量<0.04t/h

简化为点源的面源模式

箱模式：假定污染物浓度在混合层内均匀分布（划分为更小的面源单元）城市大气扩散模式2.面源扩散模式（续）简化为点源的面源扩散模式（续）形心上风向距x0处有一虚拟点源，其烟流在形心处宽度正好与正方形宽度相等

烟流宽度：中心线到浓度为中心处距离的两倍

（正态分布：）

确定、之后即可按点源计算面源浓度城市大气扩散模式2.面源扩散模式（续）窄烟流模式某点的污染物浓度主要取决于上风向面单元的源强，上风向两侧单元对其影响很小某点的污染物浓度主要由它所在的面单元的源强决定城市空气质量模式的发展第二代模式

EulerianGridModels

:UAM,RADM,REMSAD,ROM/asmdnerl/modeling.htm城市空气质量模式的发展第三代模式（Models-3）－OneAtmosphere的概念AirToxicsOzoneAcidRainVisibility

PM2.5WaterQuality.OHNOx+VOC+OH

+hv--->O3SOx[orNOx]+NH3+OH

--->(NH4)2SO4[orNH4NO3]SO2+OH--->H2SO4NO2+OH--->HNO3VOC+OH--->OrgainicPM

OH<--->AirToxics(POM,PAH,Hg(II),etc.)

FinePM(Nitrate,Sulfate,OrganicPM)

NOx+SOx+OH(LakeAcidification,Eutrophication)OneAtmosphereOneAtmosphere第三代模式（Models－3）/asmdnerl/models3/山区扩散模式山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多EPT模式高斯模式，只对有效源高进行修正NOAA和EPA模式NOAA－以高斯模式为基础，对有效源高进行修正EPA－与NOAA相似，只是对所有稳定度级别都进行了地形高度修正

封闭山谷中的扩散模式距离污染源一段距离处，横向均匀分布第六节烟囱高度的设计烟囱高度的计算要求：（1）达到稀释扩散的作用（2）造价最低，

造价正比于H2（3）地面浓度不超标

按地面最大浓度计算

在0.5～1.0之间取

－标准浓度

－本低浓度烟囱高度的计算按地面绝对最大浓度计算1．

（代入2．（危险风速））此时代入下式可得（4-10）出现极大值烟囱高度的计算按一定保证率的计算法取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散参数P值法国标GB/T13201-91第一节颗粒的粒径及粒径分布颗粒的粒径显微镜法定向直径dF（Feret直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径

Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM颗粒的直径显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径b-定向面积等分直径c-投影面积直径颗粒的直径筛分法筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数光散射法等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径沉降法斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径颗粒的直径粒径的测定结果与颗粒的形状有关通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（Φs<1）正立方体Φs＝0.806，圆柱体Φs＝2.62（l/d）2/3/(1+2l/d)颗粒的直径某些颗粒的圆球度（自然界中的颗粒不是绝对的球形！！）粒径分布粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例粒数分布:每一间隔内的颗粒个数粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比粒径分布粒数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比粒径分布粒数频率密度粒径分布粒数分布的测定及计算粒径分布粒数众径－频度p最大时对应的粒径，此时粒数中位径（NMD）－筛下累积频率F=0.5时对应的粒径粒径分布质量分布类似于数量分布，也有质量频率、质量筛下累积频率、质量频率密度等在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比的假设下，粒数分布与质量分布可以相互换算同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD）平均粒径前面定义的众径和中位径是常用的平均粒径之一长度平均直径表面积平均直径体积平均直径体积－表面积平均直径平均粒径（续）几何平均直径对于频率密度分布曲线对称的分布，众径、中位径和算术平均直径相等频率密度非对称的分布，单分散气溶胶，；否则，粒径分布函数用一些半经验函数描述一定种类气溶胶的粒径分布正态分布频率密度筛下累积频率标准差粒径分布函数正态分布（续）正态分布是最简单的分布函数（1）（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率取决于（3）正态分布函数很少用于描述气溶胶的粒径分布，因为大多数气溶胶的频度曲线向大颗粒方向偏移粒径分布函数正态分布的累积频率分布曲线粒径分布函数对数正态分布以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线粒径分布函数对数正态分布（续）对数正态分布在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于平均粒径的换算关系粒径分布函数对数正态分布（续）可用、MMD和NMD计算出各种平均直径粒径分布函数对数正态分布的累积频率分布曲线粒径分布函数罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）

若设得到一般多选用质量中位径或粒径分布函数罗辛－拉姆勒分布（Rosin－Rammler）判断是否符合R－R分布应为一条直线R－R的适用范围较广，特别对破碎、研磨、筛分过程产生的较细粉尘更为适用分布指数n>1时，近似于对数正态分布；n>3时，更适合于正态分布粉尘的安息角与滑动角！！！安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性粉尘的比表面积单位体积粉尘所具有的表面积以质量表示的比表面积以堆积体积表示的比表面积粉尘的含水率粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部的结合水分含水率－水分质量与粉尘总质量之比含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性吸湿现象平衡含水率粉尘的润湿性润湿性－粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与粉尘和液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降润湿速度－润湿性是选择湿式除尘器的主要依据粉尘的荷电性和导电性粉尘的荷电性天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷荷电因素－电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦等天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化学组成有关粉尘的荷电性和导电性粉尘的导电性比电阻导电机制：高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子和离子—容积比电阻低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质－表面积比电阻中间温度，同时起作用比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围104～1010粉尘的导电性和荷电性典型温度－比电阻曲线粉尘的导电性和荷电性温度和相对湿度对粉尘比电阻的影响

