大气污染控制工程1 知识点总结

1、第一章1、大气：环绕地球的全部空气总和。2、传统的大气污染控制方式：吸收、吸附、催化、燃烧、冷凝。3、大气层：分为对流层、平流层、电离层。臭氧层位于对流层和平流层之间。4、环境空气：指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气。5、大气污染：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，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的舒适、健康和福利或危害了生态环境。6、大气污染系统：人口增长、经济增长、科技社会空气质量的改变-不便利、国际争端、健康危害、自由减少、花费增加、新技术7、大气污染研究内容：大气污染来源、污染控制技术、大气污染物的大气层行为、大气污染物的影响、立法和管理措

2、施&污染源：（1）人为源：运输，发电，工业生产，工业和家庭的燃料燃烧，垃圾燃烧（2）自然源：地理（间歇喷泉，火山，海洋）气象（闪电）动物（反刍动物，白蚁）植物9、大气污染分类：（1）气溶胶污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。（2）气态污染物：以分子状态存在的污染物A、一次污染物：直接从污染源排到大气中的原始污染物质B、二次污染物：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。10、全球性大气污染问题：温室效应、臭氧层破坏、酸雨。（1）温室效应：大气中二氧化碳或其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、氟氯碳等，

3、可以是太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象。温室效应的影响：气候变暖，海平面升高，生态影响，农业变化。（2）酸雨：在清洁的空气中被二氧化碳饱和的水PH为5.6，故将PH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水称为酸雨。11、光化学烟雾（photochemicalsmog:在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾，称为光化学烟雾（优势带有紫色或黄褐色）。12、烟雾的健康影响：能见度下降，心肺问题，抵抗力下降，促进癌症扩散，刺激眼睛，刺激呼吸道，支气管炎。13、酸沉降（acidprecipitation:

4、化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SOx和NOx，在大气中形成硫酸或硝酸，又以雨雪雾等形式返回地面，形成酸沉降。分为：干沉降和湿沉降14、大气污染控制方法：（1）清洁过程和清洁产品（2）持续发展的能源政策（提高清洁能源的比例，提高能源效率并节省能源，发展清洁燃煤技术，发展新能源和再生能源）（3）建立联合工业基地15、大气污染的危害：（1）影响人类健康（2）损害财产（3）影响大气能见度第二章1、污染控制方法：促进扩散、通过技术改进减少排放量、末端治理技术。促进扩散：(1) 抬咼烟囱(2) 间歇式控制方案：极端或特殊条件下应用。关闭工厂、更换燃料、减少产量。(3) 重新布置工厂通过技术流程改进减少排放量

5、：(1) 流程改进：选择最经济的控制方案，改变燃料，改变行为。(2) 源头治理。2、资源回收利用3、污染物的最终去向：回收利用、燃烧、填埋。4、空气污染控制系统和装置的设计：典型的空气污染控制系统包括：气体收集装置、控制装置、气体输送装置(风扇、鼓风机)、管道、烟囱。5、大气污染控制设备中的气体流速：经济流速(economicvelocity)：使动力花费和设备维修管理费用最低的流速。经济流速一般在1218m/s。6、效率和穿透率7、均相和非均相污染物：即单一污染物和混合污染物，颗粒物属于非均相污染物。9、燃烧：多数污染物来自于燃烧过程。CxHy+(x+y/4)O2xCO2+(y/2)H2O(

6、1) 燃烧热：如果将一定量的燃料和恰好将其完全氧化的氧化剂完全反应，然后将燃料生成的产物降低至反应前的温度，将有一部分的能量以热能的形式散发出去，这些能量称为燃烧热。(2) 完全燃烧的因素：3T原则：温度、时间、混合度。(3) 燃烧的分类：直接燃烧，热燃烧，催化燃烧。10、管道输送系统的设计：(1) 总压力损失=摩擦压力损失+局部压力损失。(2) 计算管道压力损失的目的：确定管道直径、确定压力损失、选择鼓风机和电子引擎吸收1、吸收：指某物质通过相界面从气相转移至液相溶剂中。2、吸收原理(原则)：(1) 被吸收的污染物必须能溶解于液体。(2) 气液之间的连接(转移)的污染物取决于其溶解度。(3)

7、 吸收后的吸收剂必须被处理：解吸(desorption/stripping)3、吸收的目的：回收可利用的物质、去除有害物质4、化学吸收的优点：(1) 液膜吸收系数增大。(2) 增加吸收组分的溶解度并减少其平衡分压。(3) 填料的有效表面积增加。5、化学吸收的步骤：(1) 溶质A从气相扩散到界面（2）溶质A扩散到液相（3）反应物B扩散到液相（4）溶质A于B在反应区进行反应（5）产物从反应区扩散到液相6、化学吸收的传质速率计算（重点）吸附1、吸附的定义：是用多孔固体吸附剂将气体或液体混合物中的一种或数种组分浓集与固体表面，而与其他组份分离的过程。吸收与吸附的区别：（1）吸收是气相组分从气相转移至液

