第四章有害烟雾的防治

第四章有害烟雾的净化技术第一节概述第二节气溶胶的特性第三节过滤净化技术第一节概述——烟雾的概念（1）烟冶金过程中形成的固体粒子的气溶胶。它是熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物，生成过程中总伴有诸如氧化之类的化学反应。（2）雾属于气体中小液滴的悬浮体的总称。烟雾常常是冶炼、燃烧、金属焊接过程中由于升华及冷凝形成的，或者由液体蒸汽的凝结、液体的雾化和化学反应等过程形成。烟雾粒子粒径非常小，一般<1微米。本文指小于5微米的固体或者液体粒子的净化。（3）粉尘由固体颗粒经机械性撞击、研磨而形成的固体颗粒。粒径，一般0.5-5微米本文所指有害烟雾的净化指的是小于5微米的固体或者液体粒子的净化。第二节气溶胶的特性

定义：

液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳定的悬浮体系。

液体或固体微粒（即颗粒物或粒子）是指空气动力学直径为0.002~100μm的液滴或固态粒子。形状：很复杂液体颗粒物近似于球形，固体颗粒物多不规则，有片状、柱状、雪花状、针状等等。气溶胶的定义、基本特征典型烟尘集合体的TEM图像（a.链状;b.簇状)表面光滑的飞灰表面吸附超细颗粒的飞灰

矿物颗粒石英硫酸盐气溶胶分类：按粒径的大小：①总悬浮颗粒物(TSP)：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。Dp(粒径)在100m以下，其中多数在10m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。②飘尘：

Dp

＜10m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。③降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于30μm的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降尘。④可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标准化组织(ISO)建议将其定为Dp≤10μm。⑤细粒子：其粒径小于2.5μm，记为：PM2.5按颗粒物成因分:

分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、农药喷洒等。

凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态微粒而形成的气溶胶。气溶胶分类：按颗粒物的物理(凝聚)状态分:

固态：烟、尘液态：雾固液混合：霾[mái]、烟雾

气溶胶分类：中国环境空气质量标准中PM10（

Dp≤10μm

）的相关标准取值时间浓度限值（mg/m3）一级标准二级标准三级标准年均值0.040.100.15日均值0.050.150.25美国环保局1997年提出、2003年通过了PM2.5国家环境空气质量标准，规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15和65μg/m3。地点观测时间质量浓度参考文献北京1999.7-2000.9夏季76Heetal.(2001)北京1999.7-2000.9冬季176Heetal.(2001)太原2005.12216.7Mengetal.(2007)南京2001149.0王荟等.(2003)上海2003.9-2005.194.64Wangetal.(2006)广州2002.1-2105.9Caoetal.(2005)青岛1997-200043.6Huetal.(2002)厦门199340.0Gaoetal.(1996)大连200267.5Takamietal.(2006)香港2002.1-254.5Caoetal.(2005)珠海2002.1-259.3Caoetal.(2005)不同地区PM2.5的平均质量浓度（μg/m3）气溶胶的危害1.化学反应(干湿沉降,光化学烟雾,多相反应界面etc.)2.气候效应(直接气候效应及间接气候效应)3.环境质量（能见度）

4.健康效应

5.气溶胶辐射强迫矿尘黑碳海盐硫酸盐硝酸盐SO2,COS,DMSNOxVOCsH2OO3,H2O2OH,NO3radicalsVirusPAH,PCB

气溶胶能吸附SO2、NOx及气态有机有毒物质（如PAHs、PCB等），并在气溶胶表面发生多相反应。化学大气化学反应对大气能见度的影响

气候效应

气溶胶通过直接和间接方式影响大气辐射传输和地-气系统辐射收支平衡，对气候变化、云降水等影响巨大。对人体健康的影响

气溶胶辐射强迫

气候系统总体趋于平衡状态，即地气系统所吸收的太阳辐射应等于向外发射的红外长波辐射。如果某种扰动打破了这个平衡，气候系统会调整地表温度来形成新的平衡。为了评估地球气候系统辐射收支的外加扰动，IPCC引入了辐射强迫这个概念。气溶胶辐射强迫辐射强迫的定义：单位W/m2全球气候的变化由地气系统辐射平衡状况决定。任何对该系统平衡的扰动并因而使气候发生变化的因子成为辐射强迫因子，主要有入射太阳辐射；温室气体、云和气溶胶等。在描述这些因子对气候的潜在影响时，往往采用“辐射强迫”（radiationforcing）。气溶胶辐射强迫人类活动导致大气中气溶胶浓度不断升高，一方面导致大气对太阳光散射作用增强，反照率增加，产生负的辐射强迫；另一方面吸收太阳辐射，产生正的辐射强迫。大气中气溶胶通过直接和间接辐射强迫两种方式影响全球气候，对全球气候变化产生重大影响。气溶胶的特性1.分散性2.动力特征3.聚集性

4.荷电性

5.光学特征第三节过滤净化技术

通过重力、惯性力和离心力等质量力的作用达到除尘目的。主要形式有重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。①重力沉降室利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依靠自身的重力从气流中自然沉降下来，达到净化目的。对50µm以上的尘粒具有较好的捕集作用。②惯性除尘器利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同，使粉尘从气流中分离出来，如折板式。适于非黏性、非纤维性粉尘的去除，设备结构简单，阻力较小，但其分离效率较低，约为50％～70％，只能捕集10～20µm以上的粗尘粒，故只能用于多级除尘中的第一级除尘。机械式除尘器

③离心式除尘器旋转运动的含尘气流中的粒子借助离心力，从气流中分离出来的装置，也称为旋风除尘器。适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，对大于5µm以上的颗粒具有较高的去除效率，属中效除尘器。多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。主要缺点是对细小尘粒(<5µm)的去除效率较低。过滤式除尘器结构图过滤式除尘器

含尘气体通过多孔滤料，截留气流中的尘粒，净化气体。应用于各种工业废气除尘中，属高效除尘器，效率大于99%，对细粉具有强捕集作用。

钢铁厂焚烧厂水泥厂重力作用筛滤作用碰撞作用钩住作用