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绿色材料与清洁生产课程评分标准 共计80分1.按照课堂要求内容独立完成 20分2.论文题目与所讲内容相符 20分2.论述清楚、结构完整、符合格式规范要求 20分3.字数不少于5000字 10分4.摘要字数100-200之间 10分论文题目论文题目结合课堂讲课内容自拟，但不要脱离课堂内容。最好结合实际。论文共分两部分：1.结合第一章环境保护、第二章可持续发展的讲课内容写出相关内容论文。2.结合第三章绿色材料、第四章清洁生产的讲课内容写出相关内容论文。范文关于水泥工业大气污染及治理技术的概述10081212 摘要 水泥在生产过程中对环境会产生气、水及噪声等污染，其中主要的还是对大气排放的粉尘及有害气体的污染。我国水泥工业经过多年的发展，产量连续多年位居世界第一，在结构性调整和减少烟尘排放方面取得了重要进展。不少新型干法生产线的粉尘治理已接近国际先进水平。但是当前我国水泥工业的结构性矛盾仍十分突出，从总体上看，环境污染依然比较严重。本文阐述了大气污染的污染源记原理，水泥工业中的治理技术以及相应的设备，并且对于大气综合治理提出一些实质性的建议关键词 水泥工业大气污染 治理技术 治理设备 1.大气主要污染源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舒适，健康和福利或危害了环境。1.1大气污染源大气污染源：（1）燃料的燃烧：冬季取暖煤烟型污染（2）工业生产过程：如冶金过程形成的烟（3）交通运输：汽车废气、扬起的尘土（4）自然灾害：火山喷发、流星燃烧产生宇宙灰尘。1.2大气污染物大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人或环境产生有害影响的那些物质。按其存在状态可概括为二大类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。气溶胶状态污染物在大气污染中，气溶胶系指固体粒子，液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。从大气污染控制的角度，按照气溶胶的来源和物理性质，可将其分为如下几种：a粉尘(dust)：粉尘系指悬浮于气体介质中的小固体粒子，能因重力作用发生沉降，但在某一段时间内能保持悬浮状态。它通常是由于固体物质的破碎、研磨、分缎、输送等机械过程，或土壤，岩石的风化等自然过程形成的。粒子的形状往往是不规则的。粒子的尺寸范围，在气体除尘技术中，一般为1200m左右。属于粉尘类的大气污染物的种类很多，如粘土粉小，石英粉尘、煤粉、水泥粉尘、各种金属粉尘等在大气污染控制中，还根据大气中的粉尘(或烟尘)颗粒的大小，将其分为飘尘、降尘和总悬浮微粒b烟(fume)：烟一般系指由冶金过程形成的固体粒子的气溶胶。它是由熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物，在生成过程中总是伴有诸如氧化之类的化学反应。烟的粒子尺寸很小，一般为0.01一lm左右。产生烟是一种较为普遍的现象，如有色金属冶炼过程中产生的氧化铅烟、氧化锌烟，在核燃料后处理厂中的氧化钙烟等。c飞灰(flyash)：飞灰系指随燃料燃烧产生的烟气飞出 的分散得较细的灰分。d黑烟(smoke)：黑烟一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶在某些情况下，粉尘、烟、飞灰、黑烟等小固体粒子气溶胶的界限，很难明显区分开，在各种文献特别是工程中，使用得较混乱，根据我国的习惯，一般可将冶金过程或化学过程形成了固体粒子气溶胶称为烟尘；将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不需仔细区分时，也称为烟尘在其他情况，或泛指小固体粒子的气溶胶时，则通称粉尘。e雾(fog)：是气体中液滴悬浮体的总称在气象中指造成能见度小于lkm的小水滴悬浮体。在工程中，雾一般泛指小液体粒子悬浮体，它可能是由于液体蒸汽的凝结，液体的雾化及化学反应等过程形成的，如水雾、酸雾、碱雾、油雾等。