单元三烟气排放控制课件

单元三

烟气的排放单元三

烟气的排放1学习内容及要求（1）影响大气污染物扩散的气象因素有哪些？请定性分析各气象因素对大气污染物扩散的影响。高斯公式应用的条件是什么？应用高斯公式时需要哪些参数？如何估算相应的参数？高斯公式怎样简化，以求得高架点源在地面中心线上的污染物浓度？怎样计算地面最大浓度及所在位置？学习内容及要求（1）影响大气污染物扩散的气象因素有哪些？请定2学习内容及要求（2）烟云抬升高度的计算方法及实例；增加烟气抬升高度的措施；烟囱高度计算方法；厂址选择要考虑的因素。学习内容及要求（2）烟云抬升高度的计算方法及实例；3教学安排一、影响烟气扩散的因素二、大气污染物浓度的估算三、烟云抬升高度计算四、烟囱高度计算及厂址的选择教学安排一、影响烟气扩散的因素4一、影响烟气扩散的因素气象条件对烟气扩散的影响下垫面对烟气扩散的影响水陆交界处对烟气扩散的影响一、影响烟气扩散的因素气象条件对烟气扩散的影响5气象条件对烟气扩散的影响1、风：风向、风速2、大气湍流：大气各种尺度的次生运动3、气温的垂直分布4、大气的垂直稳定度气象条件对烟气扩散的影响1、风：风向、风速6风：风向和风速风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。风：风向和风速风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引7风向和风速水平(horizontal)方向的空气运动称为风。

（垂直方向－升降气流）风的来向叫风向（16个方位圆周等分）风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）

(km/h)

F－风力级（0～12级）

风向和风速8单元三烟气排放控制课件9

风玫瑰图

风速,m/s

某地区1988年的风玫瑰图。同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率约为11％，其中风速大于10.82m/s的频率约为1％，风速在3.35～5.41m/s的频率为3.5左右。风玫瑰图风速,m/s10风速廓线平均风速随高度的变化：由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用。风会随高度升高而增加。风速廓线平均风速随高度的变化：11风速大小对污染的分布影响无风或风速小，近污染源处地面浓度会高；风速大，则近地面的污染物浓度会小，而分布的范围增大；风速大小对污染的分布影响无风或风速小，近污染源处地面浓度会高12大气湍流大气不规则的运动。形成原因有两种：

机械湍流：由于垂直方向上的风速不均，地面粗糙不平引起

热力湍流：由于地面受热不均，或者垂直温度分布不均大气的湍流运动对气流中的污染物起到强烈混合的作用，促进了烟气的扩散大气湍流大气不规则的运动。形成原因有两种：

机械湍流：由于垂13气温的垂直分布关于太阳和地面、大气之间热量交换近地面的气温变化规律

地面吸收太阳辐射能而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给大气。这种辐射热交换是大气增温的最重要方式。气温的垂直分布关于太阳和地面、大气之间热量交换14

太阳能太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW（1012W），也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

15太阳、大气和地面的热交换太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射加热大气近地层大气温度随地表温度变化太阳、大气和地面的热交换16太阳常数地球在日地平均距离处时，和太阳光垂直的大气上界单位面积每单位时间所接收的所有波长的太阳辐射总能量

常以S表示，其值约为：1370瓦／米2太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区。可见光区占太阳辐射总量的50％，红外区占43％，紫外区只占能量的7％太阳常数地球在日地平均距离处时，和太阳光垂直的大气上界单位面17

太阳辐射在大气中的减弱而地球大气则是选择性的吸收和辐射体。太阳辐射通过大气时，分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰晶、空气分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面。假设大气层顶的太阳辐射是100％：

30％反射和散射回宇宙；20％被大气吸收；50％被地面吸收太阳辐射在大气中的减弱而地球大气则是选择性的吸收18气温的垂直分布规律气温垂直递减率r:垂直与地球表面上方向每升高100m气温变化值.r可以分为三种情况。

r>0;r<0;r=0气温的垂直分布规律气温垂直递减率r:垂直与地球表面上方向每19r计算习题某气象站测得上午10点，下午2点1.5m处气温分别是275K，281K.离地面26.5m处气温分别是274.75K,280.5K，求该大气层上午10点和下午2点的气温垂直递减率。r计算习题某气象站测得上午10点，下午2点1.5m处20r>0气温随高度递减出现的场合：少云的白天，太阳辐射强烈对污染物分布的影响r>0气温随高度递减出现的场合：少云的白天，太阳辐射强21r<0气温随高度递增又称为逆温。出现的场合：

