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1、一一.大气大气大气的定义大气的定义:大气（空气）从自然科学角度来看，空气和大气常常作为同义词，二者没有实质性的差别。按国际标准化组织（ISO）给大气和空气下的定义：大气是指地球环境周围所有空气的总和。环境空气大气是指地球环境周围所有空气的总和。环境空气是指暴露在人群、植物、动物和建筑物之外的室外是指暴露在人群、植物、动物和建筑物之外的室外空气。空气。但在研究近地层的空气污染规律及对空气质量进行评价时，但在研究近地层的空气污染规律及对空气质量进行评价时，为便于说明问题，有时两个名词分别使用。为便于说明问题，有时两个名词分别使用。一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂区等）一般对于居住在室内
2、或特指某个地方（如车间、厂区等）供动植物生存的气体习惯上称为空气供动植物生存的气体习惯上称为空气。在大气物理、大气在大气物理、大气气象、自然地理以及环境科学研究中，常常是以大区域或气象、自然地理以及环境科学研究中，常常是以大区域或全球性的气流作为研究对象，因此，就常用大气一词。全球性的气流作为研究对象，因此，就常用大气一词。大大 气气 的的 组组 成成大气是一个多种气体的混合物，由混合气体、水气和悬浮微粒组成，可分为：恒定组分恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。可变组分可变组分：CO2、水蒸汽
3、、O3这些组分在大气中的含量是随季节、气象的变化以及人们的生产、生活活动的影响而发生变化。不定组分不定组分:第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。污染物有尘埃、S、H2S、SOx、NOx等。第二环境问题引起的。二二 大气污染大气污染1.大气污染的含义：大气污染的含义：国家标准组织定义（ISO）定义：指自然界中局部的职能变化和人类的生产及生活活动改变大气圈中某些原有成分且向大气中排放有毒害物质，致使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威胁着人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财产等的损坏.2.大气污染源的分类大气污染源的分类 有四种分
4、类法按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源；按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源；按污染源排放方式：高架源、面源、线源；按污染源排放方式：高架源、面源、线源；按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源；按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源；按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气。进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散适宜用第二种分法，分析污染物排放时间规律适适宜用第二种分法，分析污染物排放时间规律适宜用第三种分法，解决污染物，控制污染物适宜宜用第三种分法，解决污染物，控制污染物适宜用
5、第四种分法。用第四种分法。3.大气污染的产生和大气污染源 （1）生活性污染源 人类由于生活需要燃烧燃料时向大气排放煤烟等污染物的污染源。（2）工业污染源 火力电厂、冶金企业、化工厂、建材厂等工矿企业在生产过程中排放各类污染物的污染源 （3）交通运输污染源 汽车、轮船、飞机等交通工具排放废气造成大气污染，也称移动污染源。（4）农业污染源 施用化肥、农药、有机肥时会逸散或经土壤分解而向大气中排放的有毒、有害及恶臭气态污染物，大型禽畜养殖场的粪便、污水散发的气味。1.1.二氧化硫和硫化氢气体二氧化硫和硫化氢气体大气中的硫约大气中的硫约2/3来自天然源，以来自天然源，以H2S最为主要，最为主要，SO2
