第4章1大气污染

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1、要掌握的内容：要掌握的内容：污染的种类、来源及其危害大气污染物扩散原理及其模式大气污染控制（排放标准、综合控制措施）1.大气组成大气组成 大气是人类及一切生物赖以生存大气是人类及一切生物赖以生存必不可少必不可少的物质和基本环境要素之的物质和基本环境要素之一一。（食、水、空气：人缺乏食物约可生存5周；断绝饮水约可生存5天；而离开空气，则5min就会死亡。）通常认为通常认为海平面附近的干燥空气是洁净空气海平面附近的干燥空气是洁净空气，其组成基本不变。，其组成基本不变。1000公里的高空以内称为大气层或大气圈公里的高空以内称为大气层或大气圈，其密度随着高度的减小，其密度随着高度的减小而增加，大气质量

2、约而增加，大气质量约99.9都都集中在集中在55km以下的空间以下的空间。大气组成大气组成：干燥洁净的混合气体干燥洁净的混合气体（空气）：（空气）：78.09 N2,20.94 O2,0.934 Ar 和和0.032 CO2。共占大气总容积的。共占大气总容积的99.996。(CO2和和O3含量甚微，但对大气温度和生物生存起着重要作用。CO2吸收地表的长波辐射，阻止地球散热。0.25 10-5 O3 吸收太阳紫外辐射99%，集中在2025km的高度处。）悬浮微粒悬浮微粒：固体微粒（悬浮灰、尘、花粉、细菌、冰晶）、颗粒状液体（水滴、云雾、）。影响大气的能见度，削弱太阳的辐射强度。水蒸气水蒸气：含量

3、不大，构成天气现象（云、雾、雨、霜、露）。：含量不大，构成天气现象（云、雾、雨、霜、露）。2.大气污染大气污染 n国际标准化组织国际标准化组织(ISO)定义：定义：“空气污染空气污染，通常是指由于，通常是指由于人类活动人类活动和自然过程和自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度足够的浓度，达到，达到了了足够的时间足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。了环境。”其明确了：其明确了：(1)形成大气污染的形成大气污染的原因原因：自然因素、人为因素；：自然因素、人为因素；(2)造成大气污染的造成大

4、气污染的必要条件必要条件：即污：即污染物在大气中要含有足够的浓度，并且停留足够的时间，超过了允许限度，使得染物在大气中要含有足够的浓度，并且停留足够的时间，超过了允许限度，使得大气质量恶化，从而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。）大气质量恶化，从而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。）3.影响大气污染形成的主要因素影响大气污染形成的主要因素 污染物浓度愈高，停留时间愈长，污染愈严重。污染物浓度愈高，停留时间愈长，污染愈严重。n地理、地形特征：地理、地形特征：影响大气的扩散能力影响大气的扩散能力。不同的特征，在不同气。不同的特征，在不同气候条件下，会形成各种大气环流候条件下，会形成

5、各种大气环流风。风可能加速、也可能不利风。风可能加速、也可能不利于污染物的扩散。于污染物的扩散。n气象条件：气象条件：不同的气象条件具有不同的不同的气象条件具有不同的稀释扩散能力稀释扩散能力。包括：风。包括：风速和风向、大气气温垂直分布和稳定度、降水过程。速和风向、大气气温垂直分布和稳定度、降水过程。n排放源高度：排放源高度：高烟囱把污染物排向远离污染源的高空，在更广阔高烟囱把污染物排向远离污染源的高空，在更广阔的区域中扩散稀释，的区域中扩散稀释，降低污染物在近地面的浓度降低污染物在近地面的浓度。但是污染物的。但是污染物的总量没有减少。总量没有减少。二、大气污染源二、大气污染源定义：定义：造成

6、大气污染的造成大气污染的污染物发生源污染物发生源。按排放按排放方式方式：点点源、源、线线源、源、面面源；源；按排放按排放形式形式：固定固定源、源、流动流动源；源；按排放按排放时间时间：连续连续源、源、间断间断源、源、瞬时瞬时源；源；按排放按排放位置位置：地面地面源、源、高架高架源。源。通常通常人工污染源分为人工污染源分为：生活污染源生活污染源。生活中炉灶、热水器、采暖锅炉。生活中炉灶、热水器、采暖锅炉。工业污染源工业污染源。燃料燃烧、工业生产排放的物质。燃料燃烧、工业生产排放的物质。农业污染源农业污染源。农药和化肥分解产生有害气体、粉尘飞扬。农药和化肥分解产生有害气体、粉尘飞扬。交通污染源交通

