大气污染与防治(下).ppt

第三章大气污染与防治 第四节全球大气环境问题 第五节大气污染综合防治 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 2 世界酸雨分布 北美 西欧 北欧和我国西南地区 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 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 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 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 b NO2的氧化途径 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 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 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 第五节大气污染综合防治 一 大气污染的治理 一 烟气治理的基本流程 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 2 重力沉降室 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 50 m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 3 旋风除尘器 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 4 袋式除尘器 5 电除尘器 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 1 m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 6 湿式除尘器 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 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 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 氨 酸法H2SO4 2NH4HSO3 NH4 2SO4 2SO2 2H20HNO3 NH4HSO3 NH4NO3 SO2 H20 氨吸收法烟气脱硫工艺 氨吸收法烟气脱硫工艺 氨 亚氨法NH3 NH4HSO3 NH4 2SO3NH4HCO3 NH4HSO3 NH4 2SO3 CO2 H20 氨吸收法烟气脱硫工艺 氨 硫氨法NH3 NH4HSO3 NH4 2SO32 NH4 2SO3 O2 2 NH4 2SO4 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 钠碱法烟气脱硫工艺 亚硫酸钠法NaHSO3 2NaOH Na2SO3 H2O 钠碱法烟气脱硫工艺 亚硫酸钠循环法或威尔曼洛德钠法2NaHSO3 Na2SO3 SO2 H2O 2 干法烟气脱硫技术 活性炭吸附法 催化氧化法 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 四 烟气脱硝 2 吸附法利用吸附剂对N