6、除了来自火山爆发和除了来自火山爆发和H2S的氧化外，更多地来的氧化外，更多地来自于含硫煤和石油的燃烧、石油炼制以及有色金自于含硫煤和石油的燃烧、石油炼制以及有色金属冶炼和硫酸制造等属冶炼和硫酸制造等2.2.亚硫酸及硫酸（盐）微粒形式亚硫酸及硫酸（盐）微粒形式4.主要大气污染物及其危害SOSO2 2是一种无色、有刺激是一种无色、有刺激气味的不可燃气体，是一种分布气味的不可燃气体，是一种分布广、危害大的主要大气污染物质。广、危害大的主要大气污染物质。它在空气中很不稳定，只能存留它在空气中很不稳定，只能存留几天的时间几天的时间,其演化途径大体有两其演化途径大体有两种。种。（一）（一）SO2SO2的催
7、化氧化的催化氧化（二）（二）SO2SO2的光化学氧化的光化学氧化（一）SO2 的催化氧化 2SO2+2H2O+O2 H2SO4 上述转化在大气中悬浮颗粒物中上述转化在大气中悬浮颗粒物中的铁、镁、锰盐等的催化作用下，其的铁、镁、锰盐等的催化作用下，其氧化速率可增大氧化速率可增大10-10010-100倍倍（二）（二）SOSO2 2 的光化学氧化的光化学氧化 2SO2+O2 2SO3 该反应进行得较为缓慢。但含有该反应进行得较为缓慢。但含有SO2的大气中同时含有碳氢化物和氮的大气中同时含有碳氢化物和氮氧化物时，则该转化反应速率将大大氧化物时，则该转化反应速率将大大提高。提高。硫氧化物的严重危害硫氧
8、化物的严重危害1.SO1.SO2 2造成的危害造成的危害 SO2是形成酸雨的主要因素是形成酸雨的主要因素 SO2阻止作物生长阻止作物生长 SO2危害人类健康危害人类健康（刺激上呼吸道甚至肺部，破坏酶的活力，影响碳（刺激上呼吸道甚至肺部，破坏酶的活力，影响碳水化合物及蛋白质的代谢，抑制机体免疫机能。）水化合物及蛋白质的代谢，抑制机体免疫机能。）硫氧化物的严重危害硫氧化物的严重危害2.SO2.SO3 3造成的危害造成的危害 在大气中可存留一周以上，且能飘移1000km以外，造成远离污染源以外的区域性污染3.SO3.SO2 2与颗粒物的协同作用与颗粒物的协同作用 使其危害作用再增加3-4倍氮的氧化物
9、氮的氧化物NOxNOx包括：包括：N2O,NO,N2O3,NO2,N2O4,N2O5 (N:+1 +5价）其中：其中：NONO和和NONO2 2在大气中存在较多，是污染大在大气中存在较多，是污染大气的主要氮氧化物。它们也会对人体产生较大的危气的主要氮氧化物。它们也会对人体产生较大的危害作用害作用。NONO 作用于中枢神经系统，产生麻痹，引起痉挛和作用于中枢神经系统，产生麻痹，引起痉挛和运动失调；与血红蛋白结合运动失调；与血红蛋白结合,使血液输氧能力下降。使血液输氧能力下降。来源来源 天然来源只占大气中天然来源只占大气中NONO量的很少一部分，主量的很少一部分，主要是在闪电作用下大气中要是在闪电
10、作用下大气中N N2 2的氧化，土壤中微生物的氧化，土壤中微生物的硝化作用以及大气中氨的氧化等。绝大部分的的硝化作用以及大气中氨的氧化等。绝大部分的NONO来自于人为来源：高温下燃料燃烧和氨氧化法制备来自于人为来源：高温下燃料燃烧和氨氧化法制备硝酸的中间体。硝酸的中间体。NO很快被氧化为NO2 NO+O3 2NO2 2NO+O2 2NO2 NONO2 2是大气中最活泼、最重要的污染物之一，是大气中最活泼、最重要的污染物之一，然而更多的然而更多的NONO2 2则是来自于化石燃料燃烧、则是来自于化石燃料燃烧、交通运交通运输、硝酸工业以及涉及硝酸反应的行业等输、硝酸工业以及涉及硝酸反应的行业等 NO
