大气污染控制前六章期末知识点

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资源描述

1、大气污染物的分类和来源按存在状态分为两种1)气溶胶状态:粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾2)气体状态:硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸烟雾和光化学烟雾等。室内空气污染按污染物质进入大气中是否发生变化分类1)一次大气污染物:指直接从污染源排放到大气中的原始污染物质2)二次大气污染物:二次大气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反应而生成的污染物。硫酸烟雾、光化学烟雾大气污染来源:自然污染源和人为污染源自然污染源是指自然原因向环境释放污染物的地点或地区,如火山喷发、深林火宅、飓风、海啸、土壤和岩石的风化及生物腐烂等自然现象。人为污染源:按污染源空间分布:点源、线源、面源、体源按人们的社会活动功能不同:生活污染源、工业污染源、交通运输污染源按主要大气污染物分类:燃料燃烧、工业生产和交通运输2、温室气体和温室效应大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃(CFCs)、水蒸气等,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,由此引起的全球气温升高的现象,称为“温室效应”。二氧化碳和上述那些微量气体,则称为“温室气体”。3、光化学烟雾、硫酸烟雾光化学烟雾:在阳光照射下,大气中氮氧化合物、碳氢化合物和氧化剂发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带紫色或黄褐色);其主要成分为臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(PAN),还有其他酮类和醛类。硫酸烟雾:大气中SO2等硫氧化物在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时,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。4、TSP、PM10总体悬浮颗粒物(TSP):指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径d≤100µm可吸入颗粒物(PM10):指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径d≤10µm5、工业分析煤的成分的表示方法(收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基)工业分析(proximateanalysis)测定煤中水分、挥发分、灰分和固定碳。估测硫含量和热量,是评价工业用煤的主要指标水分:一定重量13mm以下粒度的煤样,在干燥箱内318-323K温度下干燥8小时,取出冷却,称重外部水分将失去外部水分的煤样保持在375-380K下,约2h后,称重内部水分挥发分:失去水分的试样密封在坩埚内,放在1200K的马弗炉中加热7分钟,放入干燥箱中冷却至常温再称重固定碳失去水分和挥发分后的剩余部分(焦炭)放在的环境中灼烧到重量不在变化时,取出冷却。焦炭所失去的重量为固定碳灰分:煤中不参与燃烧的矿物质的总称.其含量和组成因煤种和粗加工的不同而异.我国煤炭的平均灰分约为25%要确切说明煤的特性,必须同时指明百分比的基准,常用的基准有以下四种:收到基:锅炉炉前使用的燃料,包括全部灰分和水分空气干燥基:以去掉外部水分的燃料作为100%的成分,即在实验室内进行燃料分析时的试样成分干燥基:以去掉全部水分的燃料作为100%的成分,干燥基更能反映出灰分的多少干燥无灰基:以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分6、燃煤计算,(理论需氧量、理论空气量、实际空气量、实际烟气量、污染物浓度、空气过剩系数)燃料燃烧的理论空气量建立燃烧方程式的假定空气组成:20.9%O2和79.1%N2,两者体积比为:N2/O2=3.78燃料中固定氧可用于燃烧燃料中硫主要被氧化为SO2不考虑NOX的生成燃料中的N在燃烧时转化为N2燃料的化学方程式为CxHySzOw燃烧方程式:燃料重量=12x+1.008y+32z+16w理论空气量:煤4-9m3/kg,液体燃料10-11m3/kg看书例题P40例题2-1空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以α表示,α通常1理论烟气体积理论空气量条件下,燃料完全燃烧所生成的烟气体积,以Vfg0表示。看书46页。7、大气层结构,五个圈层大气圈垂直结构1.对流层(~10km左右)集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气,主要天气现象都发生在这一层,而且天气变化复杂,对人类活动影响最大温度随高度的增加而降低,每升高100m平均降温0.65oC强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均2.平流层(对流层顶~50-55km)同温层-对流层顶35-40km,气温-550C左右同温层以上,气温随高度增加而增加,至平流层顶形成逆温层集中了大部分臭氧没有对流运动,污染物停留时间很长3.中间层(平流层顶~85km)气温随高度升高而迅速降低,顶部气温可达-830C以下对流运动强烈,垂直混合明显4.暖层(中间层顶~800km)气温随高度升高而增高气体分子高度电离,存在大量的电子和离子-电离层5.散逸层(暖层以上)气温很高,空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力的垂直分布:压力总是随高度的升高而降低大气密度和压力变化规律基本相同8、大气稳定度划分,帕斯奎尔ABCDE定义:大气在垂直方向上稳定的程度;反映其是否容易对流(书76页)ppt11,8-10页稳定度级别中,A为强不稳定,B为不稳定,C为弱不稳定,D为中性,E为较稳定,F为稳定(书95页)9、大气气象要素、单位,风玫瑰图辨识1.气温:气象上讲的地面气温一般是指距地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度表示气温的单位一般用摄氏温度(℃),或者用热力学温度(K)华氏温度(F)2.气压:温度为0℃纬度为45℃的海平面上的气压为一个标准大气压单位:mb(毫巴)大气的气压1atm=101326Pa=1013.26mb=760mmHg3.气湿例题3-1空气的湿度简称气湿,表示空气中水汽含量的多少。气湿常用的表示方法有绝对湿度、水汽压、饱和水汽压、相对湿度、含湿量、水汽体积分数及露点等。