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大气污染控制工程第1章 概论1、 大气是指环绕地球的全部空气的总和；环境大气是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气。可见，“大气”与“空气”是作为同义词使用的，其区别仅在于“大气”所指的范围更大些，“空气”所指的范围相对小些。2、 大气的组成：干燥清洁的空气、水蒸气和各种杂质。3、 按照大气污染的范围来分，大致可分为四类：局部地区污染，局限于小范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响；地区性污染，涉及一个地区的大气污染，如工业区及其附近地区或整个城市大气受到污染；广域污染，涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；全球性污染，涉及全球范围的大气污染。4、 大气污染物按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。5、 气溶胶状态污染物：粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾（或灰霾）、雾。6、 总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100um的颗粒物。7、 可吸入颗粒物（PM10）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10um的颗粒物。8、 气体状态污染物：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。9、 硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。10、 光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氧化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类。光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重很多。11、 大气污染源：点源：即污染物集中于一点或相当于一点的小范围排放源，如工厂的烟囱排放源；面源：即在相当大的面积范围内有许多个污染物排放源，如一个居住区或商业区许多大小不同的污染物排放源；线源：污染物呈线状排放或者由移动源构成线状排放的源，如城市道路的机动车排放源等。12、 按照人们的社会活动功能不同，可将人为污染源分为生活污染源、工业污染源和交通污染源三类。13、 大气污染物侵入人体主要有三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气，其中以第三条途径最为重要。14、 大气污染综合防治的含义：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。15、 大气综合防治措施：（1）全面规划、合理布局；（2）严格环境管理；（3）控制大气污染的技术措施；（4）控制污染的经济政策；（5）控制污染的产业政策；（6）绿化造林；（7）安装废气净化装置。16、 环境空气质量控制标准按其用途可分为环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准等。按其使用范围可分为国家标准、地方标准和行业标准。17、 目前计入空气污染指数的项目定为：可吸入颗粒物（PM10)、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧和PM2.5第2章 燃烧与大气污染1、 燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。2、 煤的分类：褐煤、烟煤、无烟煤。3、 影响燃烧过程的主要因素：（1）空气条件：燃料燃烧时必须保证供应与燃料燃烧相适应的空气量。如果空气供应不足，燃烧就不完全。相反空气量过大，也会降低炉温，增加炉锅的排烟热损失。（2）温度条件：燃料只有达到着火温度，才能与氧作用而燃烧。着火温度系在氧存在下燃质开始燃烧所必须达到的最低温度。（3）时间条件：燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。（4）燃料与空气的混合条件：混合程度取决于空气的湍流度。若混合不充分，将导致不完全燃烧产物的产生。通常把温度、时间和湍流度称为燃烧过程的“3T”。4、 燃料燃烧的理论空气量：通常假设空气仅是由氮和氧组成的，其体积比为3.785、 空气过剩系数：一般把超过理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数。6、 计算：P43 例2-37、 过剩空气校正：P47 公式2-12和2-138、 计算：P48 例2-4和例2-59、 看看p59 燃烧过程中其他污染物的形成第3章 大气污染气象学1、 大气圈垂直结构：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。2、 主要气象要素：（1）气温：气象上讲的地面气温一般是指距地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度；（2）气压：是指大气的压力；（3）气湿：空气的湿度简称气湿，表示空气中水汽含量的多少；（4）风向和风速：气象上把水平方向的空气运动称为风，风向是指风的来向，风速是指单位时间内空气在水平方向运动的距离；（5）云况：云是漂浮在空中的水汽凝结物，云的生成与否、形成特征、量的多少、分布及演变，不仅反映了当时大气的运动状态，而且预示着天气演变的趋势；（6）能见度：是指视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大水平距离。3、 太阳、大气和地面的热交换过程：首先是太阳短波辐射加热了地球表面，然后是地面长波辐射加热了大气。因此，近底层大气温度随地表温度的升高而增高；随地表温度的降低而降低；地表温度的周期性变化引起底层大气温度随之发生周期性变化。 4、 比较气温垂直递减率与干绝热直减率的大小来判断大气稳定度：，大气稳定；，大气是中性的；，大气不稳定。