大气污染防治篇

模块二大气污染防治篇课题九大气污染防治概述目的要求：1.了解大气、大气组成、大气污染相关知识2.知道大气污染与气象的关系3.熟悉大气污染物的种类、来源及危害4.掌握大气污染综合防治措施作业：一、解释：大气污染山风谷风温度层结二、填空：1.大气按垂直方向的分布从上而下可以分为————、————、————、————、——————五层。2.人类生存的极限一般为————周不吃饭、————天不饮水，尚能生存，而————分钟不呼吸就会死亡。3.大气中恒定组分主要有——————————等、可变组分主要有————————等、不定组分是指————————————等。4.大气中的气态污染物包括————————、——————————、————————、————————、————————五大类。5.新装修的房屋中，危害最大的四种污染物是————————。三、简述大气中含氮化合物和碳氧化合物的主要来源及危害。四、画简图表示气温随高度变化的四种温度层结。大气与大气组成一、大气与空气大气：大区域、大范围（全球性）的气流，也叫大气层或大气圈。空气：小区域、小范围的气流，提供给人类及动植物生存的气体。人类的生存极限一般是指：五周不吃饭、五天不饮水尚能生存，但五分钟不呼吸就会死亡。二、大气的组成恒定组分：N2、O2、Ar及微量的其它稀有气体。可变组分：CO2、O3、水蒸气等。不定组分：悬浮颗粒物、H2S、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、重金属元素及有机废气等。（这是大气污染控制的主要内容）三、大气的分层根据气流在垂直方向上的分布)()5()()4()3()2()1(散逸层外逸层暖层热层中间层平流层对流层对流层8~17公里平流层50~60公里170C-530C~-830C臭氧层22~25公里中间层80~85公里-30C~-170C-830C~-1130C热层（电离层）800公里极光人造地球卫星外逸层极光宇宙火箭1、对流层：距离地面8~17公里，空气以上下对流为主，进行物质和能量的交换。主要特征：集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水蒸气，主要的大气现象(如：云雾、雨雪、霜露等)都发生在这一层中，有利于污染物的迁移、扩散和转化，它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层。大气温度随高度增加而降低。空气对流运动显著。温度和湿度的水平分布不均匀。（天气现象复杂多变）2、平流层：从对流层顶到地面50~60公里，大气以水平流动为主，气流比较平稳。主要特征：①气温的变化情况为下层是等温，上层温度随高度增加而迅速增加。②集中了大气中大部分的臭氧，并在22—25Km高度处达到最大值，形成臭氧层。③平流层水汽含量极少，天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。3、中间层：从平流层顶到地面80~85公里，几乎没有水蒸气和尘埃，气流有水平运动和垂直运动两种方式。大气透明度高。主要特征：气温随高度升高而迅速降低，其顶部气温可达-83oC以下。4、热层：也叫电离层，气体密度低，气温随高度增加而增加，气体呈离状态，存在着大量的离子和自由电子，能反射无线电波，可进行远距离通讯，如发射人造卫星等。5、外逸层：气体极为稀薄，大气离子可以摆脱地心引力逸散到星际空间。有利于宇宙火箭的飞行。大气污染与污染物1.大气污染①大气污染：由于人类活动和自然过程所产生的有毒有害物质进入到大气中，改变了大气的正常组成，超过其环境容量，破坏了环境，危害健康及生命财产，这种现象叫大气污染。②大气污染源及其分类天然污染源：指自然界发生的自然灾害，如森林火灾、地震、火山爆发等。人为污染源：指人类生产、生活活动形成的污染源.按污染物排放的空间高度分为：高架源、地面源。按污染物排放的空间分布方式分为：点源、面源、线源。按人类社会活动功能分为：工业污染源、农业污染源。２.大气污染物①颗粒污染物：烟尘、粉尘、雾等。