环保__大气污染及其防治.ppt

2020 1 12 1 第四章大气污染及其防治 4 1概述一 大气的组成1 空气与大气空气 对于室内或特指某个场所供呼吸用的大气 大区域全球性气流为研究对象2 大气圈的结构 图4 1 3 大气组成恒定组分 N2 O2 Ar可变组分 CO2 H2O不定组分 H2S SOx NOx 2020 1 12 2 2020 1 12 3 二 大气的重要性1 人类生存的要素2 助燃3 保护生物阻止红外线辐射 地球温度变化幅度小 阻止紫外线辐射 地面辐射少 减少皮肤癌的发生 4 反射电磁波 传播消息 2020 1 12 4 三 空气污染的概念GB6919 86 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 称为空气污染 原因 人类活动 自然过程必要条件 足够的浓度和时间污染源 污染物排放三个要素和过程大气状态 大气运动作用受体 对受体的影响 2020 1 12 5 4 2大气污染源及主要污染物发生机制 一 大气污染源生活污染源工业污染源交通污染源农业污染源 2020 1 12 6 二 大气主要污染物1 颗粒污染物 TotalSuspendedParticle 简称TSP 粉尘雾尘尘粒煤尘烟尘2 气态污染物SOx H2S 以SO2数量最多 危害最大 NOx NH3 种类较多 COx 主要燃烧和呼吸释放 CH 主要指有机废气 如烃 醇 酮 酯 胺等 卤素化合物 主要是含氯化合物及含氟化合物 2020 1 12 7 3 二次污染物 secondarypollutants 一次污染物 SO2 煤尘 湿度大 气温低 浓度可达4 5mg m3伦敦型烟雾二次污染物 硫酸雾和硫酸盐气溶胶洛杉矶型烟雾 photochemicalsmog NOx CH h 特征 白色或淡棕色烟雾 大气能见度降低 具有特殊气味 刺激眼睛和喉粘膜 使呼吸困难 一般发生在温度较高的夏季晴天 峰值出现在中午或刚过中午 夜间消失 机理 排放大量烃类和氮氧化物 光照条件下 形成过氧化物 形成光化学烟雾 污染质消失 污染终止 工业型烟雾 NOx CH h 重金属颗粒 酸雾 四日市和兰州市 2020 1 12 8 伦敦烟雾事件 2020 1 12 9 洛杉叽光化学烟雾 2020 1 12 10 2020 1 12 11 三 大气污染物的转归 1 自净2 转移3 污染物转化成二次污染物 2020 1 12 12 4 3大气污染的危害 一 大气污染侵入人体的主要渠道呼吸道 为主 消化道 食物 体表接触侵入 皮肤接触 二 主要危害1 对人体健康的危害 2020 1 12 13 2 对动植物的危害3 对材料的损害4 对气候的影响补充 CO2年增长率 2 39ppm y正常值 316ppm目前 330 2020 1 12 14 大气污染对植物和材料的危害 2020 1 12 15 三 全球大气环境问题温室效应 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 摘自 光明日报 2004 11 12 1 刘东生院士文章臭氧层破坏酸雨蔓延 2020 1 12 16 4 4影响大气污染物扩散的因素 一 气象因素风 气压不同的空气流动 1 动力因子气态污染物浓度 污物排量 平均风速 湍流 2 热力因子1 大气温度层结 地球表面上方大气T随h而变的情况 气温垂直递减率 定义 垂直于地球表面方向上每升高100m气温的变化值 取值 在对流层 0 65oC 100m 2020 1 12 17 0正常层 对流层 h T 原因 大气直接吸收太阳辐射能造成的增温没有地面辐射造成的增温显著 即地面是大气的主要增温热源 由于地层大气中含有吸收地面辐射能较强的水蒸气和固体颗粒物 在大气中分布是愈往上愈少 0等温层 0逆温层 2020 1 12 18 气温干绝热递减率 dryadiabaticlapserate 意义 干空气团或未饱和的湿空气团绝热上升 膨胀 T 或者下降 压缩 T 单位高度 100m 温度的变化 取值 2020 1 12 19 2 大气稳定度大气稳定度与气温干绝热递减率有密切关系 大气垂直运动的增强或者减弱取决于 