少云无风的夜间，由于地面强烈辐射冷却形成；高压区空气向低压区沉降时形成的沉降性逆温；逆温的形成和消失过程r<0气温随高度递增又称为逆温。出现的场合：

少云无风22r=0气温随高度基本不变出现的场合：多云天或阴天；风比较大的日子对污染物分布的影响r=0气温随高度基本不变出现的场合：多云天或阴天；风比23大气垂直稳定度大气稳定度：大气垂直运动的强弱程度。气象学家把近地层大气分为稳定、中性和不稳定三种状态。大气垂直稳定度大气稳定度：大气垂直运动的强弱程度。24大气稳定度的判断方法气温的干绝热垂直递减率rd：小块空气中大气中垂直运动，并且不和周围空气发生热交换，每上升（或下降）100m时，温度降低（升高）的数值，其理论值为1度/100m可以利用气温垂直递减率r和干绝热垂直递减率rd来判断大气稳定度。

大气稳定度的判断方法气温的干绝热垂直递减率rd：小块空气中大25大气稳定度的判别方法r>rd:气流处于不稳定状态

对流强烈，烟气容易扩散r<rd：大气处于稳定状态

如为强稳定，则气层如盖子，烟气不易扩散，可造成严重污染。逆温及无风的天气容易出现严重大气污染。r=rd：大气处于中性状态

大气稳定度的判别方法r>rd:气流处于不稳定状态26翻卷形，出现条件为γ>γd出现在晴朗的白天、强烈的阳光和微风的天气翻卷形，出现条件为γ>γd出现在晴朗的白天、强烈的阳光和微27锥形，r约等于rd出现在近中性状态的天气，白天、黑夜、云量较多的场合。烟气沿风向越扩越大。锥形，r约等于rd出现在近中性状态的天气，白天、黑夜28扇形r<0发生在烟囱的出口处于逆温层，上下层大气均属于强稳定的条件。扇形r<0发生在烟囱的出口处于逆温层，上下层大气均属于强29屋脊形r上>rd;r下<rd

出现条件为下层大气强烈稳定，上层大气不稳定。日落后地面降温，出现底层逆温，而高空仍旧保持气温递减，便有此烟形，持续时间短。随着逆温层上升到烟囱以上高度，烟形将转化为扇形。屋脊形r上>rd;r下<rd出现条件为下层大气强烈30漫烟形r上<rd;r下>rd出现条件为上层大气强烈稳定，下层大气不稳定。烟囱上面出现逆温，阻碍了烟气向上扩散；而下层大气容易发生对流，烟气下冲造成地面漫烟。多发生在日出后8--10点间。持续时间短。漫烟形r上<rd;r下>rd出现条件为上层大气强烈稳定31天气形势的影响低压控制区：空气多有上升运动，云天多，风速大，多中性或不稳定状态，有利于稀释扩散；强高压控制区：会有大范围的空气下沉运动，形成沉降性逆温。连续几天出现时，则出现“空气停滞”，可能出现大范围的污染危害。天气形势的影响低压控制区：空气多有上升运动，云天多，风速大，32下垫面对烟气扩散的影响：城市城市热岛现象热岛环流，城市风，使郊区污染物又吹向市中心。下垫面对烟气扩散的影响：城市城市热岛现象33地形影响---山丘地段地形会影响气流的运动，从而改变烟气的运动和扩散。迎风面气流爬坡，携带走污染物；到背风面时气流下滑，产生涡流，污染物容易下沉。地形影响---山丘地段地形会影响气流的运动，从而改变烟气的运34山谷内地形的影响在山区，地形复杂，山前山后坡面受热很不均匀，加上日照时间的变化水平气温分布不均匀，造成局部热力环流形成坡风和山谷风山谷内地形的影响在山区，地形复杂，山前山后坡面受热很不均匀，35水陆交界区对扩散的影响由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面温度和陆面温度变化不同。白天陆面增温快于海面，陆面上空气上升，下层空气由海面吹向陆地，称为海风；夜晚则海面降温慢，气流与白天相反，称为陆风。一般，海风比陆风强大。水陆交界区对扩散的影响由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面36

海陆风

海陆风37海陆风对污染的影响海陆风对污染的影响38二、污染物浓度的估算1、高斯公式及其参数介绍2、扩散参数确定3、地面最大浓度的计算二、污染物浓度的估算1、高斯公式及其参数介绍391、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定1.坐标系1、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定401、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定2.四点假设

a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b．全部高度内风速均匀稳定c．源强是连续均匀稳定的d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）

