大气污染控制工程【专业类别】

1、环境工程学,大气污染控制工程,董佳 djia2010,1,高级课件,课程在培养计划中的作用,大气污染控制工程是高等院校环境工程专业的主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识，大气污染防治技术的基本理论、基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等。培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的基本能力,结合课程实验和毕业设计等教学环节,为学生毕业后从事大气污染控制工程设计,技术管理等工作奠定必要的基础。,2,高级课件,本课程课时安排,3,高级课件,第一章 概论,第一节 大气与大气污染 第二节 大气污染及其来源 第三节 大气污染的影响 第四节 大气

2、污染综合防治 第五节 环境空气质量控制标准,4,高级课件,第一节 大气与大气污染,5,高级课件,一 大气组成,自然状态下的大气由干洁空气、水蒸汽和各种杂质组成。,干洁空气：除去水蒸汽和杂质外，主要成分是氮、氧、氩，它们占空气总容积的百分数分别为78.08%、20.95%、0.93%；次要成分有二氧化碳、氖、氦、氪、氙、氢、臭氧等，它们各自的容积百分数见表1-1。,当空气中某种物质的含量远大于表1-1中所列物质的含量时，就可认为空气被污染了，如果某物质在该表中完全不存在，那么一经存在就构成污染。（注意：一般不把水看作污染物。）,第一节 大气结构及组成,6,高级课件,二 大气污染的定义,Air P

3、ollution may be defined as any atmospheric condition in which substances are present at concentrations high enough above their normal ambient levels to produce a measurable effect on man, animals, vegetation, or materials. 大气污染是指人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害到人体的舒适、健康和福利或危害生态环境。 包括自然的过

4、程和人为过程。,7,高级课件,二 大气污染,通常是指由于人类活 动和自然过引起某种 物质进入大气中，呈 现出足够的浓度，达 到足够的时间，并因 此而危害了人体的舒 适、健康和福利或危 害了环境的现象,化工厂黑烟污染,局部地区污染,地区性污染,广域污染,全球性污染,8,高级课件,三.全球性大气污染,温室效应 臭氧层破坏 酸雨,9,高级课件,温室效应 (Greenhouse Effect),温室气体与温室效应,能使地球大气增温的微量组分称为温室气体，主要有CO2、CH4、N2O、CFC3（氟里昂）等。这些微量气体主要吸收7500-13000nm间的长波辐射，使地球的温度上升，即产生温室效应。,研究

5、表明，各种温室气体对全球的温室效应所起作用的比例不同，其中CO2的作用占55%、 CFC占24%、CH4占15%、N2O占6%。,进入20世纪以来，这些温室气体在大气中的浓度都有增加，其中CO2的增加是最快的，是造成全球变暖的主要原因。 CO2浓度增加的人为原因：化石燃料的燃烧所排放的CO2 占排放总量70%；森林的毁坏。,全球性大气环境问题,化石燃烧,森林毁坏,10,高级课件,11,高级课件,臭氧层空洞 (Depletion of the Ozone Layer),臭氧层的位置及其作用,在大气圈约2025km高空的平流层底部，有一个臭氧浓度相对较高的小圈层，即为臭氧层。 臭氧含量虽然极其微少

6、，却具有非常强烈的吸收紫外线的功能，特别是吸收了99%来自太阳紫外线中对生物有害的部分(UV-B)，保护了人类和生物免遭紫外线辐射的伤害。,臭氧层损坏原因,人类活动排入大气的某些化学物质与臭氧发生作用，导致了臭氧的损耗。这些物质主要有CH4、N2O、CCl4、哈龙（溴氟焕烃）以及氟里昂等，破坏作用最大的为哈龙类物质与氟里昂。,科学家研究发现，在对流层相对稳定的氟里昂在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈的紫外线作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。,全球性大气环境问题,12,高级课件,酸雨 (Acid Rain),

7、定义,酸雨又称酸沉降，它是指pH值小于5.6的天然降水（湿沉降）和酸性气体及颗粒物的沉降（干沉降）。,成分,主要是无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。,形成机理,人为排放的SO2和NOx等气体在大气中经过复杂的物理化学过程生成硫酸和硝酸，形成了酸雨，大体经过以下几个过程。,1、 SO2的氧化过程：SO2通过催化氧化和光化学氧化两种途径转化为SO3，进而生产硫酸。,2、 NOx的氧化过程： NOx的氧化过程主要是催化氧化。在空气湿度大并存在金属杂质和NH3的条件下，生成硝酸和硝酸盐，最终形成气溶胶。,3、 酸雨的形成： 硫酸、硝酸及其他酸性成分等酸性污染物可以被吸收到云内（云内捕集），在云下的

8、酸性污染物在降雨初期被雨水吸收（雨水捕集），进而成为酸性降水。,全球性大气环境问题,13,高级课件,14,高级课件,第二节 大气污染物及其来源,15,高级课件,大气污染物的种类,气溶胶状态污染物,根据物理性质的不同分,粉尘 (dust) 烟 (fume) 飞灰 (fly ash) 黑烟 (smoke) 雾 (fog),TSP100um PM1093%, 无机物量1 3空燃比（AF） 定义：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。,59,高级课件,4 燃料燃烧产生的污染物,1.实际燃烧过程中不会出现理论上的完全燃烧。 2.燃烧产物：悬浮颗粒物、燃烧产物、未燃烧和部分燃烧的燃料、氧

9、化剂、一氧化碳、硫的氧化物、氮的氧化物、以及少量的有机化合物。,60,高级课件,例：某燃烧装置采用重油作燃料，重油成分分析结果如下（按质量）C：88.3%，H：9.5%，S：1.6%，灰分：0.10%。试确定燃烧1kg重油所需的理论空气量。 解：以1kg重油燃烧为基础，则：,61,高级课件,62,高级课件,理论需氧量为： 73.58+23.75+0.5=97.83 mol/kg重油 假定空气中N2与O2的摩尔比为3.78(体积比) 则，理论空气量为： mol/kg重油 即 m3N/kg重油,63,高级课件,5 热化学关系式,（1） 发热量 单位量燃料完全燃烧产生的热量。即反应物开始状态和反应物终了状态相同情况下（常温298K,101325Pa）的热量变化值，称为燃料的发热量，单位是KJ/Kg。（固体）KJ/m3(气体)。发热量有高位、低位之分。 高位：包括燃料燃烧生成物中水蒸汽的汽化潜热，Qh 低位：指燃料燃烧生成物中水蒸