11、2 毒性约为毒性约为NO的的4-5倍倍,对人体的危害远比对人体的危害远比NO严重，对人体的呼吸器官有强烈的刺激作用。严重，对人体的呼吸器官有强烈的刺激作用。经呼吸进入人体的经呼吸进入人体的NO2溶于肺泡表面的水后形成溶于肺泡表面的水后形成HNO2和和HNO3，强烈地刺激和腐蚀肺部，是引起，强烈地刺激和腐蚀肺部，是引起肺气肿和肺癌的病因之一。肺气肿和肺癌的病因之一。NOx可使织物褪色，损坏棉或尼龙织品，腐可使织物褪色，损坏棉或尼龙织品，腐蚀金属及建筑物等。蚀金属及建筑物等。NOx导致形成酸雨和光化学烟雾，对环境造成更大的破坏！CO CO 是低层大气中最丰富的气态污染物，也是是低层大气中最丰富的气
12、态污染物，也是人类向大自然排放量最大的污染物人类向大自然排放量最大的污染物 CO是无味无嗅有毒气体，我国规定居民区日平均最高容许浓度为1.00 mg/m3 大气中绝大部分的CO由自然因素产生，至今大气中CO的浓度未见增加，也无因CO造成的灾害事例，其自然净化机理迄今不完全清楚。CO2是主要温室气体之一 COCO对人体的危害对人体的危害 Hb +O2 HbO2 (血红蛋白)Hb +CO HbCO萜烯类9%人为源5%进入大气的烃类绝大部分来自天然源:CH4、萜烯类其它的烃类化合物包括烷烃，烯烃，炔烃，芳烃，多环芳烃等 光化学烟雾的重要组成成分，由此产生的二次污染光化学烟雾的重要组成成分，由此产生的
13、二次污染物会对人体健康和动植物生长产生很大危害物会对人体健康和动植物生长产生很大危害 一部分多环芳烃有明显的致癌作用，附着在飘尘一部分多环芳烃有明显的致癌作用，附着在飘尘中通过呼吸进入人体，严重危害人类健康中通过呼吸进入人体，严重危害人类健康25悬浮微粒 分散在大气中的固态或液态微粒，包括烟尘、粉尘、气分散在大气中的固态或液态微粒，包括烟尘、粉尘、气溶胶、雾等。烟尘是燃料或其他物质燃烧的产物，通常有溶胶、雾等。烟尘是燃料或其他物质燃烧的产物，通常有不完全燃烧所形成的煤粉，多环芳烃化合物和飞灰组成。不完全燃烧所形成的煤粉，多环芳烃化合物和飞灰组成。粉尘是固体物质在加工和运输过程中所产生的微小固体
14、颗粉尘是固体物质在加工和运输过程中所产生的微小固体颗粒。粒。危害（1）降低能见度，遮挡阳光，使云雾、雨水增加 （2）吸附大气中的致癌物质，使肺癌发病率上升 （3）粒径为0.11m的微粒直接吸入肺泡，引起呼吸道疾病。三三.大气污染对全球大气环境的影响大气污染对全球大气环境的影响 Visibility impaired by air pollution.Visibility impaired by air pollution.（一）温室效应（一）温室效应 大大气气中中产产生生和和消消除除CO2之之间间达达成成平平衡衡，使使其其浓浓度度保保持持在在一一定定的的范范围围内内。大大气气中中的的CO2和和
15、H2O吸吸收收太太阳阳和和地地球球表表面面发发出出的的长长波波辐辐射射，仅仅让让很很少少一一部部分分热热辐辐射射散散失失到到宇宇宙宙空空间间，并并且且吸吸收收的的热热量量多多于于散散失失的的，最最终终地地球球保保持持相相对对稳稳定定的的气气温温，这这种种现现象象称称为为温温室室效效应应。温温室室效效应应是是生生命命赖赖以以生生存存的的必必要要条条件件。但但是是由由于于人人类类的的生生活活和和生生产产活活动动排排放放大大量量的的CO2，造造成成温温室室效效应应加加剧剧，气气候候变变暖暖。除除CO2以以外，外，CH4、N2O、H2O、CFC也是温室气体。也是温室气体。气体大气中浓度(*10-6)年
16、增长()生存期（年）温室效应(CO2=1)现有贡献率主要来源CO23550.550200155煤、石油、天然气、森林砍伐CFC0.0008542010234001500024发泡剂、气溶胶、制冷剂、清洗剂CH41.7140.912171115湿地、稻田、化石、燃料系统、牲畜NOX0.310.251202706化石燃料、化肥、森林砍伐人类活动排放的温室气体及特性人类活动排放的温室气体及特性34 研究温室气体对全球变暖的影响时，一是放虑它们研究温室气体对全球变暖的影响时，一是放虑它们在大气中的浓度，二是考虑其浓度变化，三是考虑对红在大气中的浓度，二是考虑其浓度变化，三是考虑对红外辐射的吸收能力。浓