1、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定41高斯公式介绍高斯公式介绍42高斯模式下的污染物浓度分布高斯模式下的污染物浓度分布43Q

源强：计算或实测

U平均风速：多年的风速资料

H

有效烟囱高度

,烟囱高度加上抬升高

、

扩散参数，同大气稳定状况和X有关高斯模式中需要的参数Q源强：计算或实测高斯模式中需要的参数44高斯模式简化几种形式1、y=0,高架连续点源，烟流中心垂面上的污染物浓度分布；2、z=0,高架连续点源在地面上的浓度分布；3、y=0,z=0,高架连续点源在地面中心线上的污染物浓度分布高斯模式简化几种形式1、y=0,高架连续点源，烟流中心垂面452、扩散参数的确定改进的P--T法经验参数选取法

2、扩散参数的确定改进的P--T法46改进的P--T法首先确定大气稳定度：改进的P--T法首先确定大气稳定度：47改进的P--T法查阅相应的扩散参数改进的P--T法查阅相应的扩散参数48经验参数选取法根据中国《制定地方大气污染排放标准的技术原则和方法》规定，选用此法。首先确定大气稳定度级别；查表，求出下风向x处的参数a,b,c,d经验参数选取法根据中国《制定地方大气污染排放标准的技术原则和49经验参数选取法注意事项

平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级；

工业区和城市中心区，C提至B级，D、E、F向不稳定方向提一级

丘陵山区的农村或城市，同工业区经验参数选取法注意事项

平原地区和城市远郊区，D、E、F向不503、地面最大浓度地面源和高架源在地面轴线浓度分布3、地面最大浓度地面源和高架源在地面轴线浓度分布51高架连续点源地面轴线浓度分布公式根据求导为0，推导出地面浓度最大值：高架连续点源地面轴线浓度分布公式根据求导为0，推导出地面浓度52最大地面浓度下的位置最大浓度点的扩散参数为：由参数值，及大气稳定度的类型，反查得到该最大浓度下的下风向距离x。最大地面浓度下的位置最大浓度点的扩散参数为：由参数值，及大气53三、烟气抬升高度计算烟气抬升现象烟气抬升高度的计算增加烟气抬升高度的措施三、烟气抬升高度计算烟气抬升现象541、烟气抬升现象

烟气抬升阶段喷出阶段浮生阶段瓦解阶段变平阶段1、烟气抬升现象烟气抬升阶段55影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度首先决定于烟气所具有的初始动量和浮力。烟气动量决定于烟气出口速度和烟囱内径；而浮力同烟气温度、环境空气温度差有关。影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度首先决定于烟气所具有的初始56影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度也同烟气与周围空气混合程度有关。混合程度越快，烟气的初始动量和热量散失得就越快，从而抬升高度也就越小。决定混合速率的主要因素是平均风速、湍流强度。平均风速越大、湍流越强，混合就越快，烟气抬升就低。影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度也同烟气与周围空气混合程度57影响烟气抬升高度的因素稳定层结大气中，烟气抬升高度也会小；不稳定大气中，烟气抬升高度增加；如果下垫面粗糙，地形低，近地面的湍流强，则不利于抬升；如果地形高，则对抬升有利。影响烟气抬升高度的因素稳定层结大气中，烟气抬升高度也会小；不582、烟气抬升高度计算按照国家标准规定的计算方法。2、烟气抬升高度计算按照国家标准规定的计算方法。593、增加烟气抬升高度的措施提高排气温度，减少烟道及烟囱的热量损失；选择适当的烟气出口速度；增加排气量。附近分开排放的烟囱应集中排放，可以提高排气量。3、增加烟气抬升高度的措施提高排气温度，减少烟道及烟囱的热量60四、烟囱所需高度计算及厂址选择1、烟囱高度合理设计的必要性2、烟囱高度设计的几种方法3、厂址选择的考虑因素四、烟囱所需高度计算及厂址选择1、烟囱高度合理设计的必要性611、烟囱高度合理设计的必要性污染物的最大落地浓度与烟囱有效高度成反比，烟囱越高，地面浓度就越低；同时烟囱造价同烟囱高度平方成正比；即要保护环境，又要节约投资，折中的方法是求得合理的烟囱高度，保证此高度下的地面最大浓度在当地允许的浓度内。1、烟囱高度合理设计的必要性污染物的最大落地浓度与烟囱有效高62烟囱高度的设计烟囱高度的计算按地面最大浓度计算

