大气污染控制工程

1、八大公害中有关大气污染的事件：马斯河谷烟雾事件编辑1930.12.1-5比利时马斯河谷工业区SO2、NOX、金属氧化物等粉尘工厂遭遇逆温层伦敦烟雾事件1952.12.5英国伦敦COx、SO2、粉尘等火电站冬季烧煤/逆温层四日市哮喘事件1961年日本四日市粉尘、SO2石油冶炼和工业燃油洛杉矶光化学烟雾事件1952.12.1-1955.9美国洛杉矶O3、NOX、乙醛和其他氧化剂机动车、炼油厂、供油站等石油燃烧排放美国多诺拉事件1948.10.26-31美国宾夕法尼亚州SO2、金属颗粒物工业排放与扩散不佳2、大气污染定义：是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。3、大气污染物分为颗粒污染物（TSP（100m）、PM10、PM2.5 ）和气体污染物（SOX、NOX、CHX、COX、HCl、铬酸雾、硫酸雾、HF、金属化合物、氮氢化合物等）；其中气体污染物又分为一次和二次污染物（硫酸烟雾、光化学烟雾）4、总悬浮颗粒（TSP）:悬浮在空气中的粒径小于100微米的所有固体颗粒物。5、化学烟雾分为硫酸烟雾和光化学烟雾。硫酸烟雾：空气中的二氧化硫或其他硫化物在高温气象条件下，经化学作用所产生的烟雾，又称伦敦型化学烟雾。光化学烟雾：空气中的氮氧化物与碳氢化合物经光化学作用而产生的二次污染物，又称洛杉矶型化学烟雾。6、全球性大气污染问题：温室效应、臭氧层破坏、酸沉降7、温室效应：“温室气体”可使太阳短波幅射几乎无衰减地通过，但却可吸收地表的长波幅射，由此引起的全球气温升高的现象。温室气体： CO、CH4、氧化亚氮、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。9、PM2.5：环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。10、燃料：煤（固），受氧向煤扩散控制；石油（液），受蒸发过程控制；天然气（气）空气与燃料混合控制。11、燃料与燃烧：完全燃烧污染小，利用充分；不完全燃烧产生黑烟、CO等污染大，能源浪费。燃料中S和N燃烧会生成SOX和NOX，造成大气污染。 清洁程度： 气态液态固态。污染防治措施：采用清洁能源，提高燃烧效率。12、燃烧基本条件：“三T”（温度、时间、空气燃料混合程度）和空气（氧气）。13、污染物的产生的影响因素：燃料组成、燃烧方式。14、燃料产生的污染物及控制： （）SoxSOx = SO2 + SO3单质硫 S 的燃烧+硫铁矿 FeS2 的燃烧+硫醚等有机硫的燃烧燃料脱硫、燃烧脱硫、洁净燃烧技术（流化床）NOxNOx = NO + NO2燃烧型（燃料中的固定氮燃烧）、热力型（氮气高温氧化）、快速型烟气再循环法和二段燃烧法CO燃煤、燃油应当着重于其转化为CO2。CHx燃料的不完全燃烧。主要包括：烷烃、烯烃、芳香烃、含氧烃。主要源头来自汽车尾气。烟尘黑烟（未燃尽碳粒）+飞灰（燃料中不可燃矿物质微粒）煤的不完全燃烧影响烟尘的产生的因素：（1）燃用的燃料。越细，灰分越大，水分越少，飞灰越多；（2）燃烧方式。不同炉型烟尘产生量不同。（3）燃烧过程。改善燃料和空气混合情况以减少汽车尾气中的黑烟；通过煤的洗选降低煤中灰分；改善煤的燃烧方式；15、影响大气污染的气象因素：总的：气温、气压、气湿、风（风向与选址，风速越大，稀释越强）、云、太阳高度角（太阳高度角垂直时，辐射能量较高，引起气象变化，直接影响污染物扩散）、温度层结、湍流（湍流形成漩涡越大，稀释越强）局部：海陆风环流、山谷风环流、热岛效应16、大气稳定度：大气中某一高度上的一空气块在垂直方向上的相对稳定程度。17、F：粉粒沉降过程中的阻力；C：沉降速度18、粉尘润湿性：粉尘与液体相互附着的难易程度。与粉尘粒径、生成条件、温度、压力等还有液体表面张力等有关。19、机械除尘器：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器。利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气流分离的装置。重力沉降室：结构简单、投资少、易维护管理、压损小（50130Pa）。占地面积大、除尘效率低（仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子）惯性除尘器沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用（还利用了离心力和重力的作用），旋风除尘器利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离。