大气污染与控制工程培训课件(共57页).ppt

大气污染与控制工程环境工程导论12021/11/17内 容一、大气污染概述二、环境空气质量标准三、大气污染气象学及大气污染模型四、颗粒污染物及除尘工艺五、 VOCs及净化工艺六、SOx及脱硫工艺七、NOx及脱氮工艺八、CO2减排措施22021/11/17一.大气污染概述一.为什么要进行大气污染控制 人体健康与大气的关系人一刻也离不开空气 人的需要量 每天需要的食物约1.5kg 每天需要的空气约15kg 人的极限耐力 断食,断水5天 可以生存 断绝空气5分钟 死亡 获取较洁净的空气比获取较洁净的水就要难得多32021/11/17p二、基本概念1.大气（atmosphere） 是指环绕地球的全部空气的总和.2.环境空气（ambient air） 是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气.3.大气污染（air pollution） 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一.大气污染概述表1.1 干燥洁净空气的组成0.00120.00050.00050.0000080.0000020.000001甲烷(CH4)氪(Kr)氢(H2)氙(Xe)二氧化氮(NO2)臭氧(O3)78.08420.9460.9340.0330.00050.0018氮(N2)氧(O2)氩(Ar)二氧化碳(CO2)氦(He)氖(Ne)体积比(%)气体体积比(%)气体42021/11/17一.大气污染概述三.大气污染类型 煤烟型污染 指由于煤燃烧过程中排放的各种污染物而造成的污染。

氧化型污染 指由于机动车尾气排放和燃油锅炉的排气中含有的氮氧化物和碳氢化合物，造成的二次污染 混合型/复合型污染 指由于燃煤和燃油过程中产生的污染物互相结合在一起，经过化学反应产生的一种的污染 52021/11/17一.大气污染概述四.大气污染物种类一) 气溶胶状态污染物1. 粉尘 是指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用可发生沉降，但在一定的时间内能保持悬浮状态2. 烟尘 是燃料和其它物质燃烧的产物 是气体中液滴悬浮体的总称目前，关注的是PM10和PM总悬浮颗粒物(Total Supended Particulates，简称TSP)是指悬浮于空气中，空气动力学当量直径100m的所有固体颗粒物，包括可吸入颗粒物和可入肺颗粒；可吸入颗粒物(Particles with Diameters of 10m or Less，简称PM10)是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10m，通过呼吸系统可以吸入人体的颗粒；可入肺颗粒(PM)是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径，能够进入人体肺泡的颗粒62021/11/17一. 大气污染概况四.大气污染物种类 二) 气体状态污染物 1.一次污染物： 从污染源直接排入空气中的原始污染物； 2. 二次污染物： 一次污染物进入空气后，经过一系列化学或光化学反应生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。

表 气体状态大气污染物种类SO3、H2SO4及硫酸盐NO2、HNO3及硝酸盐无醛、酮、过氧乙酰硝酸酯、O3无SO2、H2SNO、NH3CO、CO2C1C10化合物HF、HCI含硫化合物含氮化合物碳氧化合物碳氢化合物卤素化合物二次污染物一次污染物污染物72021/11/17一.大气污染概述五.大气污染源类型1按人们的社会活动功能分类 生活污染源 工业污染源 交通污染源2按污染源的几何形态分类 点污染源 面污染源 线污染源82021/11/17一.大气污染概述六.大气污染危害1. 颗粒物对人体健康的影响 飘尘对人体的危害作用(PM10,PM) 2. 气体状态污染物对人体健康的影响 具有很强的刺激性的SO2气体 NOX的毒性 O3的刺激性作用 挥发性有机化合物(VOCs)中的有毒有害3.对城市环境中的植物、器物和材料的损失4.能见度降低92021/11/17一.大气污染概述七.几个典型的大气污染现象一、酸雨 是指的酸性降雨现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上酸雨的危害 1.酸雨使植物淋失 2.酸雨使土壤淋失 3.酸雨对生物的影响 4.酸雨对建筑材料和金属结构的腐蚀 5.影响人体健康102021/11/17一.大气污染概述七.几个典型的大气污染现象二、温室效应 地球大气层上的一种物理特性（图） 240W/m2240W/m2部分的太阳辐射被地球表面和大气层折射返回地 球图 地球大气层的长期辐射平衡情况示意图地球表面释放的红外线辐射地球表面吸收太阳辐射而使地球表面温度升高太阳103W/m2太阳辐射经过大气层大气层部分红外线辐射被温室气体吸收和再次释放出来，效应是地球表面和大气低层变暖返回太空时的总红外线辐射量太阳总辐射量112021/11/17第一章 环境污染防治三 温室气体种类及危害1、种类： CO2、CH4、N2O、SF6、氟利昂、NF3等 2. 温室气体危害 地球上的病虫害增加； 海平面上升； 气候反常，海洋风暴增多； 土地干旱，沙漠化面积增大。