在0.5～1.0之间取

－标准浓度

－本底浓度（3-62）烟囱高度的设计烟囱高度的计算在0.5～1.0之间取632、烟囱高度设计的几种方法按照危险风速下的最大落地浓度计算按照一定保证率的计算方法：按照第一种方法烟囱高度偏低，只要风速小于平均风速，地面浓度即会超标；而按照第二种方法计算，虽然无论风速大小，均不会超标，但烟囱高，造价也高。因此需要对式中的风速取一定保证率下的值。2、烟囱高度设计的几种方法按照危险风速下的最大落地浓度计算642、烟囱高度设计的几种方法P值法

国标GB/T13201-91适用于平原地区的农村或城市的远郊区，以及平原地区的城市烟囱高度大于40m,排放量大于40kg/h.2、烟囱高度设计的几种方法P值法

国标GB/T1320165其他有害气体排放源适用于SO2以外的有害气体，且排气口离地面大于15m的高架源。其他有害气体排放源适用于SO2以外的有害气体，且排气口离地面66颗粒物排放源适用于电站烟囱。颗粒物排放源适用于电站烟囱。67烟囱设计中的注意事项如一个污染源排放多种污染物，则分别计算烟囱高度，取其中的最大值作为设计烟囱的高度。在上述烟囱高度设计时采用的是在烟流扩散范围内温度层结相同的条件下，按照锥形烟流模式导出的。如果所在地区上部逆温频率较高时，则应按上部逆温的扩散模式校核地面污染物浓度。烟囱设计中的注意事项如一个污染源排放多种污染物，则分别计算烟68烟囱设计中的注意事项公式中与气象有关的参数取值方法：ū的取值：①取多年平均值；②取某一保证率的值：如已知ū＞3m/s的频率为80%，取3m/s可保证有80%不超标，而地面平均最大浓度可能比规定标准更低。烟囱设计中的注意事项公式中与气象有关的参数取值方法：69烟囱设计中的注意事项烟流下洗现象的防止

为避免烟流因受周围建筑物的影响而产生的烟流下洗现象，烟囱高度应为周围建筑物的2倍以上。为避免烟囱本身对烟流产生的下洗现象，烟囱出口气速不得低于该高度处平均风速的1.5倍。一般宜在20~30m/s。烟温宜在100℃以上。烟囱设计中的注意事项烟流下洗现象的防止70单元三烟气排放控制课件71厂址选择中所需的气候资料风向和风速的气候资料大气稳定度的气候资料混合层厚度的确定

厂址选择中所需的气候资料风向和风速的气候资料72厂址选择理想的建厂位置污染物背景浓度小大气扩散稀释能力强排放的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小地方厂址选择理想的建厂位置73厂址选择考虑的方面背景浓度（本底浓度）

背景浓度是指该地区已有的污染物浓度水平。它是由当地其他污染源和远地输送来的污染物造成的，选择厂址时首先应当搜集或者观测这方面的数据。现有污染物浓度已经超过允许标准的地方不宜建厂。有时本底浓度虽未超过标准，但加上拟建厂的污染物浓度后将超过标准，而短期内又无法克服的，也不宜建厂。应选择背景浓度小的地区建厂。厂址选择考虑的方面背景浓度（本底浓度）74厂址选择考虑的方面风向风速若仅考虑风向频率，工厂应设在东面；但从污染系数玫瑰图看，则应设在西北方，这说明了污染系数是选择厂址的一项重要依据。厂址选择考虑的方面风向风速若仅考虑风向频率，工厂应设在东75对大气稳定度的考虑由于一般污染物的扩散是在距地面几百米范围内进行的，所以离地面几百米范围内的大气稳定度对污染物的扩散稀释过程有重要影响，选厂时必须加以注意。一般气象台站没有近地层大气温度层结的详细资料，但可以根据帕斯奎尔或帕斯李尔—特纳尔方法，对某地的大气稳定度进行分类，统计出每个稳定度级别所占的相对频率，并画出相应的图表。还应特别注意统计逆温的资料，如发生时间、持续时间、发生的高度、平均厚度及逆温强度等。对大气稳定度的考虑由于一般污染物的扩散是在距地面几百米范围内76厂址选择中对地形的考虑山谷较深，走向与盛行风向交角为456—1350时，谷风风速经常很小，不利于扩散稀释若烟囱有效高度又不能超过经常出现静风及小风的高度时，则不宜建厂。排烟高度不可能超过下坡风厚度及背风坡湍流区高度时，在这种地区不宜建厂。四周山坡上有居民区及农田，排姻有效高度又不能超过其高度时，不宜建厂。四周地形很深的谷地不宜建厂。烟流虽能越过山头，仍会在背风而造成污染，因此居民区不宜设在背风面的污染区在海陆风较稳定的大型水域或与山地交界的地区不宜建厂，必须建厂时应该使厂区与生活区连线与海岸平行厂址选择中对地形的考虑山谷较深，走向与盛行风向交角为456—77本章小结1.影响烟气扩散的气象和地形条件2.高斯模式及污染物浓度的估算方法3.烟气抬升及烟囱有效高度的计算4.烟囱高度的设计及厂址的选择

