《大气污染控制工程》复习

大气污染控制工程

第一章 概 论

第一节：大气与大气污染

1. 大气的组成：干洁空气、水蒸气和各种杂质。

2. 大气污染：系指由于人类活动或自然过程使得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。 3. 按照大气污染范围分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。 4. 全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。

5. 温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，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，称为“温室效应”。 第二节：大气污染物及其来源

1. 大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。P4

2. 气溶胶：系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系。P4

3. 气溶胶状态污染物

粉尘：指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态。

烟：烟一般指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。

飞灰：指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散的较细的灰分。 黑烟：由燃烧产生的能见气溶胶。 霾（灰霾）：大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊，能见度降低到10km以下的天气现象。 雾：气体中液滴悬浮体的总称。 4. 总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。P5 5. 可吸入颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。P5

6. 气体状态污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾 7. 对于气体污染物，有可分为一次污染物和二次污染物。P5

8. 一次污染物：是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。P5

9. 二次污染物：是指由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。P6

10. 硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的 悬浮颗粒或氮氧化物

存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。P7

11. 光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一

系列光化学反应而生成的蓝色烟雾。其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多。P7

12. 大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。P7

13. 人为污染源有各种分类方法。按污染源的空间分布可分为：点源、面源、线源。P7 14. 人为源：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源

15. 对主要大气污染物的分类统计：燃料燃烧、工业生产、交通运输 16.大气污染的影响：

大气污染物侵入人体的主要三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气 1.对人体健康的影响：颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂、有机化合物 2.对植物的伤害

3.对器物和材料的影响

4.对大气能见度和气候的影响

第四节：大气污染综合防治

1. 大气污染综合防治：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案

的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。P19 2. 大气污染综合防治措施：P19

（1）全面规划、合理布局

影响环境空气质量的因素很多，因此，为了控制城市和工业区的大气污染，必须在进行区域性经济和社会发展规划的同时，做好全面环境规划，采取区域性综合防治措施。 （2）严格环境管理

从环境管理的概念可知，环境管理是对环境污染源和污染物的管理，通过对污染物的排放、传输承受三个环节的调控达到改善环境的目的。 （3）控制大气污染的技术措施 ① 实施清洁生产

② 实施可持续发展的能源战略 ③ 建立综合性工业基地 （4）控制污染的经济政策

① 保证必要的环境保护投资，并随着经济的发展逐年增加 ② 实行“污染者和使用者支付原则” （5）控制污染的产业政策 1鼓励类 2限制类 3淘汰类

（5）绿化造林

绿化造林是区域生态环境中不可缺少的重要组成部分，绿化造林不仅能美化化境，调节空气温湿度或城市小气候，保持水土，防治风沙，而且在净化空气（吸收二氧化碳、有害气体、颗粒物、杀菌）和降低噪声方面皆会起到显着作用。 （6）安装废气净化装置

安装废气净化装置，是控制环境空气质量的基础，也是实行环境规划与管理等项综合防治措施的前提。

第五节：环境空气质量控制标准

一、环境空气质量控制标准的种类和作用P22 1. 环境空气质量标准（环境）

2. 大气污染物排放标准（工业污染源） 3. 大气污染控制技术标准

4. 警报标准（工业企业设计卫生标准）：车间 二、环境空气质量标准中：P23

大气污染物综合排放标准规定：任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度（任何1小时浓度平均值）和最高允许排放速率（任何1小时排放污染物的质量）两项超标，超过其中任何一项

均为超标排放。P24

大气污染物综合排放标准中，按照综合排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，仍继续执行行业性标准（优先使用行业标准）。P25 五、空气污染指数及报告：

1.目前计入空气污染指数（API）的项目定为：可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。P25

2.污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。P27 （例：污染指数的计算结果为100.1，则API值为101【进位】）

3.各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API<50时，则不报告首要污染物。P27 第二章 燃料与大气污染

第一节：燃料的性质

1. 煤的分类：褐煤、烟煤、无烟煤

2. 燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。P29

3. 煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。P30 4. 灰分：是煤中不可燃矿物物质的总称。P30

5. 元素分析：是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。P31 6. 煤中含有硫的形态（四种）：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫。

P31

7. 人们一般把硫分为硫化铁硫、有机硫、硫酸盐硫，前两种能燃烧放出热量称为挥发硫，硫酸盐硫不参加燃烧，是灰分的一部分。

8. 煤的成分表示方法中常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。P33 第二节：燃料燃烧过程

1. 燃烧：指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的

氧化物。

2. 燃料完全燃烧的条件为：空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。P37-39 3. 燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。P39 4. 计算：燃料燃烧的理论空气量P39

理论空气量（Vg0）：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。 建立燃烧化学方程式时，假定：

（1）空气仅由N2和O2组成，其体积比为79.1/20.9=3.78； （2）?燃料中的固态氧可用于燃烧； （3）燃料中的硫被氧化成SO2；

（4）计算理论空气量时忽略NOX的生成量；

（5）燃料的化学时为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代表C、H、S、O的原子数。 完全燃烧的化学反应方程式： 理论空气量：

0

5. 空气过剩系数??：实际空气量Va与理论空气量Va0之比定义为空气过剩系数a，即α=Va?Va ，

通常α>1。P41 6. 空燃比（AF）：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。P42（空燃比为无

量纲）

7. 发热量：单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的

情况下（通常为298K和1atm）的热量变化，称为燃料的发热量，单位是kJ/kg（固体、液体燃料）或kJ/m3（气体燃料）。燃料的发热量有：低位发热量和高位发热量P44 8. 燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失 第三节：烟气体积及污染物排放量计算P46~P49

1. 理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积，以Vfg表示。烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸气。P46 理论烟气体积：等于干烟气体积和水蒸气体积之和。P46

干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。

0Vfg0=V干烟气+V水蒸气；

V理论水蒸气=V燃料中氢燃烧后的水蒸气+V燃料中水+V理论空气量带入的 实际烟气体积 Vfg0

Vfg = Vfg0 + (a-1)Va0

2. 烟气体积和密度的校正

燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为理想气体，故可应用理想气体方程。设观测状态下（Ts、Ps下）：烟气的体积为Vs，密度为ρs。标态下（TN、PN下）： 烟气的体积为VN，密度为ρN。

PT标态下体积为： VN?VS?S?NPNTSPT标态下密度为：

?N??S?N?SPSTN3. 过剩空气较正 因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空

气量之和。

用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。

空气过剩系数为：a= M——过剩空气中O2的过剩系数

设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示， 假设空气只有O2、N2,分别为20.9%、79.1%，则空气中总氧量为 理论需氧量：0.264N2P-O2P

O2P所以（燃烧完全时） a?1?0.264N2P?O2P若燃烧不完全会产生CO，须校正。即从测得的过剩氧中减去CO氧化为CO2所需的O2

O2P?0.5COP 此时 a?1?0.264N2P??O2P?0.5COP?各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。

标况下烟气量计算式：V fg ? V f g ? V a ( ? ? 1 )

4. 污染物排放量的计算（例题、习题）P47

第五节：燃烧过程中颗粒污染物的形成

1. 燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常由气相反应生成积碳，由液态烃燃料高温分解产

生的那些粒子都是结焦或煤胞。P54

2. 燃煤烟尘的形成：固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主

要是未燃尽的碳粒，飞灰则主要是燃料所含的不可燃矿物质微粒，是飞灰的一部分。P55 3. 减少燃煤层气体中未燃尽碳粒的主要控制途径是：（1）改善燃料和空气的混合（2）保证足够高

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