17、度年增长率为外辐射的吸收能力。浓度年增长率为CO2，0.5%，CH4，0.9%，N2O，0.25%，CFC，4%。CFC的吸收能力是的吸收能力是CO2的几千万倍。的几千万倍。温温室室效效应应的的加加剧剧导导致致气气候候变变暖暖,对对气气候候、生生态态环环境境和和人人类类健健康康都都产产生生影影响响。为为减减缓缓温温室室效效应应的的加加剧剧，应应减减少少矿矿物物燃燃料料的的排排放放量量，开开发发新新能能源源，植植树树造造林林，特特别别要要控制人口的增长。控制人口的增长。35 2.酸雨酸雨 酸酸雨雨是是指指pH5.6的的降降水水。酸酸雨雨的的形形成成可可用用下下列列化化学学反应表示：气相反应反应表
18、示：气相反应:液相反应液相反应:2SO2+O2 2SO3SO3+H2O H2SO4SO2+H2O H2SO32H2SO3+O2 2H2SO4 2NO+O2 2NO2 2NO2+H2O HNO3+HNO2 催化剂催化剂催化剂催化剂气相反应气相反应:液相反应液相反应:36酸酸化化水水和和土土壤壤，危危害害植植物物的的叶叶和和芽芽,使使农农作作物物和和树木死亡树木死亡.使使土土壤壤、河河流流和和湖湖泊泊酸酸化化，破破坏坏食食物物链链（危危害害渔业生产）。渔业生产）。危害人体健康。危害人体健康。酸雨还是一种酸雨还是一种超级腐蚀剂超级腐蚀剂，腐蚀建筑物、古迹。，腐蚀建筑物、古迹。37 3 3臭氧层空洞臭
19、氧层空洞 在高空大气中，离地面在高空大气中，离地面1535km处存在厚度为处存在厚度为20km的臭氧层，浓度约的臭氧层，浓度约为为10ppm，O2+h 2O，O+O2O3 近年来发现臭氧层厚度近年来发现臭氧层厚度变薄乃至出现空洞。变薄乃至出现空洞。1985年，南极上空出现空洞，面积与美国大陆相近。年，南极上空出现空洞，面积与美国大陆相近。1989年又发现北极上空形成另一个空洞。年又发现北极上空形成另一个空洞。人类活动产生的人类活动产生的NO和和CFC等是公认的破坏臭氧的物质，反应式如下：等是公认的破坏臭氧的物质，反应式如下：2O2（1）O3+NONO2+O NO2+ONO+O2NO催化剂催化剂
20、O3O+175 220nm（2）CF2Cl2+h CF2Cl+ClO3+O 2O2ClO3+ClClO+O2ClO+OO2+Cl催化剂催化剂 HO+O3O2+HO2 HO2+OO2+HOO3+O 2O2 HO（4）O3+h O2+O 1987年，为了禁止使用年，为了禁止使用CFC类物质而签定蒙特利尔议定书，然而臭氧层仍类物质而签定蒙特利尔议定书，然而臭氧层仍在加速变薄。联合国环境规则署（在加速变薄。联合国环境规则署（UNEP）对）对O3的消耗所引起的环境效应进行的消耗所引起的环境效应进行了估计，每减少了估计，每减少1%，具有生理破坏力的紫外线将增加，具有生理破坏力的紫外线将增加 1.3%。（3
21、）290nm290nm3839 臭臭氧氧层层损损耗耗使使人人类类和和其其它它地地球球生生物物受受到到有有害害紫紫外外线线辐辐射射的的威威胁胁。皮皮肤肤癌癌和和其其它它各各种种急急、慢慢性性皮皮肤肤损损伤伤、白白内内障障等等眼眼睛睛疾疾病病、以以及及免免疫疫障障碍碍性性疾疾病病会会大大幅幅度度增增加加。紫紫外外线线辐辐射射的的增增强强还还将将打打乱乱生生态态系系统统的的平平衡衡，导导致致某某些些生生物物物物种种绝绝灭灭。将将使使地地球球上上2/3的的农农作作物物减减产产，造造成成城城市市的光化学烟雾加重。的光化学烟雾加重。温室效应温室效应 控制对策：调整能源结构；提高现有能源的利用率；改进农业生