作业题671，2，3，4

本章小结1.影响烟气扩散的气象和78无限风光在险峰无79例题1例：某冶炼厂烟囱高150m，烟气抬升高度75m，SO2排放量1000g/s。估算风速3m/s，大气稳定度C级时地面最大浓度是多少？发生在什么位置？（分别用P-G法和国家标准方法计算）例题1例：某冶炼厂烟囱高150m，烟气抬升高度75m，SO280第二步：确定出现地面最大浓度的下风向距离。第一步：确定出现地面最大浓度的Z向扩散参数。第三步：确定出现地面最大浓度的y向扩散参数。第四步：计算地面最大浓度。例题1计算步骤第二步：确定出现地面最大浓度的下风向距离。第一步：确定出现地81例题2例：位于北纬40°，东经117°的某化工厂烟囱高50m，H2S排放量9kg/h,排放筒直径0.5m，烟气出口温度50℃。出口气速12m/s。距地面10m处风速为4m/s，早春2月上午8时，天气晴朗，环境气温15℃，距地面500m处出现逆温，试问在下风向5000m、8000m处H2S浓度有多大？例题2例：位于北纬40°，东经117°的某化工厂烟囱高5082单元三

烟气的排放单元三

烟气的排放83学习内容及要求（1）影响大气污染物扩散的气象因素有哪些？请定性分析各气象因素对大气污染物扩散的影响。高斯公式应用的条件是什么？应用高斯公式时需要哪些参数？如何估算相应的参数？高斯公式怎样简化，以求得高架点源在地面中心线上的污染物浓度？怎样计算地面最大浓度及所在位置？学习内容及要求（1）影响大气污染物扩散的气象因素有哪些？请定84学习内容及要求（2）烟云抬升高度的计算方法及实例；增加烟气抬升高度的措施；烟囱高度计算方法；厂址选择要考虑的因素。学习内容及要求（2）烟云抬升高度的计算方法及实例；85教学安排一、影响烟气扩散的因素二、大气污染物浓度的估算三、烟云抬升高度计算四、烟囱高度计算及厂址的选择教学安排一、影响烟气扩散的因素86一、影响烟气扩散的因素气象条件对烟气扩散的影响下垫面对烟气扩散的影响水陆交界处对烟气扩散的影响一、影响烟气扩散的因素气象条件对烟气扩散的影响87气象条件对烟气扩散的影响1、风：风向、风速2、大气湍流：大气各种尺度的次生运动3、气温的垂直分布4、大气的垂直稳定度气象条件对烟气扩散的影响1、风：风向、风速88风：风向和风速风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。风：风向和风速风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引89风向和风速水平(horizontal)方向的空气运动称为风。

（垂直方向－升降气流）风的来向叫风向（16个方位圆周等分）风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）

(km/h)

F－风力级（0～12级）

风向和风速90单元三烟气排放控制课件91

风玫瑰图

风速,m/s

某地区1988年的风玫瑰图。同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率约为11％，其中风速大于10.82m/s的频率约为1％，风速在3.35～5.41m/s的频率为3.5左右。风玫瑰图风速,m/s92风速廓线平均风速随高度的变化：由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用。风会随高度升高而增加。风速廓线平均风速随高度的变化：93风速大小对污染的分布影响无风或风速小，近污染源处地面浓度会高；风速大，则近地面的污染物浓度会小，而分布的范围增大；风速大小对污染的分布影响无风或风速小，近污染源处地面浓度会高94大气湍流大气不规则的运动。形成原因有两种：