气体状态污染物气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物。气态污染物的种类很多，大部分为无机气体常见的有五大类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳氧化物、碳氢化合物及卤素化合物等。对于气态污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。在大气污染中目前受到普遍重视的一次污染物主要有硫氧化物(SOx )、氮氧化物(NOx)，碳氧化物(CO，CO2)以及碳氢化物(HC)等受到普遍重视的二次污染物主要是硫酸烟雾(Sulfurous smog)和光化学烟雾(Photochemicalsmog)。2.环境空气质量标准和大气污染物综合排放标准 随着大气污染状况不断加剧、对环境破坏造成的影响日益严重和群众环境保护意识不断增强的背景下，为保障人体健康，我们要严格粉尘及其它大气污染物排放控制要求，并考虑技术、经济可行性，推行节约并合理使用能源、高效低污染燃烧以及末端治理相结合的综合排放措施，促进资源的合理利用和水泥工业结构的调整与发展，实现环境保护与水泥工业发展的双赢。环境大气质量标准污染物名称取值时间浓度限值一级标准二级标准三级标准二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25氮氧化物NOX年平均日平均1小时平均0.050.100.150.050.100.150.100.150.30二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.243.污染物排入大气后发生的物理和化学变化3.1污染物在大气中的扩散和稀释大气对污染物的稀释扩散是大气环境容量的一个重要方面。在废气浓度较低、危害性相对较小或排放总量小的场合下，常用烟囱将废气或烟尘排放到一定高度的空中，使得污染物向更广范围进行扩散，达到稀释并降低污染危害的目的，这种做法是实用而且合理的。废气或烟尘在烟囱中借助于烟囱对气流的动力和废气本身的热浮力的作用从烟囱口排出，进而继续上升，然后在大气中扩散。废气或烟尘在大气扩散过程中，与周围大气发生能量交换和物质转移，直到与周围大气的速度、温度等基本相近时废气或烟尘便随着大气运动而浮沉和扩散，最后与大气融为一体。废气或烟尘在大气中的扩散与许多因素有关，如废气或烟尘的性质(比重、温度)、气象条件(风力、风向、气温、湿度)、烟囱高度等，其中气象条件是最重要和难以人工控制的因素。在大气中扩散，废气或烟尘在外观上往往具有一定的几何形状，此称为烟羽。烟羽的形状通常有五种：波浪形、锥形、扇形、屋顶形、熏烟形，主要与气象条件有关。3.2污染物在大气中的化学反应 大气污染过程中，原污染物或初级污染物在大气中往往由于一系列的化学反应而形成二次污染物。众所周知的洛山矶光化学烟雾就是二次污染物形成的结果，如下表所示是光化学烟雾中的重要化学反应。NO2光 NOO OO2 O3 ONO NO2O2 OHC HCO. HCO.O2 HCO3. HCO3.HC 醛、酮等 HCO3.NO HC2.NO2 HCO3.O2 O3HCO2. HCOx.NO2 过氧化硝酸盐 上述反应的步骤说明了在汽油和其它染料的燃烧过程中所形成并排放到大气中的二氧化氮因为阳光的作用而产生了臭氧，臭氧就是二次污染物，它与碳氢化合物反应形成一系列的化合物，包括醛类、有机酸和环氧化合物。这样，大气就能够被看作为一个巨大的反应器，反应过程中不断有新的污染物形成，使得污染情况越来越复杂。4.大气污染控制的基本原理和特点与水污染控制相似，大气污染控制的根本出发点也是提倡清洁生产、改革工艺技术和改造生产设备，尽快能地削减污染物的排放量。同样，在污染物的排放前也应该充分考虑资源和能源的回收利用。在必须排放时，要采取相应的措施减少污染的危害性，具体方法有：污染源位于居民区的下风向；合理利用大气的环境容量和自净能力，建造烟囱实行高空排放；在污染源进行废气及烟尘的处理，使其达到一定要求后再排放等。