d d 处于不稳定状态 上下运动 仍有升降 易于扩散稀释 d 中性状态 上下运动 推那停那 例如 某一个气团处于200m高空 温度为12 C 0 5 C 100m d 1 C 100m若气团上升至300m 温度为11 C 则要下降至200m处 若气团下降至100m 温度为13 C 则要上升至200m处 2020 1 12 20 大气稳定度判断图 2020 1 12 21 二 地理因素1 动力效应 主要是地形 地物的机械作用改变了气流的运动 地形 主要是谷地 盆地 由于四周群山屏障 减小风速 阻止空气流动 易造成逆温 地物 主要指城市各类建筑物 尤指高层 阻碍局部地区气流运行 降低风速 在建筑物背风区形成小范围的涡流 不利于污染物扩散 日落后先冷 2020 1 12 22 2 热力效应由于下垫面性质不同 使得受热 散热不均匀 引起温度场和风场的变化 例如由于下垫面性质的差异 使地表热力状况不均匀受热 形成局部气流 对大气污染物的扩散有着明显的影响 三 其他因素1 污染物排放的几何形状和排放方式不同面状排放连续排放 危害最大 地面排放2 污染源的污染物浓度 源强 源高 2020 1 12 23 4 5大气污染物的综合防治与技术 一 综合防治原则1 控制大气污染源2 防止或减少污染物的排放改革能源结构 提高煤炭品质 对燃料进行处理 改进燃烧装置和燃烧技术 采用无害工艺 开源节流综合利用 加强管理 改进汽车排气装置3 治理排放的主要污染物4 污染的法制宣传与管理 2020 1 12 24 二 消烟除尘技术1 除尘装置的技术性能指标 烟尘浓度的表示方法 烟尘的个数浓度 颗粒物的个数 单位气体体积 烟尘的质量浓度 g m3 除尘装置的处理量含义 单位时间内所能处理烟气量的大小 单位 m3 hm3 s 除尘装置的效率除尘效率 除下的烟尘量 含尘烟气总量除尘效果 未除烟尘量 含尘烟气总量 除尘装置的压力损失 压力降 烟气经除尘装置所消耗的能量 Pa mmH2O 2020 1 12 25 G 烟尘流量 g s清净气体C 含尘浓度 g m3G2 C2 Q2Q 单位时间的烟尘量 m3 s含尘气体G1 C1 Q1除尘效率 除尘效果 多级除尘效率 捕集尘粒G3 C3 Q3 2020 1 12 26 2 除尘设备简介 表4 4 表4 5 机械式除尘器按机制分类过滤式除尘器湿式除尘器静电除尘器湿式除尘器是否用液体分类干式除尘器高效除尘器除尘效率高低分类中效除尘器低效除尘器附 各种除尘装置实用性能比较 2020 1 12 27 2020 1 12 28 2020 1 12 29 三 排烟脱硫气态酸性氧化物 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 2020 1 12 30 2 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 2SO3 2NH3 SO2 H2OSO2 H2S 3S 2H2O 2020 1 12 31 钙法Ca OH 2 SO2 CaSO3 H2OCaSO3 SO2 H2O Ca HSO3 2回收石膏 CaSO3 1 2 O2 2H2O CaSO4 2H2OCa 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MgOGrillo法MgxMnOy 副产物H2SO4浓度可达98 Chemical法 MgO 2020 1 12 32 四 排烟脱硝 氮 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NO22 方法碱液吸收NaOH Na2CO3 NH3水NO NO2 2MOH 2MNO3 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 2020 1 12 33 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 400 500 C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