3.温室气体减排基本方法1） 国际间的合作；2）对CO2： 基本对策是能源对策，主要有： 自然能源；低碳能源；核能；节能；CO2固定3）对N2O及CH4: 在进行工业排放时进行抑制；4）对HFC、PFC：基本对策是防止泄漏，回收再利用代替 图 温室效应气体使气温上升所占比例第二篇 实施可持续发展战略的途径122021/11/17一.大气污染概述七.几个典型的大气污染现象三、臭氧层破坏臭氧层（图）臭氧空洞 指的是因空气污染物质，特别是氟化氮和卤化代烃类等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象 臭氧层破坏物质 是破坏平流层臭氧层物质的总称，这些物质有氟利昂、灭火剂、洗涤剂、CCl4以及甲基溴等 臭氧密度(cm-3 )0204060801001201602002402803201091010101110121013绝对温度(k)高度(km)对流层平流层中间层热层理论值实测值图10.3 大气构成与臭氧层的高度分布132021/11/17一.大气污染概述七.几个典型的大气污染现象三、臭氧层破坏臭氧层破坏的后果 1对人体健康的影响； 2对陆生植物的影响 3对水生生态系统的影响；4对生物地球化学循环的影响 5对城市空气质量和建筑材料的影响臭氧层保护对策 1. 国际间的合作； 2.对臭氧层破坏物质 用替代品取代臭氧层破坏物质 ；设备取代方法； 抑制排放方法 142021/11/17二. 环境空气质量标准一.基本概念1. 环境空气质量标准 以保障人体健康和一定的生态环境为目标，对大气环境中各种污染物的含量所作的限制规定。

是进行大气环境科学管理，制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，是环境管理部门的执法依据2.大气污染物排放标准 是为实现大气环境质量标准，对污染源排入大气的污染物允许含量的限制规定 分为国家标准、地方标准和行业标准 152021/11/17二. 环境空气质量标准一.基本概念3.大气污染控制技术标准 根据污染物排放标准引申出来的辅助标准，如燃料、原料使用标准，净化装置选用标准，排气囱高度标准及卫生防护距离标准等目的是使生产、设计和管理人员容易掌握和执行 4.大气污染警报标准 根据大气污染发展趋势预防发生污染事故而规定的空气中污染物含量的极限值超过这一限值就应警报，以便采取必要的预防措施，尽量减少对人们的危害 162021/11/17二. 环境空气质量标准二.环境空气质量功能区分类1.一类区:自然保护区、风景名胜区和其它需特殊保护的地区2.二类区: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.环境空气质量标准分级1、一类区执行一级标2、二类区执行二级标准3、新的环境空气质量标准（GB3095 2012）172021/11/17(GB3095-2012)182021/11/17环境空气质量指数： 看表情知天气192021/11/17三.大气污染气象学及大气污染模型一.大气圈层与气象要素1.大气圈层（图） 按大气温度的垂直结构，大气圈分为： a. 对流层（表）; b. 平流层 c. 中间层; d. 热层； e. 逃逸层2.主要气象要素 气象要素: 表示大气状态的物理量和物理现象. 种 类: 气温、气压、气湿、风向、风速、云况和能见度 对流层的主要特征：1.集中整个大气质量的3/4和几乎全部水蒸气；2.大气温度随高度的增加而降低；3.空气具有强烈的对流运动；4.温度和湿度的水平分布不均匀。