就技术原理来说，废气或烟尘的处理与净化过程中广泛使用到物理方法(如扩散稀释、沉淀、离心、阻隔、吸收)、化学方法(如燃烧、催化氧化)、物理化学方法(如吸附)和生化方法(如生物滤池对废气的净化)以及尘渣和污泥的妥善处置。这些处理方法和净化设备在工程应用中可以单独使用，但往往是有机地组合成一个完整的处理工艺系统，这些方面与污水处理具有很大的共性。5.大气污染控制技术与设备大气污染控制中的主要技术方法和设备大气污染控制技术物理法分离重力除尘、离心除尘、静电除尘、过滤除尘、洗涤除尘；溶剂吸收；物理吸附；换热扩散烟囱高空排放化学法分离化学吸附转化燃烧、催化转化生物法转化5.1污染物的扩散稀释 废气或烟尘中污染物在大气中的稀释扩散受气象条件(大气稳定度、大气温度和湿度)、烟气性质(比重、温度、排出速度)以及障碍物情况所影响。 大气处于稳定状态时，污染物不易稀释扩散，污染物会积聚在地面造成污染；大气处于不稳定状态时，污染物易于稀释扩散，污染物对地面的影响得以缓减。对烟气的大气扩散形成障碍的主要有：山谷和街谷将导致烟气中烟尘降落、地面浓度增高，加剧污染危害。因此，为创造良好的扩散稀释条件，设计中应使得因此高于200 m半径范围内的障碍物5 m以上。烟囱有效高度的计算： h效h囱h动h浮 式中：h囱烟囱高度(m) h动烟气动能引起的上升高度(m) h浮烟气浮力引起的上升高度(m)最大落地浓度和距离的计算： C最大 = 0.23.Q.Cz V风.h效2.Cy X最大(h效/Cz)2/(2n) 式中：C最大最大落地浓度(g/m3) X最大最大落地浓度处距烟囱的距离(m) Q污染物排放量(g/s) Cz、Cy水平和垂直方向上的扩散系数 V风平均风速(m/s) n随大气稳定性而变的萨顿扩散系数5.2污染物的分离5.2.1除尘 除尘技术，更广义地说是非均相分离技术，它涉及粉尘的捕集、净化、回收等问题。许多烟气中含有固体颗粒状污染物，使用除尘设备将它们从烟气中分离出来，达到净化烟气、减少排放量的目的。 除尘设备按其起作用的技术原理划分主要有：重力除尘设备、离心除尘设备、惯性除尘设备、洗涤除尘设备、阻隔除尘设备、静电除尘设备等。5.2.1.1重力除尘设备 重力除尘设备类似于污水处理中的沉淀池，其核心部分是重力沉降室，按气流方向分为：平流式沉降室和垂直式沉降室两种。烟气中的固体颗粒物由于比重相对较大，在重力沉降过程中逐渐与烟气主体分离开来，并沉淀到除尘设备的尘斗。影响颗粒物重力沉降分离效率的因素主要有：烟气的过流速度、颗粒的大小和比重、布气效果等。烟气过流速度越小，则除尘效率越高，但过流速度太小则除尘设备的长度太大，投资费用增高。一般控制烟气过流速度为12m/s，除尘效率为4060。除尘设备的进气和出气口要注意防止气流的短流和偏流问题，必要安装气流分布板，并控制设备的总阻力损失为50130Pa为合适。5.2.1.2离心除尘设备 通过烟气在设备中的回转造成离心力场，尘粒由于离心力聚集在除尘器内壁，并在重力作用下沉降到灰斗，气流在除尘器中心形成内涡旋，从而将尘粒从烟气中分离出来，又称为离心除尘器、旋风除尘器。离心除尘器具有结构简单、造价较低、没有运动部件等特点，适用于去除粒径为10微 m以上的尘粒，许多情况下是作为预除尘装置出现的，除尘效率为70以上，压力损失为5001500Pa，设备的入口速度为812m/s左右。适当增加筒体高度、较小筒体直径都有利于提高除尘效率(增加气流在圆筒内的旋转圈数和强化离心力场)，但直径过小，则除尘容易逃逸，高度太大，阻力损失加大。一般筒体总高度(包括灰斗)为直径的5倍为宜。离心除尘器的卸灰部分应保证严密无缝(保证灰斗部分处于负压状态)，否则将严重影响除尘效率(灰都中尘粒被气流重新带走)。注意及时排灰。适当提高进气速度：防止细、软、潮、粘的颗粒在除尘器内壁结块，降低除尘效率、增加阻力损失。5.2.1.3惯性除尘设备使含尘烟气急剧改变气流风向，尘粒因为惯性力而偏离流线(尘粒的惯性力对于气流的惯性力)并撞击在挡板上，实现尘粒与气流分离的一种除尘设备。主要有弯管式、百叶窗式和多层填料隔板式三种。 