8、相中，而吸附是从气相转移至固体表面。（2）吸收用于去除或回收气体中浓度较大的有害或有用成分，而吸附用于去除一般方法难分离的低浓度有害物质。2、吸附质：被吸附到固体表面的物质。吸附剂：能够附着吸附剂的物质。3、下使用吸附工艺的条件：（1）浓度很小（2）污染物不能被氧化（3）在密闭空间内净化空气（4）污染物有毒4、物理吸附：由于分子间范德华力引起，可以是单层吸附，也可以是多层吸附。特征：（1）吸附质与吸附剂不发生化学反应。（2）吸附过程极快，参与吸附的各相间常常瞬间达到平衡。（3）吸附为放热反应。（4）吸附剂与吸附质间的吸附力不强。5、化学吸附：由于吸附质与吸附剂之间的化学间作用力引起，单层吸附，

9、需要活化能。特征：（1）有很强的吸附选择性。（2）吸附速率慢，达到吸附平衡需要很长时间。（3）升高温度可以提高吸附速率。6、吸附的影响因素：（1）运行条件，如温度、压力、气速。（2）吸附剂。（3）吸附质。（4）吸附剂的反应活性。（5）吸附柱。7、再生方法：（1）升高温度（2）改变压力（3）置换：选择合适的脱附剂，将吸附质置换与吹脱出来。（4）净化气体（5）萃取8、吸附设备：固定床吸附器、移动床吸附器、流化床吸附器。9、固定床吸附器的计算。（希洛夫公式，必考）10、吸附剂活性：单位吸附剂所能吸附的吸附质的量，是吸附剂吸附能力的标志，常以吸附剂上已吸附吸附质的量与所用吸附剂的量之比的百分数表示。1

10、1、静活性：在一定温度下，与气体中被吸附物的初始浓度达平衡是单位吸附剂上可能吸附的最大吸附量。即在一定温度下，吸附剂达到饱和时单位吸附剂所能吸附的吸附质的量。12、动活性：吸附过程还没有达到平衡时单位吸附剂所能吸附的吸附质的量。与排放标准相关。13、吸附等温线（adsorptionisotherm:一定温度下吸附达到平衡时，吸附质在气、固两相中的浓度关系，一般用吸附等温线表示。催化1、催化：催化作用是指催化剂在化学反应过程中所起的加快化学反应速率的作用。2、催化的应用：工业气体中去除SO2和NOx、VOCs和臭气的催化燃烧、汽车尾气的催化转化3、催化特性：加快正、逆反应速率，缩短平衡时间，使反

11、应更快进行并且在能在低温下反应，特殊选择性4、催化剂：在催化反应中增加反应速率且不被消耗的一种化学物质。5、催化剂的组成：（1）活性组分：是催化剂中能加快化学反应速率的主要成分。他是催化剂的核心，能单独使用。一类由金属物质组成如铂银铜，另一类为氧化物或硫化物组成（2）助催化剂：本身对化学反应无催化性能，但与活性物质共同存在时，能显著提高活性组分的催化能力（3）载体：承载活性组分和助催化剂。6、载体的作用：节省催化剂、加大催化剂面积，提高分散度，提高活性、在分解还原过程中，没有明显体积收缩、增大强度，提高催化剂寿命7、催化剂的性能：活性，选择性，稳定性。8、活性：A=m/mR选择性：一种催化剂在

12、一定条件下只对其中一个反应起加速作用的特性。9、稳定性（寿命）：热稳定性、机械稳定性、化学稳定性。影响因素有老化和中毒（暂时和永久）10、催化剂使用的三个阶段：诱导期、稳定期、老化11、降低活性的因素：活性组分的减少、烧结、体积减小、碳堆积、中毒12、气固催化反应过程：（1）反应物从气相主体扩散至催化剂颗粒外表面。（2）反应物由催化剂外表面向微孔内扩散。（3）反应物在催化剂内表面上被吸附。（4）反应物在催化剂内表面上进行化学反应，生成产物。（5）产物脱附离开吸附剂内表面。（6）产物从微孔向外表面扩散。（7）产物从外表面进入气相主体。硫氧化物1、硫氧化物和氮氧化物产生的影响：（1）对呼吸道有强烈