7、污染源。交通工具燃烧排放的有害废气。交通工具燃烧排放的有害废气。（其中，燃料燃烧排放的大气污染物占7080）三、大气污染的分类三、大气污染的分类1.大气污染的类型大气污染的类型按大气污染的影响范围按大气污染的影响范围：局部性局部性大气污染：大气污染：某个污染源的小范围（如某一火电厂）；某个污染源的小范围（如某一火电厂）；(Local)地区性地区性污染：工业区及附近、整个城市；污染：工业区及附近、整个城市；(Regional)广域性广域性污染：超过行政区域的广大地域；污染：超过行政区域的广大地域；(Wide range)全球性全球性大气污染：超越国界、全球。（大气污染：超越国界、全球。（Worl

8、dwide）按污染物的种类按污染物的种类：煤烟型煤烟型。煤炭燃烧，SOx、烟尘等，以及形成的二次污染物。石油型石油型。石油生产、石油制品使用，NOx、COx、HC等，以及形成 的光化学烟雾。混合型混合型。有煤烟型和石油型的综合特征，以煤碳、石油为燃料综合的污染源，以及从工厂企业排出各种化学物质的污染源。特殊型特殊型。某些特殊的气态污染物，如放射性废气、含氯气体、含氟气体。煤炭和石油燃烧排放的废气，在一定的气象条件下形成煤炭和石油燃烧排放的废气，在一定的气象条件下形成二次污染的特征二次污染的特征：氧化型大气污染氧化型大气污染(汽车尾气型汽车尾气型)。石油类。石油类燃料燃烧，汽车排气中燃料燃烧，汽

9、车排气中CO2、NOx。强烈阳光作用，污染物发生光化学反应后生成强烈阳光作用，污染物发生光化学反应后生成臭氧、过氧乙酰基硝酸酯臭氧、过氧乙酰基硝酸酯类等氧化性二次污染物类等氧化性二次污染物。气象条件：较强烈的阳光，气温高于。气象条件：较强烈的阳光，气温高于23，湿，湿度低于度低于75，风速小于，风速小于3m/s，通常发生，通常发生在夏、秋季节的白天在夏、秋季节的白天，以中午污，以中午污染最严重。（洛杉矶型、石油型）。染最严重。（洛杉矶型、石油型）。还原型大气污染还原型大气污染(煤炭型煤炭型)。煤炭。煤炭燃烧，产生燃烧，产生烟尘、烟尘、SO2和和CO，多发生于煤，多发生于煤炭和石油混合使用的地区

10、。气象条件：多云，气温低于炭和石油混合使用的地区。气象条件：多云，气温低于8，湿度高于，湿度高于85，基本无风、伴有逆温。一次污染物低空聚积，生成还，基本无风、伴有逆温。一次污染物低空聚积，生成还原性硫酸烟雾原性硫酸烟雾。通常发生在通常发生在冬季，以早晨冬季，以早晨污染最严重。（伦敦型、煤炭型）。污染最严重。（伦敦型、煤炭型）。2.我国的大气概况和特点我国的大气概况和特点 n能源消费以煤炭为主能源消费以煤炭为主，主要是主要是SO2和烟尘的污染，大气污染的特和烟尘的污染，大气污染的特征属于征属于煤烟型煤烟型。n污染水平：污染水平：北方城市南方城市，冬季夏季，早晚中午。南北方城市南方城市，冬季夏季

11、，早晚中午。南方城市是酸雨和方城市是酸雨和高硫煤高硫煤地区的污染，北方城市是冬季采暖期的污地区的污染，北方城市是冬季采暖期的污染。染。n1997年，年，污染物排放达到最高值。其中污染物排放达到最高值。其中SO2排放过了美国，成为排放过了美国，成为世界世界SO2排放第一大国排放第一大国。n1997年后，年后，烟尘、烟尘、SO2排放总量呈下降，但数量仍巨大；石油消排放总量呈下降，但数量仍巨大；石油消费和机动车辆急剧增加，费和机动车辆急剧增加，氮氧化物污染呈上升氮氧化物污染呈上升。已认定的大气污染物约有已认定的大气污染物约有100种，种，主要为主要为气溶胶态和气态污染物气溶胶态和气态污染物。气溶胶态