5、 根据逆温生成过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温及锋面逆温。6、 典型的烟流形状：（1）波浪型：烟流呈波浪形，污染物扩散良好，发生在全层不稳定大气中，即。多发生在晴朗的白天，地面最大浓度落地点距烟囱较近，浓度较高；（2）锥型：烟流呈圆锥形，发生在中性条件；（3）扇型：烟流垂直方向扩散很小，像一条带子飘向远方。从上面看，烟流呈扇形展开；（4）爬升型（屋脊型）：烟流的下部是稳定的大气，上部是不稳定的大气。一般在日落后出现，由于地面辐射冷凝，低层形成逆温，而高空仍保持递减层结；（5）漫烟型（熏烟型）：对于辐射逆温，日出后逆温从地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐扩展，当扩展到烟流的下边缘或更高一点时，烟流便发生了向下的强烈扩散，而上边缘仍处于逆温层中，漫烟型便形成了。7、 地方性风场：海陆风、山谷风和城市热岛环流第四章 大气扩散浓度估算模式1.高斯扩散模式(1)坐标系：原点为排放点（无界点源或地面源）或高架源排放点在地面的投影点，x轴正向为平均风向，y轴在水平方向上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，z轴垂直于水平面xoy,向上为正向（2）四点假定：污染物浓度在y、z轴向上的分布符合高斯分布；在全部空间中风速是均匀、稳定的；源强是连续均匀的；在扩散过程中污染物质的质量是守恒的其他内容看看书上P892.烟气抬升高度的计算(看看书P93) 第五章 颗粒污染物控制技术基础1. 粒径定义法：（1）用显微镜法观测颗粒时，采用如下几种粒径;定向直径dF,也称菲雷特直径，为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，也称马丁直径，为各颗粒在投影图中按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,也称黑乌德直径，为与颗粒投影面积相等的园的直径。若颗粒的投影面积为A，则；同一粒径(2) 用筛分法测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度；(3) 用光散射法测定时可得到等体积直径dV，为与颗粒体积相等的圆球的直径。若颗粒的体积为V,则。(4) 用沉降法测定时，一般采用如下两种定义：斯托克斯直径ds,为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径。空气动力学当量直径da,为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（）2. 粉尘的物理性质（P143）3. 净化效率的表示方法装置进口处的气体流量为、污染物流量为、污染物浓度为装置出口处的相应量为、装置捕集的污染物流量为（1） 总效率（2） 通过率 (3)分级除尘效率(5)多级串联运行时的总净化效率4. 颗粒捕集的理论基础（1） 流体阻力在不可压缩的连续流体中，作稳定运动的颗粒必然受到流体阻力的作用。这种阻力是两种现象引起的，由于颗粒具有一定的形状，运动时必须排开其周围的流体，导致其前面的压力较后面大，产生了所谓的阻力；二是由于颗粒与其周围流体之间存在这摩擦，导致了所谓的摩擦阻力。通常把这两种阻力同时考虑在一起，称为流体阻力。（2） 阻力导致的减速运动对于接近静止的气体中，以某一初速度u0运动的球形颗粒，除了气体阻力外再无其他力的作用，颗粒做非稳态减速运动。（3） 重力沉降颗粒物受重力作用下沉（4） 离心沉降离心力是惯性碰撞和拦截作用的主要除尘机制之一。（5） 静电沉降在强电场中，如在电除尘器中，忽略重力和惯性力等作用，荷电颗粒所受作用力主要是静电力和气流阻力（6） 惯性沉降若有一静止的或缓慢运动的障碍物处于气流中，则成为一个靶子，使气流产生绕流，可能使某些颗粒沉降到上面。（7） 扩散沉降由于小颗粒受到气体分子的无规则撞击，使它们像气体分子一样做无规则运动，便会发生颗粒从浓度较高的区域向浓度较低的区域的扩散第六章1、 除尘机理（1） 机械除尘器：利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离（2） 电除尘器：含尘气体在通过高压电场进行电离的过程，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来（3） 袋式除尘器：使含尘空气通过过滤料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层做滤料的空气过滤器（4） 湿式除尘器：使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集，或使粒径增大2、 旋风除尘器除尘机理 普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。含尘气体进入除尘器后，沿外壁由上到下做旋转运动，同时有少量气体沿径向 运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴线旋转，最后经排出管排出。通常将旋转向下的外圈气流称为外涡旋，旋转向上的中心气流称为内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，达到外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力下降，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，达到顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后达到排出管下端附近被上升的内涡旋旋转带走，从排出管排出，这股旋转气流称上涡旋。3、 影响旋风除尘效率的因素：二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量。