结构简单、占地面积小，投资少，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大。除尘效率平均80%左右，捕集5m颗粒的效率不高，一般用作多级除尘的预除尘。磨损严重，旋风子易堵。21、影响旋风除尘器效率的因素：二次效应、比例尺寸、除尘器下部严密性、烟气的物理性质、操作变量22、过滤式除尘器：是利用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置，属于高效干式除尘装置。23、袋式除尘器性能指标：粉尘负荷（增大时，除尘效率提高，但滤布的积尘量太大，除尘效率反而降低，压损增大，气体处理量减小）、过滤风速（提高过滤速度，压力损失增加和去除效率下降）、压力损失、除尘效率、滤料24、电除尘器：是利用高压非均匀电场使气体发生电离，再使气体中的粉尘荷电，并在电场力的作用下，使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。25、吸收净化法的应用：烟气脱硫、烟气脱硝26、吸附：气体吸附是一种固体表面现象，是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，使其中所含的一种或数种气体组分吸附与固体表面上，以达到气体分离的单元操作过程27、常用工业吸附剂: 活性氧化铝（含水氧化铝经加热脱水而成，有粒状、片状和粉状。主要用于空气或气体干燥，CHx或石油气的浓缩、脱硫、含氟气体的净化。）活性炭（。）硅胶（坚硬无定性链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒。）分子筛（小孔径，大比表面积，只允许直径比孔径小的分子进入。）28、吸附净化法的应用：烟气脱硫、烟气脱硝、吸附法回收有机溶剂、吸附法除臭、吸附法净化含氟气体。29、吸附等温线、简述吸附与解吸的过程、电晕闭塞现象30、吸附剂再生方法：热再生、降压再生、通气吹扫再生、置换脱附再生、化学再生31、物理吸附：即范德华力 化学吸附：化学键力（通常高温）32、吸附过程：（1）外扩散：气相主体固体外表面；（2）内扩散：外表面内表面；（3）吸附：在内表面上吸附；（4）内表面脱附：在内表面上脱附；（5）内扩散：内表面外表面（6）外扩散：外表面气相主体传质推动力：气相主体与吸附剂表面积内部气相中的浓度差（C）传质阻力：外扩散+内扩散33、吸附装置：固定床吸附器（结构简单、操作方便、使用浓度范围广，单台吸附必须间歇进行）回转床吸附器（特点：实现连续操作，易于实现自动控制，且气流压力损失小，但能耗大）移动床吸附器（实现连续操作，可处理大气量，但对吸附剂磨损较大。）流化床吸附器（实现连续操作，气量大小均适用，但对吸附剂和吸附器的磨损较大。）34、吸附工艺：常压工艺、变压工艺35、催化转化法：催化转化法是利用催化剂在化学反应中的催化作用，将废气中有害的污染物转化为无害的物质，或转化为更易进一步处理和回收利用的物质。应用： 工业尾气和烟气去除SO2和NOx 有机挥发性气体VOCs和臭气的催化燃烧净化 汽车尾气的催化净化36、气固相催化的七个步骤： 外扩散：气流主体催化剂外表面； 内扩散：外表面内表面； 吸附：反应物在催化剂表面被吸附； 催化反应：被吸附反应物被催化为生成物； 脱附：生成物从催化剂表面脱附； 内扩散：内表面外表面； 外扩散：外表面气流主体。外扩散受气流状况控制；内扩散受微孔结构控制；吸附、催化和脱附为表面化学反应过程37、主要影响因素：温度：通过影响催化剂活性影响催化反应速度。（吸放热、可逆等） 空速：在一定范围内，空速增加可以提高单位体积操作压力：加压一般能加速催化反应，减少设备体积，但因催化净化处理的废气通常为通常废气，回收价值不大，一般将废气的排放压力（略高于常压）作为操作压力即可。废气的初始组成：该因素直接影响反应速度rA、VR和平衡转化率xA*。不同净化过程要求不同初始组成，如硝酸尾气氨选择催化还原需控制NO2/NH3=1:1.4；催化燃烧的有机废气，O2/HC应小于爆炸下限38、催化转化法的应用：脱硫、脱硝39、催化反应器：固定床催化反应器（绝热式、多段绝热式、列管式）、流化床催化反应器催化剂组成：主活性物质、载体和助催剂。催化剂性能三项指标：活性、选择性、稳定性。气固相催化三个图40、生物法净化气态污染物：废气的生物处理是利用微生物的生命过程把废气中的气态污染物分解转化成少害甚至无害的物质。 基本过程：降解机制：胞外酶、胞内酶 微生物吸收外界营养5种方式：主动运输：消耗能量，需要膜载体蛋白；（2）被动扩散：不消耗能量，高浓度到低浓度； （3）促进扩散：不消耗能