22、产技术，减少甲烷气体排放；保护森林资源，植树造林。臭氧层破坏臭氧层破坏 保护：禁止使用CFCs，替代品主要使氢氯氟烃（HCFC)和氢氟烃（HFC)酸雨酸雨防治（1）使用低硫燃料改进燃烧技术 （2）烟道气脱硫脱氮 （3）控制汽车尾气排放大气污染防治途径大气污染防治途径要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的特征。要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的特征。我国大气环境的特征：我国大气环境的特征：普遍受到尘、普遍受到尘、SO2为主的烟煤型污染；为主的烟煤型污染；在大城市或特大城市要注意在大城市或特大城市要注意NOX的污染来源：主要是汽的污染来源：主要是汽车；车；酸雨；酸雨；局部地区的污染
23、：如氧化物：包头、抚顺、昆明等；铅：局部地区的污染：如氧化物：包头、抚顺、昆明等；铅：沈阳、广州、长春、上海等。沈阳、广州、长春、上海等。第二节第二节 颗粒污染物的治理颗粒污染物的治理一一.概述概述1.颗粒物的来源及分类颗粒物的来源及分类来源：火山爆发、土壤灰尘、森林火灾等自然污染源；矿物燃料的燃烧过程及工矿企业生产过程中的排放。分类：粉尘粉尘 10m落尘，10m飘尘 烟烟 0.0011m之间，各种化学或物理过程（如 氧化、升华、冷凝、燃烧等）所形成的固体粒子的气溶胶。雾雾 200m以下TSP:总悬浮颗粒物，指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称，粒径0.1100m，空气质量的一个重要指标。2
24、.颗粒污染物的去除方法及设备 按作用原理分为四类：干法除尘；湿法除尘；过滤除尘；静电除尘。3.除尘效率（1）总除尘效率）总除尘效率 除尘装置除下的粉尘量与未经除尘前含尘气体中所含粉尘量的百分比。如进入装置前含尘气体量为Qi(m3/s);粉尘流入量Si(g/s);含尘气体浓度Ci(g/m3),净化后上述量分别为Q0(m3/s);S0(g/s);C0(g/m3),则 如以含尘浓度和气体流量表示时，由于则 如果装置严密不露风，Qi=Qo则上式简化为（2）分级效率）分级效率d 在某一粒径（或粒径范围）下的除尘效率。即进入除尘装置某一粒径dp或范围dp至dp的粉尘，经除尘装置后收集下的质量流量为Sc,与
25、所有粉尘随含尘气体进入装置后收集的质量流量Si之比：二二.重力沉降法重力沉降法 利用含尘气体中颗粒本身的重力而自然沉降，从气流中分离出来的过程。1.沉降速度沉降速度重力Fg浮力Fb阻力Fd斯脱克斯（stokes)公式沉降速度与颗粒直径沉降速度与颗粒直径d有关，大粒子的沉降速度大易分离有关，大粒子的沉降速度大易分离2.重力沉降设备重力沉降室重力沉降设备重力沉降室含尘含尘气体气体除尘除尘气体气体粉尘沉降室的设计沉降室的设计：假设沉降端面的水平气流速度分布均匀，呈层流状态；假设沉降端面的水平气流速度分布均匀，呈层流状态；在沉降室入口端面上粉尘分布均匀；在沉降室入口端面上粉尘分布均匀；颗粒水平移动速度
26、等于气流速度颗粒水平移动速度等于气流速度;LWH体积大，分离效率低，体积大，分离效率低，4070%,一般分离粒径一般分离粒径75m以上粗大以上粗大尘粒，作粒，作预除除尘器使用器使用沉降时间和沉降速度计算 水平气流的速度为u0，则气流通过沉降室的时间为：t1=L/u0 (s)沉降速度为ug的颗粒从顶部落到底部的时间 t2=H/ug (s)使颗粒在沉降室全部沉降，必须保证 t1t2,即 L/u0 H/ug （2-5)ug可按（2-2）计算，u0 可取0.22 m/s沉降室尺寸的确定 根据（2-5）确定最小的L或最大高度H.当处理气体量Q（m3/s)一定时，可以求出沉降室的宽度W W=Q/Hu0=Q
27、/Lug WH练习练习:欲利用重力沉降室来捕集沉降速度为欲利用重力沉降室来捕集沉降速度为0.1m/s的的粒子粒子,假定气流速度为假定气流速度为0.5m/s,沉降室高沉降室高2m,试求当试求当粒子被完全捕集时的沉降室最小长度粒子被完全捕集时的沉降室最小长度(理论理论).解解:三三.惯性除尘惯性除尘1.惯性除尘的原理惯性除尘的原理 利用气流方向急剧改变时，尘粒因惯性力作用而从气体中分离出来的一种除尘方法。u1d1T1 R1ug1R2d2T2u2ug2挡板B1挡板B2惯性除尘原理示意图惯性除尘原理示意图2.惯性除尘器惯性除尘器冲击性惯性除尘器冲击性惯性除尘器 以含尘气体粒子冲击挡板来收集粉尘以含尘气