（P182如何影响的自己看看）4、 电除尘器的主要有点是：（1） 压力损失小，一般为200-500Pa（2） 处理烟气量大，可达105-106m3/h（3） 能耗低，大约0.2-0.4 kWh/(1000m3)（4） 对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99%（5） 可在高温或强腐蚀性气体下操作5、 粒子荷电的三种方式：电场荷电、扩散荷电、电场荷电和扩散荷电的综合作用6、 驱进速度（计算自己看P197）7、 电除尘器的清灰方式：(1) 电晕级表里清洁最一般的方法是对电极采取振打清灰，使电晕极上的粉尘很快被振打干净(2) 集尘器清灰方式在湿式除尘器中，一般是用水冲洗集尘器板，使极版表面经常保持着一层水膜，随水膜流下，达到清灰的目的在干式除尘器中沉积的粉尘，由机械撞击或电极振动产生的振动力所清除8、 粉尘的导电性9、 袋式除尘器的压力损失由通过清洁滤料的压力损失和通过灰层的压力损失10、 袋式除尘器的清灰方式：（1）机械振动清灰；（2）逆气流清灰；（3）脉冲喷吹清灰。11、 电袋除尘器主要有串联式电袋除尘器和混合式电袋除尘器两种形式（P222）12、 分割粒径的概念aaaaaa13、 喷雾塔洗涤器的过程圆柱形的喷雾塔是一种最简单的湿式除尘器，在逆流式喷雾塔中，含尘气体向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动。因颗粒和液滴之间的惯性碰撞、拦截和凝聚等作用，使较大的粒子被液滴捕集。假如气体流速较小，夹带了颗粒的液滴将因重力作用而沉于塔底。14、 旋风洗涤器的过程喷雾作用发生在外涡旋区，并捕集颗粒，携带颗粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底。进水喷嘴也可以安装在旋风洗涤器入口处。在出口处通常需要安装除雾器。15、 文丘里洗涤器的过程含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐变为动能，在喉管入口处，气速达到最大，一般为50-180m/s.洗涤液（一般为水）通过沿周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速。第七章基本工作原理1.气体吸收：用液体洗涤含污染物的气体，而从废气中把一种或多种污染物除去。实际上就是吸收质分子从气相向液相的相际间质量传递过程。2.气体吸附：用多孔固体吸收剂将气体（或液体）混合物中一种或数种组分浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。3.气体催化转化：就是借助催化剂的催化作用，使气体污染物在催化剂表面上发生化学反应，转化为无害或易于处理和回收利用物质。第八章1.石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术的化学反应原理：用石灰石或者石灰浆液吸收烟气中的SO2，首先生成亚硫酸钙：石灰石：CacCo3 +SO2+0.5H2OCaSO3石灰：然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙2. 烟气脱硫技术的综合比较(P370-372） 自己看看第十章1、 氮氧化物主要：N2ONON2O3NO2N2O4N2O5,大气中NOx主要是以NONO2的形式存在。2、 NOx 一类由燃料中固定氮生成的NOx，称为燃料型NOx，燃料中形成的第二类NOx由大气中的氮生成，主要产生于原子氧和氮之间的化学反应。这种NOx只在高温下形成，称为热力型NOx。低温火焰中由于含碳自由基存在，还会生生成三类NOx，称为瞬时NOx。3、 控制NOx排放的技术分为两大类：一是所谓的源头控制，通过各种技术，控制燃烧过程中NOx的生成反应，另一类是尾部控制，把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2，从而降低NOx的排放。4、 低NOx燃烧技术包括1、低氧燃烧2、降低助燃空气预热温度3、烟气循环燃烧、：4、分段燃烧、5、浓淡燃烧技术6、再燃技术（p390看看原理） 5、 SCR和SNCK两种方法区别（非官方答案p400）前者以氨作还原剂，后者以尿素或氨基化合物注入烟气作还原剂。前者还原反应最佳温度是290-400，后者则需要930-1090.前者转化效率60%-90%后者较低只有30%-60%后者的有一个优势就是易于安装。6、 烟气同时脱硫脱硝分为三类;第一类是烟气脱硫和烟气脱硝的组合技术；第二类是利用吸附剂同时脱除SOx和NOx第三类对现在技术进行改善，增加脱硝功能。7、 烟气同时脱硫脱硝常用方法：电子束辐射法、湿法同时脱硫脱硝技术、干法同时脱硫脱硝工艺8、 9-13看作业9、 挥发性有机物污染控制：是一类有机化合物的统称，在常温下他们的蒸发速率大，易挥发。其排放有天然和人为两种。10、 温度越高，蒸汽压越大11、 VOCs污染控制技术基本可以分为两类：一类是以替代产品、改进工艺、更换设备和防止泄漏为主的预防措施。第二类是末端治理为主的控制性措施，其包括回收、浓缩、膜分离、吸收、吸附、氧化分解、生物降解、氧化。12、 燃烧法控制VOCs污染工艺有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧1、直接燃烧的温度在1100度，燃烧产物CO2H2O和N2。不适合低浓度废气。2、热力燃烧温度较低在540-820度都行，废气中有害可燃组分氧化成CO2和水，不过此可以节省投资费用，和辅助材料费用。催化燃烧法可消除恶臭气体成功应用于金属印刷、绝缘材料等多种行业中净化有机废气。废弃物温度和有机物浓度较高对燃烧反应和热量回收有利具有较好的经济效应，而且安全要求温度低，对可燃组分浓度和热值限制较小；为使催化剂延长寿命，不允许废气中含有尘粒和雾滴。13、 生物洗涤、生物滴滤塔、生物过滤塔各自过程。生物洗涤塔经有机物驯化的循环液由洗涤塔顶部布液装置喷洒而下，与沿塔而上的气相主体逆流接触，使气相中的有机物和氧气转入液相，进入再生器，被微生物氧化分解得以降解。生物滴滤塔气体由塔底进入在流动过程中与已接种的挂膜生物滤料接触而被净化，净化后气体由塔顶排除。生物过滤塔，气体由塔顶进入滤塔，在流动过程中与已接种挂膜生物滤料接触而被净化，净化后气体由塔顶排出。14、 看作业10-8第十一章 城市机动车污染控制1、 一氧化碳（CO）的形成：CO的生成机理比较复杂，若以R代表碳氢根，则燃料分子RH在燃烧过程中生成CO大致经历如下步骤：CO的生成量主要受混合气浓度的影响。在过剩空气系数1的稀混合气工况