12、污染物气溶胶态污染物 气态污染物气态污染物一、气溶胶态污染物一、气溶胶态污染物沉降速度可以忽略的固体、液体颗粒在气体介质中的沉降速度可以忽略的固体、液体颗粒在气体介质中的悬悬浮体浮体。分为以下三种形式分为以下三种形式:1.粉尘粉尘(dust):较小悬浮固体颗粒，较小悬浮固体颗粒，200m。煤粉、水泥、金属粉尘、粘土。煤粉、水泥、金属粉尘、粘土粉尘、石棉等。一般，粉尘粉尘、石棉等。一般，粉尘75m，粗尘，粗尘75m。2.烟尘烟尘:燃烧、冶金中的细微颗粒：烟炱燃烧、冶金中的细微颗粒：烟炱(fume)，冶金过程中的固体粒子。，冶金过程中的固体粒子。熔融物质挥发产生的熔融物质挥发产生的气态冷凝物气态冷

13、凝物，1m。如氧化铝（锌、铅）等；。如氧化铝（锌、铅）等；飞灰飞灰(fly ash)，燃料燃烧中的细小，燃料燃烧中的细小灰粒灰粒，10m；黑烟；黑烟(smoke)，燃烧，燃烧产生的产生的可见气溶胶可见气溶胶,燃料高温缺氧，烃类热分解生成的碳黑颗粒，燃料高温缺氧，烃类热分解生成的碳黑颗粒，0.011m。3.雾雾(fog):微小微小液体颗粒液体颗粒。水雾、油雾、酸雾、碱雾，。水雾、油雾、酸雾、碱雾，100m。气象学中是指造成能见度气象学中是指造成能见度l km的小水滴悬浮体的小水滴悬浮体。气溶胶态污染物通常气溶胶态污染物通常500m。100m的颗粒易于沉降，造成的危害较小。的颗粒易于沉降，造成的危

14、害较小。100m的所有固体颗粒物：总悬浮微粒的所有固体颗粒物：总悬浮微粒(TSP)飘尘飘尘:l0m，粒度小，质量轻，不易沉降；，粒度小，质量轻，不易沉降；降尘降尘:l0m，能靠重力在较短时间内沉降；，能靠重力在较短时间内沉降；雾霾天气雾霾天气 霾霾也叫雾霾（烟霞），指空气中的也叫雾霾（烟霞），指空气中的灰尘灰尘、硫酸硫酸、硝酸硝酸、有机碳氢化合物等、有机碳氢化合物等粒粒子子使大气混浊，视野模糊并导致使大气混浊，视野模糊并导致能见度能见度恶化，如果水平能见度小于恶化，如果水平能见度小于10000米时，米时，将这种非水成物组成的将这种非水成物组成的气溶胶气溶胶系统造成的视程障碍称为霾系统造成的视程

15、障碍称为霾(Haze)或或灰霾灰霾（Dust-haze），），香港香港天文台称烟霞天文台称烟霞(Haze)。霾与雾的区别在于发生霾时相对霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和饱和的的(如有大量凝结核存在时，如有大量凝结核存在时，相对湿度相对湿度不不一定达到一定达到100%就可能出现饱和就可能出现饱和)。一般相对。一般相对湿度湿度小于小于80%时的大气混浊视野时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于糊

16、导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达霾的厚度比较厚，可达13公里公里左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾有明显的边界，霾粒子粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度尺度比较小，从比较小，从0.001微米到微米到10微米微米，平均直径大约在，平均直径大约在12微米左右，微米左右，肉眼肉眼看不到空中飘浮的看不到

17、空中飘浮的颗粒物颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长波长较长的光比较较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。一次污染物一次污染物(从污染源直接排放出的从污染源直接排放出的)：SOx、NOx、COx、HC化合物，化合物，O3、氟化物、氟化物等。等。二次污染物二次污染物：光化学烟雾、硫酸烟雾等。光化学烟雾、硫酸烟雾等。1.含硫化合物含硫化合物:SO2、SO3和和H2S等。等。SO2：最主要的气态污染物。化石燃料燃烧、有色金属冶炼、火力发电、石油炼：最主要的气态污染物。化石燃料燃烧、有色金属冶炼、火力发