②气态污染物：主要有五大类含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤素化合物。工厂排放的废气飞机高空喷洒药剂Ⅰ、含硫化合物SO2、SO3、H2S等。主要来源：含硫煤和石油的燃烧石油生产加工、硫酸制造等。主要危害：形成酸雨、SO2与飘尘具有协同作用，强化毒副作用，容易产生烟雾事件。Ⅱ、含氮化合物NO、NO2等。主要来源：各种机动车辆、飞机、内燃机排放的废气、硝酸的生产及使用过程。主要危害：形成酸雨、产生光化学烟雾、破坏臭氧层。Ⅲ、碳氧化合物CO、CO2。主要来源：化石燃料的燃烧、动物的呼吸过程。主要危害：CO与血红蛋白结合，造成缺氧，产生窒息，甚至死亡。CO2产生温室效应。Ⅳ、碳氢化合物CmHn。主要来源：大部分来源于植物的分解过程、石油燃料的燃烧、燃油机动车辆排放的废气。主要危害：多环芳烃的致癌作用、产生光化学烟雾。Ⅴ、卤素化合物HF、HCl及其衍生物。来源于化工生产过程，主要危害是，毒性、刺激性、HF破坏臭氧层。大气环境质量标准及大气污染物排放标准（了解）1、我国的大气质量标准:见教材147表9.2和9.3我国1996年修订了《环境空气质量标准（GB3095—1996）》，对环境空气质量划分为三级，见P147—149表9.2和9.3。一级标准：为保护生态环境和人群健康，长期接触不发生任何影响的空气质量要求。二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期接触下不发生伤害的空气质量要求。三级标准：为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物正常生长的空气质量要求。环境空气质量保护区分类及执行标准级别：见教材P148。一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地。执行一级标准。二类区：首都、著名旅游城市、城市规划居住区、商业交通居民混合区、文化区、广大农村等，执行二级标准。三类区：污染较严重的工业城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等，执行三级标准。2、大气污染综合排放标准:见教材150—153表9.4、9.5和9.6大气污染与气象一、影响大气污染的气象因子:1、气象的动力因子:风：由空气对流所形成，一般的说，水平流动的气流称为风，垂直运动的气流称为升降气流。风对大气中的污染物所起的作用主要有：输送、扩散、稀释。风向：用方位和角度表示，一共有16个方位。NWNWNNNENNEWNWENEWEESEWSWSWSWSSSESSE图2-2（北00）（东900）（南1800）（西2700）大气湍流：大气的无规则运动，叫大气湍流。大气中的污染物在大气湍流作用下，不断被稀释、扩散向下风方向漂移，同时上下翻腾，体积逐渐变大，最后慢慢消失在大气中。见教材P155大气湍流下的烟云扩散示意图。2、气象的热力因子:①温度层结：反映气温随高度变化的情况，指大气温度在垂直方向上的分布。它决定了大气的稳定度，直接影响着风对污染物的输送、稀释和扩散。Ⅰ、气温垂直递减率r:气温随高度的变化情况。指单位高度（通常取100m）气温的变化值。如实验测得在对流层气温随高度的增加而降低，平均为-0.650C/100m。但不是一个常数，会随时间和空间而变化。r=-(dT/dz)Ⅱ气温干绝热直减率rd:指一小块干空气团在绝热升、降过程中，温度的变化值，实验测得空气团上升或下降的变化为0.98K/100m空气团空气团上升下降气团上升时发生膨胀而做功，消耗内能使温度下降气团下降气团紧缩，内能增加使温度升高。各种情况下的温度层结：r=-(dT/dz)r＞0时:气温随高度增加而下降，为标准大气的温度层结。r=0时:气温不随高度变化而变化，为等温层结。r＜时0:气温随高度增加而升高，为逆温层结。见教材P156图9-4所示。气温气层高度等温层标准大气干绝然上层逆温层接地逆温层②大气稳定度：大气中任一空气块在垂直方向上稳定的程度。r＞rd时:气块的运动趋于远离平衡位置——大气处于不稳定状态。r=rd时:气块被推向哪里就停留在哪里——大气处于中性状态。