较为干燥的粉尘的比电阻在3000F（420K）左右达到最大值粉尘的粘附性粘附和自粘现象粘附力－克服附着现象所需要的力粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）断裂强度－表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性粉尘的自燃性和爆炸性粉尘的自燃性自燃自然发热的原因——氧化热、分解热、聚合热、发酵热影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境存放过程中自然发热热量积累达到燃点燃烧2010年02月25日河北秦皇岛粉尘爆炸事故

致19人死49人伤中国淀粉行业著名企业河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉4号车间2月24日16时发生爆炸事故。图为25日事故现场粉尘的爆炸性粉尘发生爆炸必备的条件：可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度最低可燃物浓度－爆炸浓度下限爆炸浓度上限存在能量足够的火源第三节净化装置的性能评价净化装置性能的指标技术指标处理气体流量净化效率压力损失经济指标设备费运行费占地面积净化装置技术性能的表示方法处理气体流量漏风率压力损失√总净化效率的表示方法总净化效率通过率分级除尘效率分割粒径－除尘效率为50％的粒径√√√分级效率与总效率的关系由总效率求分级效率由分级效率求总效率√√√√流体阻力流体阻力＝形状阻力＋摩擦阻力阻力的方向和速度向量方向相反

√√流体阻力流体阻力与雷诺数的函数关系

流体阻力颗粒尺寸与气体平均自由程接近时，颗粒发生滑动——坎宁汉修正阻力导致的减速运动根据牛顿第三定律若仅考虑Stokes区域积分得速度由u0减速到u所迁移的距离若引入坎宁汉修正系数C停止距离－驰豫时间或松弛时间重力沉降力平衡关系Stokes颗粒的重力沉降末端速度（忽略浮力影响）湍流过渡区牛顿区Stokes直径空气动力学直径√离心沉降力平衡关系Stokes颗粒的末端沉降速度静电沉降力平衡关系静电沉降的末端速度习惯上成为驱进速度，用表示，对于Stokes粒子：√惯性沉降颗粒接近靶时的运动情况惯性碰撞惯性碰撞的捕集效率取决于三个因素气流速度在靶周围的分布，用ReD衡量颗粒运动轨迹，用Stokes数描述颗粒对捕集体的附着，通常假定为100％惯性碰撞惯性碰撞分级效率与的关系拦截直接拦截发生在颗粒距捕集体dp/2的距离内拦截效率用直接拦截比R表示对于惯性大的颗粒对于惯性小的颗粒扩散沉降扩散系数和均方根位移布朗扩散作用对于小粒子的捕集影响较大颗粒的扩散类似于气体分子的扩散对于粒径约等于或大于气体分子平均自由程的颗粒对于粒径大于分子但小于气体平均自由程的颗粒颗粒的均方根位移（时间t秒钟）扩散沉降标准状态下布朗扩散平均位移与重力沉降的比较扩散沉降效率扩散沉降效率取决于皮克莱数Pe和雷诺数Re粘性流单个圆柱体的效率势流单个圆柱体效率孤立球形捕集体从理论上讲，

是可能的扩散沉降效率惯性碰撞、直接拦截和布朗扩散的比较除尘装置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

湿式除尘装置

干式除尘装置

按分离原理分类：重力除尘装置（机械式除尘装置）

惯性力除尘装置（机械式除尘装置）离心力除尘装置（机械式除尘装置）洗涤式除尘装置过滤式除尘装置电除尘装置声波除尘装置

第一节机械除尘器机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置

气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降

层流式和湍流式两种

层流式重力沉降室假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图层流式重力沉降室沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q

气流在沉降室内的停留时间在t时间内粒子的沉降距离该粒子的除尘效率√√层流式重力沉降室对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?

由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分级效率公式的一半作为实际分级效率

√层流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途径降低沉降室内气流速度增加沉降室长度降低沉降室高度沉降室内的气流速度一般为0.3～2.0m/s不同粉尘的最高允许气流速度层流式重力沉降室多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1），其中n为水平隔板层数

考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板√湍流式重力沉降室湍流模式1－假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元，假定气体流过dx距离的时间内，边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去湍流式重力沉降室粒子在微元内的停留时间被去除的分数对上式积分得边界条件：得因此，其分级除尘效率√湍流式重力沉降室湍流模式2－完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合单位时间排出：（为除尘器内粒子浓度，均一）单位时间捕集：总分级效率湍流式重力沉降室三种模式的分级效率均可用归一化对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比重力沉降室重力沉降室的优点结构简单投资少压力损失小（一般为50-100Pa）维修管理容易缺点体积大效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子惯性除尘器机理沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离

惯性除尘器结构形式冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子冲击式惯性除尘装置a单级型b多级型反转式－改变气流方向捕集较细粒子反转式惯性除尘装置a弯管型

b百叶窗型

c多层隔板型旋风除尘器气流与尘粒的运动旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出旋风除尘器旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布

旋风除尘器切向速度外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方此处n

1，称为涡流指数

内涡旋的切向速度正比于半径

内外涡旋的界面上气流切向速度最大

交界圆柱面直径

d0=(0.6-1.0)de,de

为排气管直径

旋风除尘器径向速度

假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋平均径向速度

r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m

轴向速度外涡旋的轴向速度向下内涡旋的轴向速度向上在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值

旋风除尘器旋风除尘器的压力损