18、电、石油炼制、造纸、硫酸生产及硅酸盐制品熔烧等过程都向大气排放制、造纸、硫酸生产及硅酸盐制品熔烧等过程都向大气排放SO2，燃烧燃烧SO2约占约占70以上。以上。H2S：有机腐败物，造纸、炼油、炼焦、石化、农药等生产中的排放。在大气中：有机腐败物，造纸、炼油、炼焦、石化、农药等生产中的排放。在大气中很快被氧化成很快被氧化成SO3或或SO2。2.含氮化合物含氮化合物：NO、NO2、N2O、N2O3、NH3、HCN等，主要是等，主要是NO和和NO2。大约。大约83的的NOX来自燃料燃烧。来自燃料燃烧。此外，硝酸、氮肥、石化、炸药生产。此外，硝酸、氮肥、石化、炸药生产。3.碳氧化合物碳氧化合物：CO、

19、CO2。人工：燃烧。人工：燃烧。CO排放量为排放量为大气污染物之首，大气污染物之首，但但CO的的浓度并未持续增加，表明浓度并未持续增加，表明自然界自然界存在存在抑制抑制CO增长的机制增长的机制，如土壤微生物的代，如土壤微生物的代谢和谢和OH自由基的氧化能将自由基的氧化能将CO转化为转化为CO2。但。但CO排放集中时，浓度可能达到危排放集中时，浓度可能达到危害环境水平。害环境水平。二、气态污染物二、气态污染物4.碳氢化物碳氢化物：可挥发的各种有机烃类化合物，如烷、烯和芳烃等可挥发的各种有机烃类化合物，如烷、烯和芳烃等。大部分来自。大部分来自于于植物的分解植物的分解，人工是，人工是石油类物质石油类

20、物质不完全燃烧和蒸发，汽车尾气排放占有不完全燃烧和蒸发，汽车尾气排放占有主要的比重。主要的比重。HC是一种强致癌剂是一种强致癌剂，与，与NOX的共同作用会形成光化学烟雾。的共同作用会形成光化学烟雾。5.卤素化合物卤素化合物：含：含氯氯、含、含氟氟化合物。钢铁、石化、农药、化肥工业的生产过程化合物。钢铁、石化、农药、化肥工业的生产过程中都有。排放量不多，对植物生长有很大伤害；破坏中都有。排放量不多，对植物生长有很大伤害；破坏臭氧层臭氧层的主要成分。的主要成分。6.硫酸烟雾硫酸烟雾：SO2等含硫化合物等含硫化合物，在有，在有水水雾、雾、颗粒颗粒气溶胶、气溶胶、NOx、以及一定、以及一定气气象条件下

21、象条件下，发生，发生化学或光化学反应而形成化学或光化学反应而形成。相对湿度较高，气温较低，并。相对湿度较高，气温较低，并伴有煤烟尘、含有重金属的飘尘等存在时发生的。伴有煤烟尘、含有重金属的飘尘等存在时发生的。7.光化学烟雾光化学烟雾：阳光：阳光紫外紫外线照射，线照射，NOx、HC和氧化剂之间发生一系列光化学和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的淡蓝色反应而生成的淡蓝色(有时呈紫色或黄褐色有时呈紫色或黄褐色)二次污染物二次污染物。主要成分是臭氧、主要成分是臭氧、过氧乙酰基硝酸酯过氧乙酰基硝酸酯(PAN)、醛类及酮类等。、醛类及酮类等。燃烧产生的污染物约占全部大气污染物数量的燃烧产生的污染物约占

22、全部大气污染物数量的70。一、燃料性质一、燃料性质1.固体燃料：固体燃料：coalC、H、O、N、S。所含污染物如下：。所含污染物如下：灰灰：456070，我国，我国25 S：无机硫无机硫：黄铁矿硫（：黄铁矿硫（FeS2）；）；有机硫有机硫：有机质的复杂化合物；：有机质的复杂化合物；硫酸硫酸 盐硫盐硫：石膏（：石膏（CaSO42H2O）。）。（无机硫和有机硫参于燃烧；而硫酸盐硫属于灰分。高硫煤2。）N：化合物：挥发分：化合物：挥发分N、焦炭、焦炭N。2液体燃料。汽油、煤油、柴油、重油（含液体燃料。汽油、煤油、柴油、重油（含S）C、H高，灰少。高，灰少。3气体燃料。天然气气体燃料。天然气CH4

23、气田气、油田伴生气、煤田伴生气。人造气气田气、油田伴生气、煤田伴生气。人造气液化石油气、焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气。液化石油气、焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气。二、燃烧过程二、燃烧过程 燃烧分为固相燃烧、气相燃烧燃烧分为固相燃烧、气相燃烧。必要条件必要条件：适当空气量，即氧气适当空气量，即氧气。（不足，燃烧不完全；过大，降低燃烧温。（不足，燃烧不完全；过大，降低燃烧温度。）度。）空气过剩系数空气过剩系数：实际空气量实际空气量/理论空气量，用于固定装置。理论空气量，用于固定装置。空燃比空燃比A/F:空气量空气量/燃料量（质量），用于移动装置。燃料量（质量），用于移动装置。（汽油理论汽油理论A