r＜rd时:气块的运动趋势总是力争回复到平衡位置——大气处于稳定状态。大气稳定度对烟气扩散的影响见教材P157图9.5所示。Ⅰ翻卷型烟云大气不稳定，烟气上下左右大幅摆动，扩散速度较快，一般不会造成烟雾事件。Ⅱ锥型烟云大气不太稳定，扩散能力比翻卷型弱，污染物输送较远，落地浓度较小，污染小。Ⅲ扇型烟云近地层有逆温，垂直方向扩散很少，烟气向水平方向扩散，如烟囱太低或有阻拦，地面浓度增大。Ⅳ屋脊型烟云地面有逆温，上层为正常大气，烟气向上方扩散，对地面污染小。Ⅴ漫烟型烟云上层有逆温，下层为正常大气，烟气向下扩散，地面污染浓度增大，污染加重。3、逆温一种特殊的天气现象，气温随高度的增加而升高，它阻碍着气流的垂直运动，污染物只能近地面扩散，并将造成严重污染。出现逆温的大气层叫逆温层，根据逆温的高度不同分为，接地逆温层和上层逆温层。二、地形条件对大气污染的影响1、山谷风谷风：白天，T山坡＞T山谷，由于热空气上升，风从谷底吹向山坡，形成谷风。即：白天吹谷风。山风：晚上T山坡＜T山谷，冷空气下降，风从山顶吹向山谷，形成山风。晚上吹山风。2、海陆风海风：白天，T陆地＞T海面，由于陆地热空气上升，风从海洋吹向陆地，形成海风。陆风:晚上,T陆地＜T海面，由于海面热空气上升，风从陆地吹向海面形成陆风。3、城市热岛效应T城市＞T乡村，由于城市热空气上升，风从乡村吹向城市，这种风会使工业区排放的污染物向城市中心汇合，造成严重污染，这种现象叫城市热岛效应。大气污染综合防治措施1、全面规划,合理布局,调整工业结构2、按功能区域实行总量控制3、以源头控制为主,推行清洁生产4、实行末断治理5、合理利用大气自净能力6、绿化造林,发展植物净化课题十颗粒污染物的净化技术目的要求:1.了解除尘技术基础知识2.掌握常用除尘装置的结构特点和除尘机理3.知道常用除尘器的除尘效果和实用范围作业:一、填空：1.对于除尘器,根据除尘机理不同可以分为_________________、___________、_____________、_____________四大类。2.XLK除尘器的中文名称是。3.静电除尘器的除尘过程可以分为______________、_____________、_______________三个阶段。4.文丘里除尘器的除尘过程可以分为______________、_____________、_________________三个阶段。5.机械式除尘器是一种利用质量力包括____________、_______________、_______________等的作用，使粉尘与气流分离的装置。二、简要回答：1.画图说明旋风除尘器的除尘机理。2.简述湿式除尘器的除尘机理。3.简要说明袋式除尘器的除尘过程。三、计算：1.教材P191第7题。2.有一两级除尘系统，除尘效率分别为70%和90%，用以处理含尘浓度为300mg/m3的锅炉烟气，计算该系统的总除尘效率和烟气排放浓度C2为多少mg/m3？除尘技术基础1.粉尘的性质:①粉尘的密度：指单位体积粉尘的质量。Kg/m3。堆积密度:在自然堆积状态下的密度。体积包括颗粒内部及颗粒之间的空隙。真密度：固体在密实状态下的密度。体积不包括颗粒内部及颗粒之间的空隙。②粉尘的粒径、形状和粒径分布③粉尘的比表面积：在单位体积或单位质量的粉尘所具有的表面积。如活性炭的比表面积可以达到500~1000m2/g。④粉尘的润湿性：指粉尘对某一液体的亲和力或亲和程度。亲水性颗粒容易被水润湿，如：锅炉烟灰、石英粉尘等。疏水性颗粒难被水润湿，如：石墨粉、碳黑粉等。⑤粉尘的粘附性：指粉尘颗粒附着在固体表面或粉尘相互附着的性质。有利于捕集粉尘，避免二次扬尘，但是，也容易造成设备的堵塞。⑥粉尘的安息角：一般为350~500，决定灰斗、通风管的倾斜度和粉料仓的锥度。⑦粉尘的荷电性及导电性：荷电性：粉尘粒子相互碰撞、摩檫、电晕放电、与带电体接触等，而带有一定的电荷。导电性：指粉尘在电场中作定向运动，高温时，利用粉尘内部的电子或离子导电，低温时，依靠粉尘表面吸附的水份荷化学膜导电。⑧粉尘的磨损性：粉尘在流动过程中，对管壁或容器壁产生磨损的性质。⑨粉尘的自然性和爆炸性：⑩粉尘的光学特性：指粉尘对