28、体粒子冲击挡板来收集粉尘反转式惯性除尘器反转式惯性除尘器 是通过改变含尘气体气流方向来回收粉尘是通过改变含尘气体气流方向来回收粉尘 惯性除尘器可直接安装在风道上处理高温含尘气体。一般用作高效除尘器的前期除尘，可除去2030m的尘粒。含尘气体在冲击或方向转变前的速度越高，方向转变的曲含尘气体在冲击或方向转变前的速度越高，方向转变的曲率半径越小，除尘效率越高，但阻力也会增大。率半径越小，除尘效率越高，但阻力也会增大。四四.离心力除尘离心力除尘是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒物从气体中分离出来的过程。离心力除尘器离心力除尘器应用较广泛的除尘设备，可作为锅炉消烟除尘和多级除尘、预除尘设备旋风
29、除尘器（1）内旋流和外旋流旋转方向相同（2）外旋流造成的离心力将颗粒甩向器壁，内 旋流由于较大的旋转角速度，可将小颗粒 向外抛出，起着分离作用。净化气体排尘含尘气体外旋内旋旋风除尘器结构简单、造价低；操作条件范围广旋风除尘器结构简单、造价低；操作条件范围广可用于高温含尘气体净化；分离效率高。但它阻可用于高温含尘气体净化；分离效率高。但它阻力损失比较大，对于小于力损失比较大，对于小于5m的粉的粉尘粒子，捕集粒子，捕集效率不高。效率不高。五五.过滤除尘过滤除尘 是用多孔过滤介质来分离捕集气体或液体的处理方法。是用多孔过滤介质来分离捕集气体或液体的处理方法。袋式除尘器 让含尘气体通过用棉、毛或人造纤
30、维等制成的过滤袋来滤去粉尘的分离装置。除尘效率高（99）；适用范围广，可处理不同类型的颗粒污染物；操作弹性大；结构简单，运行可靠。主要的三大类滤布：天然纤维、无机纤维、合成纤维主要的三大类滤布：天然纤维、无机纤维、合成纤维颗粒层除尘器颗粒层除尘器是以硅砂、砾石、矿渣、焦炭等粒状颗粒物作是以硅砂、砾石、矿渣、焦炭等粒状颗粒物作为滤料，去除含尘气体中粉尘粒子的一种内滤式为滤料，去除含尘气体中粉尘粒子的一种内滤式除尘装置。它适用于高温、易腐蚀、易燃、易爆除尘装置。它适用于高温、易腐蚀、易燃、易爆的含尘气体，除尘效率高，并且可同时除去气态的含尘气体，除尘效率高，并且可同时除去气态污染物。阻力损失大，且
31、不适于过滤粘性大的粉污染物。阻力损失大，且不适于过滤粘性大的粉尘。尘。六六.静电除尘静电除尘 静电除尘是利用静电力的作用分离气体中固体与静电除尘是利用静电力的作用分离气体中固体与液体粒子的气体净化过程。液体粒子的气体净化过程。1、静电除尘的原理、静电除尘的原理 当含尘气体在通过高压电场进行电离的过程当含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘中，使尘 粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来。积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来。污染空气污染空气干净空气干净空气1234561-电晕极；电晕极；2-集尘极；集尘极；3-粉尘
32、层粉尘层4-未荷电粉尘；未荷电粉尘；5-荷电粉尘；荷电粉尘；6-电晕区电晕区3.电除尘器电除尘器（平板式和管式）1)1)压力损失小，一般为压力损失小，一般为200200500Pa500Pa；2)2)处理烟气量大，可达处理烟气量大，可达10105 510106 6m m3 3/h/h；3)3)能耗低，大约能耗低，大约0.20.20.4kWh/1000m0.4kWh/1000m3 34)4)捕集粒径捕集粒径0.010.01100100 m m，对细粉尘有很高的捕集效率，可，对细粉尘有很高的捕集效率，可高于高于9999；5)5)可在高温或强腐蚀性气体下操作可在高温或强腐蚀性气体下操作 但造价高，安装