24、/F15，甲烷理论，甲烷理论A/F17.2）。）。良好的燃烧工况还必须满足以下良好的燃烧工况还必须满足以下三个基本条件（三个基本条件（3T）：足够的温度足够的温度。着火温度，燃烧维持较高温度。着火温度，燃烧维持较高温度。充足的时间。充足的时间。才能保证燃料的充分燃烬。才能保证燃料的充分燃烬。充分的混合。充分的混合。混合不良将产生不完全燃烧产物，相当缺氧燃烧。用湍流混合不良将产生不完全燃烧产物，相当缺氧燃烧。用湍流度衡量。度衡量。三、燃烧产物三、燃烧产物N2、CO2、水蒸气和飞灰，以及、水蒸气和飞灰，以及O2、SOX、NOX、CO、H2、CH4、HC、碳黑。、碳黑。污染物：污染物：SOX、NOX

25、、COx、HC、碳黑、飞灰。、碳黑、飞灰。SOX：SO2，少量的，少量的SO3。NOX：燃料：燃料N，空气，空气N生成。生成。主要主要NO，少量少量NO2。飞灰飞灰：剩余的细微固体颗粒物。：剩余的细微固体颗粒物。CO、H2、CH4、HC、碳黑、碳黑：不完全燃烧产物。：不完全燃烧产物。与燃料性质、燃烧方式、燃烧条件有关。与燃料性质、燃烧方式、燃烧条件有关。一、烟尘：一、烟尘：1.烟尘的生成机理烟尘的生成机理（1）气态析出型气态析出型。固体燃料的。固体燃料的挥发分气体挥发分气体、液体燃料、液体燃料蒸发气蒸发气和和气体燃料气体燃料，。0.010.2m。气相脱氢聚合反应气相脱氢聚合反应：甲烷甲烷 CH

26、4 2H2+C 乙烷乙烷 C2H6 3H2+2C C2H6 H2+C2H4（乙烯）（乙烯）乙烯乙烯 C2H4 H2+C2H2 C2H2 H2+2C (2)液态剩余型液态剩余型。液体燃料不完全燃烧：液体燃料不完全燃烧：煤胞、油灰：煤胞、油灰：油滴蒸发产生油蒸气燃烧时，油滴蒸发产生油蒸气燃烧时，一边膨胀发泡，一边一边膨胀发泡，一边聚缩固化聚缩固化，生成，生成10300m、表面光滑致密、内部絮状、难以燃烧的、表面光滑致密、内部絮状、难以燃烧的空心焦粒；空心焦粒；石油焦：石油焦：油雾滴与炽热固体壁面接触时油雾滴与炽热固体壁面接触时高温裂解高温裂解，形成颗粒较大的，形成颗粒较大的物质，结焦。物质，结焦。

27、(3)固态剩余型固态剩余型。固体燃料燃烧时形成，包括固体燃料燃烧时形成，包括未燃尽固定碳和灰分未燃尽固定碳和灰分（飞（飞灰），灰），3100m。2.影响烟尘生成的因素影响烟尘生成的因素（1）燃料性质：）燃料性质：灰分，含水量，飞灰浓度；气态燃烧的燃料数量越多，碳含量，碳黑。气、液燃料碳黑多，固体燃料以飞灰为主。（2）燃烧条件：）燃烧条件：不完全燃烧产生烟尘。（3）燃料粒径：）燃料粒径：液体燃料粒径越大，其燃尽时间也越长，尘浓度。固体燃料的燃烧速率取决于氧气向表面的扩散速度，以及在固体表面上进行的化学反应速度。3.烟尘的危害烟尘的危害 10m能沉降；能沉降；10m飘尘飘尘长期悬浮，易进入呼吸系统

28、，直接进入肺长期悬浮，易进入呼吸系统，直接进入肺部。部。烟尘的化学组成很复杂，含有毒物、致癌物，引起肺癌或皮肤癌。烟尘的化学组成很复杂，含有毒物、致癌物，引起肺癌或皮肤癌。二、硫氧化合物二、硫氧化合物主要是主要是SO2，SO3很少。缺氧时，还有很少。缺氧时，还有H2S和元素和元素S。生成生成SO2的总放热反应的总放热反应 S+O2 SO2 （31）火焰中的淡蓝色是O原子和SO反应形成SO2时所发射的光谱。SO是一种中间产物。1.生成机理生成机理（1）有机硫和）有机硫和H2S的氧化的氧化 H2S主要在油中。煤中有机硫主要在油中。煤中有机硫500分解分解H2S。H2S、S元素首先元素首先SO(H2