机械湍流：由于垂直方向上的风速不均，地面粗糙不平引起

热力湍流：由于地面受热不均，或者垂直温度分布不均大气的湍流运动对气流中的污染物起到强烈混合的作用，促进了烟气的扩散大气湍流大气不规则的运动。形成原因有两种：

机械湍流：由于垂95气温的垂直分布关于太阳和地面、大气之间热量交换近地面的气温变化规律

地面吸收太阳辐射能而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给大气。这种辐射热交换是大气增温的最重要方式。气温的垂直分布关于太阳和地面、大气之间热量交换96

太阳能太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW（1012W），也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

97太阳、大气和地面的热交换太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射加热大气近地层大气温度随地表温度变化太阳、大气和地面的热交换98太阳常数地球在日地平均距离处时，和太阳光垂直的大气上界单位面积每单位时间所接收的所有波长的太阳辐射总能量

常以S表示，其值约为：1370瓦／米2太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区。可见光区占太阳辐射总量的50％，红外区占43％，紫外区只占能量的7％太阳常数地球在日地平均距离处时，和太阳光垂直的大气上界单位面99

太阳辐射在大气中的减弱而地球大气则是选择性的吸收和辐射体。太阳辐射通过大气时，分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰晶、空气分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面。假设大气层顶的太阳辐射是100％：

30％反射和散射回宇宙；20％被大气吸收；50％被地面吸收太阳辐射在大气中的减弱而地球大气则是选择性的吸收100气温的垂直分布规律气温垂直递减率r:垂直与地球表面上方向每升高100m气温变化值.r可以分为三种情况。

r>0;r<0;r=0气温的垂直分布规律气温垂直递减率r:垂直与地球表面上方向每101r计算习题某气象站测得上午10点，下午2点1.5m处气温分别是275K，281K.离地面26.5m处气温分别是274.75K,280.5K，求该大气层上午10点和下午2点的气温垂直递减率。r计算习题某气象站测得上午10点，下午2点1.5m处102r>0气温随高度递减出现的场合：少云的白天，太阳辐射强烈对污染物分布的影响r>0气温随高度递减出现的场合：少云的白天，太阳辐射强103r<0气温随高度递增又称为逆温。出现的场合：

少云无风的夜间，由于地面强烈辐射冷却形成；高压区空气向低压区沉降时形成的沉降性逆温；逆温的形成和消失过程r<0气温随高度递增又称为逆温。出现的场合：

少云无风104r=0气温随高度基本不变出现的场合：多云天或阴天；风比较大的日子对污染物分布的影响r=0气温随高度基本不变出现的场合：多云天或阴天；风比105大气垂直稳定度大气稳定度：大气垂直运动的强弱程度。气象学家把近地层大气分为稳定、中性和不稳定三种状态。大气垂直稳定度大气稳定度：大气垂直运动的强弱程度。106大气稳定度的判断方法气温的干绝热垂直递减率rd：小块空气中大气中垂直运动，并且不和周围空气发生热交换，每上升（或下降）100m时，温度降低（升高）的数值，其理论值为1度/100m可以利用气温垂直递减率r和干绝热垂直递减率rd来判断大气稳定度。

大气稳定度的判断方法气温的干绝热垂直递减率rd：小块空气中大107大气稳定度的判别方法r>rd:气流处于不稳定状态

对流强烈，烟气容易扩散r<rd：大气处于稳定状态

如为强稳定，则气层如盖子，烟气不易扩散，可造成严重污染。逆温及无风的天气容易出现严重大气污染。r=rd：大气处于中性状态

大气稳定度的判别方法r>rd:气流处于不稳定状态108翻卷形，出现条件为γ>γd出现在晴朗的白天、强烈的阳光和微风的天气翻卷形，出现条件为γ>γd出现在晴朗的白天、强烈的阳光和微109锥形，r约等于rd出现在近中性状态的天气，白天、黑夜、云量较多的场合。烟气沿风向越扩越大。锥形，r约等于rd出现在近中性状态的天气，白天、黑夜110扇形r<0发生在烟囱的出口处于逆温层，上下层大气均属于强稳定的条件。扇形r<0发生在烟囱的出口处于逆温层，上下层大气均属于强111屋脊形r上>rd;r下<rd

