大气污染控制演示文稿4

1、大气污染控制工程 华中科技大学环境科学与工程学院 胡 辉 E-mail:,(go9),第四章 大气扩散浓度估算模式,湍流扩散的基本理论 a.梯度输送理论 b.湍流统计理论 G.I.Tayler; O.G.Sutton; Gaussian c.相似理论,第一节 高斯扩散模式 一. 高斯扩散模式（图） 假 设： a. 污染物浓度在y、z轴上为正态分布 b. 风只在一个方向作稳定的水平流动 c. 源强是连续分布的 d. 污染物在扩散中没有衰减和增生 e. 地表面是足够平坦,第四章 大气扩散浓度估算模式,图4-1 浓度正态分布的高斯烟云扩散输送图,第四章 大气扩散浓度估算模式,第一节 大气扩散模式 二

2、. 无界条件下的高斯模式 (x，z，y)表示空间某点(x，y，z)时段平均浓度; 即y向和z向的扩散参数。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第一节 大气扩散模式 三. 有界条件下的高斯模式 = 实 + 虚,第一节 大气扩散模式 四. 几个常用的大气扩散模式 适用条件（风速1m/s；相同的温度层结） 一) 适用于高架连续点源 1. 地面任意一点浓度C(x，y，0,H)模式 2. 地面轴线浓度C(x，0，0，H)模式 3. 地面最大浓度,第四章 大气扩散浓度估算模式,第二节 大气扩散模式 四. 几个常用的大气扩散模式 二) 地面连续点源扩散的高斯模式 1当有效源高H0，则地面连续点源下风向任一点浓度

3、 2地面轴线浓度 三)具有可沉降物的大气扩散模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算 为什么要设计烟囱? 1.是降低污染物落地浓度的有效方式之一； 2.锅炉大气污染物排放标准的要求。 表4-1 ：燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度 3、从理论上，在气象参数和源参数不变时，污染物的落地浓度随烟囱高度增加而降低。,27,第三节 烟囱高度计算 一烟囱的有效高度及抬升高度 烟囱的有效高度（有效源高） (back1) 是指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度HS与烟气抬升高度H之和。 HHS+H 影响烟气抬升的因素 烟囱出口处的烟气流速、烟气

4、温度、环境温度、大气稳定度及风速等,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算 一烟囱的有效高度及抬升高度 一) 我国环评中建议的烟气抬升高度计算公式 1. 有风时，中性和不稳定条件 A. 当烟气热释放率Qh21000（或20935）kW(kJ/s)， T 35K时; (表4-2（12）) B. 当1700 kWQh2100kW时; C. 当Qh1700kW或者T35K时。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算 一烟囱的有效高度及抬升高度 一) 我国环评中建议的烟气抬升高度计算公式 2. 有风时，稳定条件(图) 3. 静风和小风 (图) 二)

5、霍兰德(Holland)烟气抬升高度计算公式 三)布里格斯公式,第四章 大气扩散浓度估算模式,表4-2 no、n1、n2的选取, 10,第四章 大气扩散浓度估算模式,第三节 烟囱高度计算 例题1： 某城市火电厂烟囱高100m,出口内径5m.出口烟气流速12.7m/s,温度140,流量250m3/s.烟囱出口处的平均风速4m/s,大气温度20,当地气压978.4hPa,试确定烟气抬升高度及有效源高. 例题2： 某城市远郊区有一高架源,烟囱的几何高度为100m，实际排烟率为20m3/s。烟气出口温度200，求在有风,不稳定条件下,环境温度为10，大气压1000hPa，10m高度处平均风速2.0m/

6、s情况下，烟囱的有效源高。,第四节 扩散参数的确定 一. PG扩散曲线法确定扩散参数(表、图) 表4.3 帕斯奎尔稳定度级别,第四章 大气扩散浓度估算模式,17,5/10,4/10,图4-4 与距离成函数关系的水平扩散参数和垂直扩散参数曲线图 （P-G扩散参数,取样时间10分钟）,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定 二利用P-G扩散曲线确定扩散参数的步骤 观测地面上方10m处的风速、日照等级、阴云分布状 况及云量等天气资料； 按表4.3确定出某时某地的大气稳定度级别；（15） 再利用P-G扩散曲线图，查出对应于当时当地的大气 稳定度及下风向距离x的 值。,第四章 大气扩散浓度