33、、维护、管理要求严格但造价高，安装、维护、管理要求严格。七七.湿法除尘湿法除尘 利用喷淋液体，通过液滴、液膜或鼓泡通过液利用喷淋液体，通过液滴、液膜或鼓泡通过液层等方式来洗涤含尘气体，使气体净化的方法。层等方式来洗涤含尘气体，使气体净化的方法。2.湿法除尘器湿法除尘器 主要有三类：喷洒式除尘器；泡沫洗涤除尘器；压力喷主要有三类：喷洒式除尘器；泡沫洗涤除尘器；压力喷射除尘器。射除尘器。文丘里除尘器：高效压力喷射除尘器，常用在高温烟气降温高效压力喷射除尘器，常用在高温烟气降温和除尘上。和除尘上。含尘气流洗涤液接旋风分离器进气管收缩管喷嘴喉管扩散管连接管八八.除尘装置的选择除尘装置的选择 合理选择除
34、尘装置必须全面考虑合理选择除尘装置必须全面考虑:a.除尘装置的有关性能，除尘装置的有关性能，b.污染源的情况和排放要求。污染源的情况和排放要求。1.粉尘的性质粉尘的性质 比重小的粉尘比重小的粉尘，捕集较困难，易二次飞扬；粘，捕集较困难，易二次飞扬；粘附性大的粉尘易粘结在除尘器表面，不易干法除附性大的粉尘易粘结在除尘器表面，不易干法除尘；比电阻过大过小不宜静电除尘。尘；比电阻过大过小不宜静电除尘。类别类别名称名称适用粒径适用粒径(m)效率效率()压力损失压力损失(Pa)设备费设备费运行费运行费机械机械重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器502050515605070609
35、0501303008008001500少少少少少少少少少少中中湿式湿式静电静电过滤过滤文丘里除尘器文丘里除尘器电除尘器电除尘器袋式除尘器袋式除尘器0.51.00.51.00.51.09098909895994000100005013010001500少少大大中上中上大大中上中上大大除尘装置的性能除尘装置的性能2.含尘气体的浓度和流量含尘气体的浓度和流量 含尘气体浓度高时，先用重力除尘或离心除尘去除粗大含尘气体浓度高时，先用重力除尘或离心除尘去除粗大颗粒，然后再用过滤或电除尘等方法使气体得到进一步颗粒，然后再用过滤或电除尘等方法使气体得到进一步净化，充分发挥不同类型除尘器作用。净化，充分发挥不同
36、类型除尘器作用。流量低时除尘效果降低：惯性，离心和文丘里除尘器；流量低时除尘效果降低：惯性，离心和文丘里除尘器；流量高时效果低：重力沉降室，振动清灰的袋式除尘器，流量高时效果低：重力沉降室，振动清灰的袋式除尘器，填料洗涤塔，电除尘等。填料洗涤塔，电除尘等。3.气体的性质气体的性质 高温高湿气体不易用袋式除尘器；电除尘必须在高温高湿气体不易用袋式除尘器；电除尘必须在500以下操作；废气中含以下操作；废气中含CO必须转换成必须转换成CO2再进入除尘装置再进入除尘装置（防爆）；含（防爆）；含SO2和和 NOx等污染物气体如用湿式除尘，等污染物气体如用湿式除尘，应考虑对设备的腐蚀和排出废水的进一步处理
37、。应考虑对设备的腐蚀和排出废水的进一步处理。应用实例煤气的净化工艺及主要设备气化煤气的净化处理一般包括除尘、除焦油和脱硫等工艺。气化煤气的净化处理一般包括除尘、除焦油和脱硫等工艺。热煤气工艺采用旋风除尘器干式除尘外，一般冷煤气净化冷却热煤气工艺采用旋风除尘器干式除尘外，一般冷煤气净化冷却工艺中冷却和除尘是同时进行的，常见的冷却洗涤塔既是冷却工艺中冷却和除尘是同时进行的，常见的冷却洗涤塔既是冷却设备又是湿法除尘设备。设备又是湿法除尘设备。干式除尘设备是在不降低煤气温度的前提下，分离气化煤气中干式除尘设备是在不降低煤气温度的前提下，分离气化煤气中的粉尘颗粒，它的积极意义在于不影响煤气显热利用，而达