出现条件为下层大气强烈稳定，上层大气不稳定。日落后地面降温，出现底层逆温，而高空仍旧保持气温递减，便有此烟形，持续时间短。随着逆温层上升到烟囱以上高度，烟形将转化为扇形。屋脊形r上>rd;r下<rd出现条件为下层大气强烈112漫烟形r上<rd;r下>rd出现条件为上层大气强烈稳定，下层大气不稳定。烟囱上面出现逆温，阻碍了烟气向上扩散；而下层大气容易发生对流，烟气下冲造成地面漫烟。多发生在日出后8--10点间。持续时间短。漫烟形r上<rd;r下>rd出现条件为上层大气强烈稳定113天气形势的影响低压控制区：空气多有上升运动，云天多，风速大，多中性或不稳定状态，有利于稀释扩散；强高压控制区：会有大范围的空气下沉运动，形成沉降性逆温。连续几天出现时，则出现“空气停滞”，可能出现大范围的污染危害。天气形势的影响低压控制区：空气多有上升运动，云天多，风速大，114下垫面对烟气扩散的影响：城市城市热岛现象热岛环流，城市风，使郊区污染物又吹向市中心。下垫面对烟气扩散的影响：城市城市热岛现象115地形影响---山丘地段地形会影响气流的运动，从而改变烟气的运动和扩散。迎风面气流爬坡，携带走污染物；到背风面时气流下滑，产生涡流，污染物容易下沉。地形影响---山丘地段地形会影响气流的运动，从而改变烟气的运116山谷内地形的影响在山区，地形复杂，山前山后坡面受热很不均匀，加上日照时间的变化水平气温分布不均匀，造成局部热力环流形成坡风和山谷风山谷内地形的影响在山区，地形复杂，山前山后坡面受热很不均匀，117水陆交界区对扩散的影响由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面温度和陆面温度变化不同。白天陆面增温快于海面，陆面上空气上升，下层空气由海面吹向陆地，称为海风；夜晚则海面降温慢，气流与白天相反，称为陆风。一般，海风比陆风强大。水陆交界区对扩散的影响由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面118

海陆风

海陆风119海陆风对污染的影响海陆风对污染的影响120二、污染物浓度的估算1、高斯公式及其参数介绍2、扩散参数确定3、地面最大浓度的计算二、污染物浓度的估算1、高斯公式及其参数介绍1211、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定1.坐标系1、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定1221、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定2.四点假设

a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b．全部高度内风速均匀稳定c．源强是连续均匀稳定的d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）

1、高斯公式及其参数介绍高斯模式的有关假定123高斯公式介绍高斯公式介绍124高斯模式下的污染物浓度分布高斯模式下的污染物浓度分布125Q

源强：计算或实测

U平均风速：多年的风速资料

H

有效烟囱高度

,烟囱高度加上抬升高

、

扩散参数，同大气稳定状况和X有关高斯模式中需要的参数Q源强：计算或实测高斯模式中需要的参数126高斯模式简化几种形式1、y=0,高架连续点源，烟流中心垂面上的污染物浓度分布；2、z=0,高架连续点源在地面上的浓度分布；3、y=0,z=0,高架连续点源在地面中心线上的污染物浓度分布高斯模式简化几种形式1、y=0,高架连续点源，烟流中心垂面1272、扩散参数的确定改进的P--T法经验参数选取法

2、扩散参数的确定改进的P--T法128改进的P--T法首先确定大气稳定度：改进的P--T法首先确定大气稳定度：129改进的P--T法查阅相应的扩散参数改进的P--T法查阅相应的扩散参数130经验参数选取法根据中国《制定地方大气污染排放标准的技术原则和方法》规定，选用此法。首先确定大气稳定度级别；查表，求出下风向x处的参数a,b,c,d经验参数选取法根据中国《制定地方大气污染排放标准的技术原则和131经验参数选取法注意事项

平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级；

工业区和城市中心区，C提至B级，D、E、F向不稳定方向提一级

丘陵山区的农村或城市，同工业区经验参数选取法注意事项

平原地区和城市远郊区，D、E、F向不1323、地面最大浓度地面源和高架源在地面轴线浓度分布3、地面最大浓度地面源和高架源在地面轴线浓度分布133高架连续点源地面轴线浓度分布公式根据求导为0，推导出地面浓度最大值：高架连续点源地面轴线浓度分布公式根据求导为0，推导出地面浓度134最大地面浓度下的位置最大浓度点的扩散参数为：由参数值，及大气稳定度的类型，反查得到该最大浓度下的下风向距离x。最大地面浓度下的位置最大浓度点的扩散参数为：由参数值，及大气135三、烟气抬升高度计算烟气抬升现象烟气抬升高度的计算增加烟气抬升高度的措施三、烟气抬升高度计算烟气抬升现象1361、烟气抬升现象