5.2.1.4湿式除尘器湿式除尘器型式包括喷淋式（水流自上向下喷成雾状，尘粒和液滴之间的碰撞、拦截和凝聚等作用使得尘粒随液滴降落下来）、旋风式(又称为水膜式除尘器，水流经喷嘴沿切线方向在圆筒内壁形成薄膜，含尘烟气也沿切线进入圆筒，但两种流体的方向相反，尘粒在离心力作用下紧贴筒壁运动并被水膜粘附，从烟气中分离出来)。 湿式除尘器的特点：除尘的同时也能清除废气中气态污染物；捕集的粉尘不会产生飞扬；设备结构简单、阻力小(喷淋式和旋风式)、操作方便；能够处理高湿和有爆炸危险的气体。缺点是设备庞大、效率较低，对高温烟气中的热能不能进行回收利用，造成能源的浪费，并且洗涤除尘后排放大量的含尘污水，需要进行妥善处置；设备腐蚀问题和冬季防冻问题。 5.2.1.5阻隔除尘设备又称为过滤式除尘设备，其基本工作原理与污水的过滤净化和污泥的过滤脱水基本相似。按照过滤介质的基本型式分，阻隔除尘设备主要有两种：布袋除尘器和颗粒层除尘器。 含尘烟气在通过多孔介质时被截留、较大尘粒由于碰撞而被捕集、尘粒静电吸附(气流、介质和尘粒摩擦生电)。随着除尘的进行，介质表面积聚的尘粒越来越多，阻力损失越来越大，但除尘效率也越来越高。在实际应用中过滤材料可以制成袋、筒、抽屉、管状、平板等型式。滤筒式除尘器的起始阻力损失为250400Pa、终了的阻力损失为12501500Pa，对细小粉尘(1-5 m)以上的粉尘除尘效率为99.99。a.布袋除尘器：在袋时除尘器中，滤袋可以做成多种形状，如扁袋式、抽屉式、滤筒式等，其中布袋除尘器中以扁袋除尘器使用最广泛，它具有除尘效果好，处理能力大的优点。在工业污染治理中，可以使用某些工业废水作为旋风水膜除尘器的洗涤介质，达到以废治废的目的。进气速度为15m/s以上，阻力损失为5001500Pa，对1 m以上尘粒除尘效率为8899)、水浴式、泡沫式、填料式、喷射式等。能够将粒径为0.120 m的液体或固体粒子从气流中去除，同时能够去除气流中的溶解性气态污染物。烟气通过布袋的速度控制在0.52 m/min，对于0.1微米的尘粒除尘效率可达到99以上，阻力损失为10001500Pa。在袋式除尘器工作时，除尘主要靠粉尘初层起作用，因此清灰不能破坏滤布表面的粉尘初层，否则造成除尘效果的下降。b.颗粒层除尘器：以石英砂粒或其它颗粒介质(硅石、焦炭等)来分离烟气中的尘粒。颗粒粒径为25 mm，颗粒层高度为100200mm，烟气过流速度为0.12 m/s，效率为99左右，阻力损失为8001300 Pa。颗粒层除尘器通常有如下型式：振动反吹清灰型、交叉流碎石移动床型、耙式颗粒过滤型和沸腾式颗粒过滤型。颗粒层除尘器在清灰时，反吹空气以一定速度和压力从颗粒层下部经过气流分布板鼓入，使得颗粒层呈流化状态，粉尘因碰撞、摩擦而脱落，被气流带走，进入一级除尘器收集。颗粒层除尘器具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀，抗冲击，功率介质费用低廉来源广等优点，但再生较为困难，同时对微细粉尘的捕集效率还不高。另外，需定期停风进行反吹，不能连续工作，因此往往多台并联运行，轮流进行除尘和反吹。5.2.1.6静电除尘设备工业规模的静电除尘器与1907年在美国加州诞生。在静电除尘器中，以金属筒体作为一个电极(集尘极)，在其内部悬挂许多根金属线作为另一极(电晕线)。电源输出36万伏直流或脉冲电压在两极之间形成高压电场，在高压电场中烟气发生电离，气流中尘粒因为带负电荷在电场中向正极(集尘电极)作定向运动从而与烟气主体相分离，达到除尘目的。静电除尘器有电源控制箱、升压变压器和整流器等组成。与其它除尘器相比，静电除尘器对细小粉尘的除尘效率高(99)，压力损失小(200500Pa)，处理烟气的流量大，但一次性投资、结构复杂、耗用钢材较多、占地大静电除尘过程中，粉尘将聚集在电极上，必须及时去除，否则将严重影响电流的大小和均匀度。电极的清洁方法：电磁振打或锤式振打清灰，振打必须注意振打强度和频率，既达到清灰目的，又不至于使得粉尘重新飞扬。静电除尘器类型很多：其中按照电极的形状划分有板式、管式和棒式三种；按电源类型划分为交流电式和直流电式两种；按照除尘器内烟气流向有卧式和立式；按照电极清灰方式有干式和湿式；按照电晕极性有正电晕型和负电晕型；按电晕区与收尘区的关系分为合建式和分建是两种。