202021/11/17二.气象的动力因子 风和湍流1.风 : 空气的水平运动 1）风向 a.风向频率和主导风向 b.风玫瑰图；c.污染系数；d.最多风向 () 2) 风速: 平均风速、最大风速，各级风速出现的频率2.湍流 :无规则阵性搅动的气流()三.大气污染气象学及大气污染模型图3.1 风向的十六方位图ab图 烟团湍流扩散示意图(a.无湍流；b.有湍流)212021/11/17风向和风速风玫瑰图()风速,m/s 某地区1998年的风玫瑰图同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率约为11，其中风速大于的频率约为1，风速在的频率为左右222021/11/17三.气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温1干绝热直减率d和气温垂直递减率A.干绝热直减率d 干空气快（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值B.气温垂直递减率 气温随高度的变化三.大气污染气象学及大气污染模型232021/11/17三.气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温2温度层结 气温垂直分布一般有四种情况 气温随高度的增加而降低此时0 ， d 气温基本上不随高度变化。

此时，=0（等温层结） 气温随高度增加而上升此时0 气温垂直递减率接近于1K/100m，即= d （中性层结）三.大气污染气象学及大气污染模型图 气温垂直递减率标准大气压0干绝热等温层=0逆温层0大气层高度气温d0242021/11/17三.气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度温度层结与逆温2逆温 近地层空气温度随高度的增加而上升的一种现象. 逆温类型 辐射逆温（如图) 平流逆温 下沉逆温（如图) 锋面逆温 (如图) 三.大气污染气象学及大气污染模型图 辐射逆温的生消过程(a)逆温形成前的气温垂直分布;(b)逆温开始生成;(C)逆温逐渐向上扩展；(d)逐渐消失；(e)完全消失252021/11/17三.大气污染气象学及大气污染模型图 海风入侵时的锋面与扩散下沉逆温： 由于空气下沉受到压缩增温而形成的逆温（图3-11）锋面逆温： 在对流层中：锋面上，冷暖空气团相遇时，如果冷暖空气的温差很大 时，就可以出现锋面逆温图 下沉逆温的形成262021/11/17三.大气污染气象学及大气污染模型三.气象的热力因子 温度层结与逆温、大气稳定度大气稳定度 大气稳定度是表示空气块在铅直方向的稳定程度 1.大气稳定度的判别 不稳定类（d ）;中性类（=d ）;稳定类（ d ） 2.大气稳定度的分类(表3.2 ) 稳定类：E和F 中性类：D 不稳定类：A、B 、C272021/11/17三.大气污染气象学及大气污染模型四.大气污染湍流扩散模型作用及建模条件1. 预测大气污染物排放后，在不同时间与空间的浓度分布2. 所有的模型都采用必要的假设条件3. 模型基于质量守恒定律高斯烟羽模型282021/11/17四.颗粒污染物及除尘工艺一.颗粒物粒径与沉降速度buoyancygravityDrag forceaStokes law292021/11/17四.颗粒污染物及除尘工艺二.除尘装置概述 除尘装置： 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备。

除尘装置类型： 1. 机械式除尘器 重力沉降室；惯性除尘器；旋风除尘器 2. 湿式除尘器 3. 过滤式除尘器 4. 电除尘器 302021/11/17四.颗粒污染物及除尘工艺干式机械除尘器一) 重。