烟气抬升阶段喷出阶段浮生阶段瓦解阶段变平阶段1、烟气抬升现象烟气抬升阶段137影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度首先决定于烟气所具有的初始动量和浮力。烟气动量决定于烟气出口速度和烟囱内径；而浮力同烟气温度、环境空气温度差有关。影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度首先决定于烟气所具有的初始138影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度也同烟气与周围空气混合程度有关。混合程度越快，烟气的初始动量和热量散失得就越快，从而抬升高度也就越小。决定混合速率的主要因素是平均风速、湍流强度。平均风速越大、湍流越强，混合就越快，烟气抬升就低。影响烟气抬升高度的因素烟气抬升高度也同烟气与周围空气混合程度139影响烟气抬升高度的因素稳定层结大气中，烟气抬升高度也会小；不稳定大气中，烟气抬升高度增加；如果下垫面粗糙，地形低，近地面的湍流强，则不利于抬升；如果地形高，则对抬升有利。影响烟气抬升高度的因素稳定层结大气中，烟气抬升高度也会小；不1402、烟气抬升高度计算按照国家标准规定的计算方法。2、烟气抬升高度计算按照国家标准规定的计算方法。1413、增加烟气抬升高度的措施提高排气温度，减少烟道及烟囱的热量损失；选择适当的烟气出口速度；增加排气量。附近分开排放的烟囱应集中排放，可以提高排气量。3、增加烟气抬升高度的措施提高排气温度，减少烟道及烟囱的热量142四、烟囱所需高度计算及厂址选择1、烟囱高度合理设计的必要性2、烟囱高度设计的几种方法3、厂址选择的考虑因素四、烟囱所需高度计算及厂址选择1、烟囱高度合理设计的必要性1431、烟囱高度合理设计的必要性污染物的最大落地浓度与烟囱有效高度成反比，烟囱越高，地面浓度就越低；同时烟囱造价同烟囱高度平方成正比；即要保护环境，又要节约投资，折中的方法是求得合理的烟囱高度，保证此高度下的地面最大浓度在当地允许的浓度内。1、烟囱高度合理设计的必要性污染物的最大落地浓度与烟囱有效高144烟囱高度的设计烟囱高度的计算按地面最大浓度计算

在0.5～1.0之间取

－标准浓度

－本底浓度（3-62）烟囱高度的设计烟囱高度的计算在0.5～1.0之间取1452、烟囱高度设计的几种方法按照危险风速下的最大落地浓度计算按照一定保证率的计算方法：按照第一种方法烟囱高度偏低，只要风速小于平均风速，地面浓度即会超标；而按照第二种方法计算，虽然无论风速大小，均不会超标，但烟囱高，造价也高。因此需要对式中的风速取一定保证率下的值。2、烟囱高度设计的几种方法按照危险风速下的最大落地浓度计算1462、烟囱高度设计的几种方法P值法

国标GB/T13201-91适用于平原地区的农村或城市的远郊区，以及平原地区的城市烟囱高度大于40m,排放量大于40kg/h.2、烟囱高度设计的几种方法P值法

国标GB/T13201147其他有害气体排放源适用于SO2以外的有害气体，且排气口离地面大于15m的高架源。其他有害气体排放源适用于SO2以外的有害气体，且排气口离地面148颗粒物排放源适用于电站烟囱。颗粒物排放源适用于电站烟囱。149烟囱设计中的注意事项如一个污染源排放多种污染物，则分别计算烟囱高度，取其中的最大值作为设计烟囱的高度。在上述烟囱高度设计时采用的是在烟流扩散范围内温度层结相同的条件下，按照锥形烟流模式导出的。如果所在地区上部逆温频率较高时，则应按上部逆温的扩散模式校核地面污染物浓度。烟囱设计中的注意事项如一个污染源排放多种污染物，则分别计算烟150烟囱设计中的注意事项公式中与气象有关的参数取值方法：ū的取值：①取多年平均值；②取某一保证率的值：如已知ū＞3m/s的频率为80%，取3m/s可保证有80%不超标，而地面平均最大浓度可能比规定标准更低。烟囱设计中的注意事项公式中与气象有关的参数取值方法：151烟囱设计中的注意事项烟流下洗现象的防止

为避免烟流因受周围建筑物的影响而产生的烟流下洗现象，烟囱高度应为周围