13、刺激作用。（2）导致PM10和PM2.5的产生，降低大气能见度。（3）是产生酸雨的根本原因。2、硫元素和氮元素的氧化还原：硫化氢一一硫一一二氧化硫一一三氧化硫一一硫酸氨气氮一氧化氮二氧化氮硝酸其中，二氧化硫含量最多。3、二氧化硫在大气中的流动方式：（1）产生：由于人类燃烧含硫燃料和提炼硫铁矿等行为，导致了二氧化硫的排放。（2）控制措施：主要是将二氧化硫转化为二水合硫酸钙进行填埋或者回收利用。4、硫的控制：（1）减少硫的来源：A、天然气的沉积物中含有硫B、石油精炼的副产物中含有硫C、煤的气化产生的燃料气中含有硫（2）硫的吸收和去除：（重点）A、硫化氢：硫化氢能溶于水，用弱碱在去除器中进行再生，将

14、硫化氢氧化为硫单质或硫氧化物，用强碱处理吸收器中的溶液。其中，硫化氢氧化为硫单质的过程称为克劳斯工艺（必考），方程式为：H2S+1/2O2S+H2O。B、高浓度二氧化硫废气（2%40%）：来源于硫铁矿的提炼，将其中的二氧化硫转化为硫酸：二氧化硫一一三氧化硫一一硫酸C、低浓度二氧化硫废气（0.1%）：来源于燃煤发电厂，烟道气除硫。（3）石灰石-石膏湿法反应机理（重点）Ca（OH）+SOCaSO1/2HO+1/2HO2 2322CaCO+SO+1/2HOCaSO1/2HO+CO3 22322CaSO1/2HO+SO+1/2HOCa（HSO）2CaSO1/2HO+O+3HO2CaSO2HO32224

15、2Ca（HSO）+1/2O+HOCaSO2HO+SO3丿222422存在的问题：腐蚀，固体物质的沉积和堵塞，流沙分离器的堵塞，试剂使用率低，固液分离效果不好。（4）干燥系统：向气流中注入碱性颗粒物，含有二氧化硫的颗粒物被捕捉到颗粒物收集器中。这个方法消除了处理湿泥的问题。5、总述：（1）对于含有少量硫的液态或气态燃料，常用的处理方法是利用催化剂将其中含有的硫转化为硫化氢，弱碱洗气，通过克劳斯工艺将硫化氢氧化为单质硫，然后将其出售用于硫酸生产或者进行填埋。（2）对于硫铁矿的提炼，该过程产生的废气中含有4%或以上的二氧化硫，最常用的去除方法就是将其转化为硫酸。（3）对于大型工厂使用的煤炭或者含硫量

16、高的油，最常用的方法是将其燃烧后对工厂排除的有害气体进行处理，用石灰石-石膏湿法或者喷雾干燥剂，将二氧化硫转化为二水合硫酸钙，将其进行填埋或者用于壁板制作材料。氮氧化物1、NJ（1）n2o：对全球气候变暖有显著影响，并且参与对臭氧层的破坏。（2）NO：是大气中NO2的前体物，也是形成光化学烟雾的活跃组分，它会诱发大气污染物的一系列化学反应。（3）NO2:红棕色有窒息性臭味的活泼气体，具有强烈的刺激性，酸雨的主要成分。2、氮氧化物与硫氧化物的对比：相似：（1）氮氧化物与硫氧化物都能与水和氧气在大气层反应分别生成硝酸和硫酸，这两者酸都是酸雨的主要成分（2）两者都通过大气层的转化后导致或形成PM2.

17、5或PM10（3）两者都在大气中被大量释放，都是被管理的污染物质。高浓度的两类氧化物会对呼吸产生强烈刺激。（4）两者都通过焚烧，尤其是燃煤产生并排放到大气中。不同：（1）机动车是氮氧化物的主要排放源，然而硫氧化物的排放量很少。（2）硫氧化物是由于地面的物质产生的，氮氧化物大多是由于空气中的物质形成（3）氮氧化物在燃烧中的形成可大幅度减少通过操纵时间、温度和燃烧的氧含量,。硫氧化物的减少是不可能的。（4）硫氧化物最终会变成CaSO42H2O或被填埋，氮氧化物最终转化为氮气或氧气,在被转送回大气中（5）硫氧化物会与水快速反应形成酸，与此不同，氮氧化物经过两步形成酸。3、氮氧化物排放的控制：（1）改进燃烧过程防止氮氧化物形成（2）化学法处理燃烧气，燃烧后，将氮氧化物转化为氮气。4、控制氮氧化物生成因素：氧气含量、温度和分布、燃烧区的冷却等级（低温好、燃烧炉的形状（分段燃烧）5、氮氧化物末端燃烧治理的难度：大量的燃烧气、低氮氧化物浓度、氮氧化物总量大。6、烟气脱硝方法：吸附、吸收、SCR（选择性催化还原）、SNCR（非选择性催化还原）（1）SCR：以氨为还原剂，通常在空气预热器上注入汉NOX的烟气。还原效率随温度变X化。反