38、到的粉尘颗粒，它的积极意义在于不影响煤气显热利用，而达到除尘的目的。除尘的目的。干式除尘设备的原理有的是依靠离心力的作用，将煤气中的粉干式除尘设备的原理有的是依靠离心力的作用，将煤气中的粉尘分离；有的是用过滤的方法，达到分离的目的；也有的是利尘分离；有的是用过滤的方法，达到分离的目的；也有的是利用电场的电离作用，分离煤气中的颗粒杂质。用电场的电离作用，分离煤气中的颗粒杂质。旋风除尘器为一圆筒形结构，旋风除尘器为一圆筒形结构，由外筒和内筒组成，下部为一由外筒和内筒组成，下部为一锥形底。锥形底。煤气由除尘器的切线方向进入，煤气由除尘器的切线方向进入，在旋风除尘器中作旋转运动，在旋风除尘器中作旋转运
39、动，悬浮于煤气中的尘粒在离心力悬浮于煤气中的尘粒在离心力的作用下被抛向器壁，又在重的作用下被抛向器壁，又在重力作用下落至分离器的锥形底力作用下落至分离器的锥形底部，由排尘管排出。部，由排尘管排出。经除尘分离后的煤气在内外圆经除尘分离后的煤气在内外圆筒之间作旋转运动至圆筒下部，筒之间作旋转运动至圆筒下部，然后沿内筒旋转上升而引出。然后沿内筒旋转上升而引出。气化煤气的湿法冷却有直接冷却和间接冷却气化煤气的湿法冷却有直接冷却和间接冷却.直接冷却：用水直接喷淋煤气不但有显著的冷却效果，而直接冷却：用水直接喷淋煤气不但有显著的冷却效果，而且可以冲刷煤气中的飞灰颗粒和焦油等杂质，当然副作用也且可以冲刷煤气
40、中的飞灰颗粒和焦油等杂质，当然副作用也是严重的，用于喷淋煤气的循环水直接和粗煤气接触，有害是严重的，用于喷淋煤气的循环水直接和粗煤气接触，有害杂质可能溶于水中，恶化水质。杂质可能溶于水中，恶化水质。间接冷却：采用冷却介质和煤气不直接接触的间接冷却法，间接冷却：采用冷却介质和煤气不直接接触的间接冷却法，不会发生冷却介质循环水被污染的问题，但当煤气中夹带大不会发生冷却介质循环水被污染的问题，但当煤气中夹带大量的飞灰颗粒和焦油杂质时，冷却设备中煤气流一侧的换热量的飞灰颗粒和焦油杂质时，冷却设备中煤气流一侧的换热壁上煤尘颗粒与焦油粘和，造成设备换热热阻上升，影响传壁上煤尘颗粒与焦油粘和，造成设备换热热
41、阻上升，影响传热，严重时甚至会堵塞气流通道。热，严重时甚至会堵塞气流通道。（1）空塔）空塔空塔是一种直冷式煤气冷却净化设备。空塔是一种直冷式煤气冷却净化设备。冷却循环水喷淋洗涤煤气，煤气增湿降冷却循环水喷淋洗涤煤气，煤气增湿降温，同时净化除尘。空塔的上部煤气出温，同时净化除尘。空塔的上部煤气出口管下方布置一个或若干个喷嘴，高压口管下方布置一个或若干个喷嘴，高压循环水从喷嘴喷出，呈细小水滴或雾化循环水从喷嘴喷出，呈细小水滴或雾化状，煤气从空塔下部进入，与自上而下状，煤气从空塔下部进入，与自上而下的喷淋水作逆向运动，发生传热、传质的喷淋水作逆向运动，发生传热、传质过程。过程。一般发生炉煤气在空塔中
42、的温度约降低一般发生炉煤气在空塔中的温度约降低300oC，甚至更高，粉尘、大颗粒焦油，甚至更高，粉尘、大颗粒焦油的去除量为的去除量为50-60%，空塔底部有清灰，空塔底部有清灰门，用来清除空塔底部积沉的灰泥。门，用来清除空塔底部积沉的灰泥。（2）填料塔）填料塔填料塔也是一种直冷式煤气冷填料塔也是一种直冷式煤气冷却净化设备。和空塔相比，洗却净化设备。和空塔相比，洗涤塔作为二级冷却净化设备。涤塔作为二级冷却净化设备。煤气一级处理后气流中的杂质煤气一级处理后气流中的杂质细小，需要进一步的洗涤除尽，细小，需要进一步的洗涤除尽，温度还要降低。为了实现这两温度还要降低。为了实现这两个目的，要加强洗涤面、换
43、热个目的，要加强洗涤面、换热面的作用，通过加设填料来实面的作用，通过加设填料来实现。现。精品课件精品课件！精品课件精品课件！（3）间冷器间冷器如果煤气中不含焦油、粉尘，也如果煤气中不含焦油、粉尘，也经过初级除尘的话，间接冷却作经过初级除尘的话，间接冷却作为二级冷却当然是理想的选择。为二级冷却当然是理想的选择。因为煤气、冷却水直接接触多少因为煤气、冷却水直接接触多少会影响循环水水质，溶解在水中会影响循环水水质，溶解在水中的酚极不利于环境的保护。水煤的酚极不利于环境的保护。水煤气净化工艺流程中，粗煤气经档气净化工艺流程中，粗煤气经档板式集尘器、洗气箱初步分离粉板式集尘器、洗气箱初步分离粉尘后，较多采用间冷器冷却煤气尘后，较多采用间冷器冷却煤气的方法。的方法。