7、估算模式,第四节 扩散参数的确定 三. P-G扩散曲线法确定 的适用性 1) 扩散曲线是根据近地面源的扩散实验监测数据绘出的。 因此不适用于求取 100m以上的高架源的扩散系数； 2) 扩散曲线是以平坦草地上的实验监测数据整理绘制出 来的，该法仅适用于求取平坦开阔下垫面上，近地面源 为小尺度扩散的扩散系数，不适合于城市和山区； 3) 该法对稳定度级别的划分只考虑了热力因子，没考虑 动力因子，因此本法估算的扩散系数精度不是很高。 四. 用内插法求出20km距离内的 (表4-4),例题3. 某石油精炼厂自平均有效源高60m处排放SO2的量为80g/s， 烟囱出口高处的平均风速为6m/s，试估算冬季

8、阴天正下风 向距离烟囱500m处的地面上SO2的浓度。(p96),第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定 四中国国家标准规定的扩散参数取用原则 1稳定度确定方法： P-G法： 太阳辐射情况(云量、云状、日照); 距地面10m高度处的平均风速。 P-T法: 太阳高度角、云高、云量。 中国国家标准法 太阳高度角、云量 太阳辐射等级+地面10m高度处的平均风速 稳定度。 实测法：照相法、放气球法、示踪剂扩散法等。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第四节 扩散参数的确定 四中国国家标准规定的扩散参数取用原则 2扩算参数的选取 取样时间：0.5h 大气稳定度的确定方法： a.平原地区的农村地

9、区及城市远郊区的扩散参数选取方法; b.工业区或城区点源扩散参数的选取方法; c.丘陵山区的农村和城市大气扩散参数选取方法. 扩散参数的确定方法（） d. 取样时间0.5h，扩散参数的求取.,例题4. 某城市工业区有一点源，排放的主要污染物为SO2，排放量为200g/s，烟囱几何高度为100m，在不稳定10m高度处风速为2m/s，烟囱有效源高为200m的情况下，下风距离为800m处的地面轴线浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式 一. 熏烟型大气扩散模式 熏烟过程： 在夜间发生辐射逆温时，清晨太阳升起后，逆温从地 面开始破坏，当破坏到烟流下边缘以上时，便发生了 强烈的向

10、下混合作用，使地面污染物浓度增大的过程。,图4-5 熏烟型污染,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式 一. 熏烟型大气扩散模式 例题6： 某电厂烟囱的有效高度为150m，SO2排放量为151g/s。夜 间和上午地面的风速为4m/s，夜间云量为3/10。若清晨 烟流全部发生熏烟现象，确定下风方向16km处的地面轴 线浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第五节 特殊大气扩散模式 二. 城市大气扩散模式 1. 城市高架点源大气扩散模式 2. 城市线源扩散模式 A. 无限长线源的大气扩散模式 B. 有限长线源的大气扩散模式,第四章 大气扩散浓度估算模式,例 题： 7. 某市学院路街

11、道为南北走向，高峰时汽车流量为8600辆/h, 在40 km/h的车速下，平均每辆车每一秒钟排出碳氢化合物 的量为2.510-2g/s 辆，试问在某一阴天日17点，吹东风，风速为3m/s，位于学院路下风方向300m处大气中碳氢化合物的 浓度为多少？ 8. 晚秋某一晴天下午4点，在150 m长垃圾沟里焚烧垃圾，焚烧时有有机化合物气体随烟气逸散，逸散速度为90g/s。焚烧时风向与垃圾沟垂直，风速为3m/s，试计算在垃圾沟下风向400 m处，地面有机物的浓度。,第四章 大气扩散浓度估算模式,第六节 烟囱高度设计 一.烟囱高度的设计(8) 1按最大地面浓度计算烟囱高度(图) 2. 按绝对地面最大浓度计算烟囱高度(图) 3. 按P值计算烟囱高度 (图) (28),表4.4 我国各地区总量控制系数A、低源分担率a、点源控制系数P值,第四章 大气扩散浓度估算模式,第六节 烟囱高度设计 一.烟囱高度的设计 例题9： 处于某市东部远郊平原地区的某燃煤电厂，烟囱有效高度为137m，当时当地的SO2污染物控制系数P=34t/(m2.h) ，试问该电厂SO2 容许排放量为多少？若该电厂增加一组发电机组