5.2.2除雾 在分离的原理以及使用的设备上，除雾与除尘十分相似。常见的除雾设备有：重力除雾器、惯性除雾器、旋风除雾器、洗涤除雾器、过滤除雾器和静电除雾器等。适用于除尘的设备完全可以用于除雾。5.2.3.吸收 气体污染物在向液相中吸收转移时，存在着气液两相间的动态传质过程：溶解在液体中的气体作为溶质在气液界面上会产生分压力，其大小表示它们返回到气相的能力。当液体中该溶质的分压力与气相中分压力相等时，气液传质达到了平衡，溶解过程终止。吸收剂(水或碱性吸收液)与吸收质之间还可能产生化学反应，化学反应属于选择性吸收，化学吸收作用的存在将大大加快吸收过程和提高吸收效率(化学反应降低吸收体系中的吸收质浓度，提高了吸收过程推动力，同时降低了吸收结束时吸收质的含量)。由于废气中含有多种污染物组分，因此在吸收是微粒吸收和化学吸收共同作用的结果；同时，由于废气中污染物浓度较低，因此必须创造必要的条件来保证吸收效率，以便排气达标。另外，吸收过程结束后吸收剂中含有大量污染物，必须碱性妥善的处理或处置，否则做造成二次污染。废气中污染物在吸收液中的去除程严格遵守气液两相传质的亨利定律P*C/H 式中：P*吸收平衡时吸收质在气相中的分压(atm) C吸收质在吸收液中的的含量(kmoL/m3) H吸收质溶解度系数(kmoL/m3.atm)，与吸收质的溶解度和温度有关烟气的吸收法净化与前述的洗涤法(或湿法除尘)有很大的相似性，所不同的是：洗涤法的吸收介质是清水，而吸收法的介质除清水外，还可以是其它的溶剂或溶液。另外，吸收法除主要用于处理各种有害的气态污染物外，兼有除尘作用。 吸收剂的选择十分重要，选择原则为：对被吸收的气态污染物溶解度高、吸收快；为减少吸收损耗，蒸汽亚要低；无毒、无臭、无腐蚀性、难燃，化学稳定性高，冰点低；粘度低，不起泡；有利于被吸收物质的回收；来源充足，价格低廉，易于重复使用。 水是最常见、也最经济的吸收剂，易溶于水的气态污染物都可以使用水作为吸收剂吸收去除，如氨气、溴、溴化氢、氯化氢、二氧化硫。但难溶于水的气体，如氮气、一氧化氮、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等必须寻求其它的吸收剂。其中，碱性吸收剂主要有氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙溶液和氨水，用于对二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢、氯气等污染物的化学吸收；酸性吸收剂为稀的硫酸、硝酸等，用于对一氧化氮和二氧化氮等污染物的化学吸收。有机吸收剂有：煤油、聚乙醇醚、甲醇、二乙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯等可以对基甲苯、二甲苯、苯等有机性气态污染物进行物理吸收。氧化吸收剂：次氯酸钠、臭氧和氯气可以氧化甲醛、乙醛、氯化氢和甲醇等污染物。 吸收设备必须满足如下基本要求：气液有足够大的接触面积和足够长的接触时间；气液之间扰动强烈，吸收阻力小、效率高；操作稳定并有一定弹性；结构简单、维护方便，造价低；抗腐蚀和堵塞的性能。主要的吸收设备有：填料塔、板式塔、喷洒塔和文丘里吸收器。如同化工生产，填料塔内的填料多种多样，如拉西环、鲍尔环以及鞍形和波纹填料，它们的比表面积大(气液接触面积大)、气流阻力小。填料塔的主要缺点：净化含尘多的烟气时，容易造成堵塞。可采用湍流塔替代：塔内筛板上有不断湍流的空心小球(聚乙烯或聚丙烯塑料，轻、耐磨、耐腐蚀、耐高温)，小球表面的液膜不断更新，气液两相的接触和传质得以增强。筛板塔在化工中经常使用，气液在筛板上交错流动，通过气体的鼓泡进行吸收，筛板塔具有处理能力大、气流阻力小、效率高、安装制作简单、造价低等优点，主要缺点：负荷范围较窄、操作弹性小、小孔径筛板容易堵塞等。 喷洒式吸收设备：空心喷洒式、高气速并流式、机械式。空心喷洒吸收器的特点：结构简单、造价低，很小的气流阻力，适用于处理粘污严重的气体；效率低。高气流并流式喷洒吸收器：文丘里管。机械喷洒式吸收器：机械转动作用使得液体飞溅，