绝对湿度-1m3湿空气中含有的水汽质量ρw(kg/m3)相对湿度-空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度百分比φ含湿量-湿空气中1kg干空气包含的水汽质量d水汽体积分数-水汽在湿空气中所占的体积分数yw露点:同气压下空气达到饱和状态时的温度4.风向和风速水平方向的空气运动叫做风(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)5、云大气中水汽的凝结现象叫做云反射太阳辐射和地面辐射,强度视云的厚度而定。云层存在的效果是使得气温随高度的变化减小。从污染物扩散的观点看,主要关心的是云量和云高云量:天空被云遮蔽的成数(我国10分,国外8分)我国将天空分为10份;国外常将天空分为8份,换算关系为:国外云量8×1.25=我国云量。云状,云的形状:卷云(线),积云(块),层云(面),雨层云(无定形)云高:云底距地面底高度高云(5000m以上),冰晶组成,呈白色,有蚕丝般亮泽,薄而透明。中云(2500-5000m),过冷的微小水滴和冰晶构成,白色或灰白色,没有光泽,云体稠密。低云(2500m以下),不稳定气层中的低云常分散为孤立大云块,稳定气层中的低云云层低而黑,结构疏松。6.能见度:视力正常的人,在当时的条件下,能够从天空背景中能看到或者辨认出的目标物的最大水平距离。级别(0~9级,相应距离为50~50000米)10、高斯扩散模式的几个前提假设:1+4,右手坐标1.坐标系右手坐标,y为横风向,z为垂直向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)11、高架连续点源污染物扩散模式:地面轴线浓度模式和地面轴线最大浓度模式、PG曲线应用(书91页,ppt12,8-14)12、烟气抬升高度:霍兰德公式(书93页,ppt13)13、颗粒物粒径的获得方法:显微镜……stocks直径、空气动力学当量直径1.显微镜法(掌握)定向直径dF(菲雷特Feret直径):各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度定向面积等分直径dM(马丁Martin直径):各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度投影面积直径dA(黑乌德Heywood直径):与颗粒投影面积相等的圆的直径Heywood测定分析表明,同一颗粒的dFdAdM2.筛分法筛分直径:颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度筛孔的大小用目表示-每英寸长度上筛孔的个数3.光散射法等体积直径dV:与颗粒体积相等的球体的直径4.沉降法(重点)斯托克斯(Stokes)直径ds:同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径空气动力学当量直径da:在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度(1g/m3)的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关,是除尘技术中应用最多的两种直径14、流体阻力和颗粒雷诺数之间的关系,三个区域:stocks区域……牛顿区(书156页,ppt18)15、重力沉降:作业16、旋风除尘器分割粒径计算(书180页,181页例题6-2,188页例题6-3,ppt20,16)17、电除尘器除尘过程,“雪崩”,驱进速度电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中,使尘粒荷电,并在电场力的作用下沉积在集尘极上,将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。与其他除尘器的根本区别在于,分离力直接作用在粒子上,而不是作用在整个气流上,具有耗能小、气流阻力小的特点。三个基本过程(1)悬浮粒子荷电-高压直流电晕(2)带电粒子在电场内迁移和捕集-延续的电晕电场(单区电除尘器)或光滑的不放电的电极之间的纯静电场(双区电除尘器)(3)捕集物从集尘表面上清除-振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗电晕放电机理金属丝放出的电子迅速向正极移动,与气体分子撞击使之离子化气体分子离子化的过程又产生大量电子-雪崩过程远离金属丝,电场强度降低,气体离子化过程结束,电子被气体分子捕获气体离子化区域-电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源驱进速度(书197,ppt22,23)18、各类除尘器的除尘机理机械除尘器通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力)的作用使颗粒物与气体分离的装置,常用的有:重力沉降室机理:重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置惯性除尘器机理:沉降室内设置各种形式的挡板,含尘气流冲击在挡板上,气流方向发生急剧转变,借助尘粒本身的惯性力作用,使其与气流分离旋风除尘器机理:利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置电除尘器(ppt22,23)三个基本过程悬浮粒子荷电-高压直流电晕带电粒子在电场内迁移和捕集-延续的电晕电场(单区电除尘器)或光滑的不放电的电极之间的纯静电场(双区电除尘器)捕集物从集尘表面上清除-振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗湿式除尘器(ppt25)使含尘气体与液体(一般为水)密切接触,利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置。湿式除尘机理涉及各种机理中的一种或几种。主要是惯性碰撞、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚等作用过滤式除尘器分类:空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置工作机理:(1)截留、惯性碰撞(2)扩散、电沉积(3)筛分袋式除尘器工作原理:含尘气流从下部进入圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上沉积在滤料上的粉尘,可在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落人灰斗中粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,在滤袋表面形成粉尘层,常称为粉层初层颗粒层除尘器是利用颗粒状物料(如硅石、砾石、焦炭等)作填料层的一种内部过滤式除尘装置颗粒层除尘器的除尘机理与袋式除尘器类似,主要靠惯性截留及扩散作用等

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