29、S+O2SO+H2O；S+O2SO+O)再再 SO+O2SO2+O ；SO+OHSO2+H（2）无机硫的氧化）无机硫的氧化 无机无机FeS2分解速度慢。分解速度慢。1)缺氧时缺氧时，500，分解成，分解成S、H2S和和FeS，FeS必须必须1400才能分解出才能分解出S，再氧，再氧化成化成SO2。2)富氧下富氧下，FeS2直接氧化直接氧化SO2:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 S含量含量，空气量，空气量，SO2。（3）燃烧中）燃烧中SO3的生成的生成 可逆可逆 SO2+O SO3 过程缓慢。过程缓慢。贫燃：计算，贫燃：计算，高温有利于高温有利于SO2生成，低温有利于生成，低温有利

30、于SO3生成。生成。实测，实测，高温区高温区SO3浓浓度计算值度计算值。贫燃贫燃O2充足，充足，S氧化快。氧化快。富燃：高温时，缺富燃：高温时，缺O2，抑制抑制SO2SO3。低温时，。低温时，O原子浓度急剧降低，原子浓度急剧降低，S03浓浓度略有下降。度略有下降。催化剂：金属氧化膜（催化剂：金属氧化膜（Fe2O3）、积灰（）、积灰（V2O5），促使），促使SO2SO3。水蒸气与水蒸气与SO3反应形成反应形成H2SO4蒸汽。蒸汽。因此：含因此：含S；含灰；含灰；反应；反应；高温区；高温区；火焰；火焰t，SO3。（4）SO2在大气中的转化在大气中的转化 SO2在大气中的转化速度非常小。在大气中的转

31、化速度非常小。（若存在金属氧化物、颗粒物、（若存在金属氧化物、颗粒物、NOX等可作催化剂的物质，可增大等可作催化剂的物质，可增大SO2SO3的 速 度，的 速 度，或 直 接 氧 化 为 硫 酸 盐 气 溶 胶或 直 接 氧 化 为 硫 酸 盐 气 溶 胶，如，如 M g O2SO2MgSO4，SO2和和SO3与水蒸气反应都会形成硫酸蒸汽。）与水蒸气反应都会形成硫酸蒸汽。）2.硫化合物的危害硫化合物的危害SO2：有强烈的辛辣、刺激性气味。浓度超过一定值，支气管收缩，鼻：有强烈的辛辣、刺激性气味。浓度超过一定值，支气管收缩，鼻腔出血，呼吸困难，腔出血，呼吸困难，诱发支气管炎、肺水肿诱发支气管炎、

32、肺水肿。SO2形成的硫酸烟雾，形成的硫酸烟雾，毒性作用增大毒性作用增大34倍。倍。对植物造成伤害，其生长受阻，叶片出现黄对植物造成伤害，其生长受阻，叶片出现黄褐色坏死斑、脱水、焦枯。褐色坏死斑、脱水、焦枯。H2S：有毒气体，易溶于水。刺激性引起眼结膜炎；侵入血液中：有毒气体，易溶于水。刺激性引起眼结膜炎；侵入血液中与血红与血红蛋白结合蛋白结合，生成硫化血红蛋白而使人缺氧，窒息死亡。空气中，生成硫化血红蛋白而使人缺氧，窒息死亡。空气中H2S的的体积分数为体积分数为0.04时便有害于人体健康，时便有害于人体健康，0.1时就可致人死亡时就可致人死亡，大气中，大气中允许的硫化氢浓度为允许的硫化氢浓度为

33、0.01g/m3。三、氮氧化合物三、氮氧化合物1.燃烧过程中燃烧过程中NOx的热力学平衡的热力学平衡 N2+O2 2NO t，Kp，NO NO+O2 NO2+O t，Kp，NO2 NO与与NO2的生成反应的特点的生成反应的特点燃烧中燃烧中NO95，NO25；任何温度时生成的任何温度时生成的NO都都NO2；t，NO，1500 K，反应速率很小；，反应速率很小；800K，NOx数量忽略不计；数量忽略不计；室温时只有极少量室温时只有极少量NO与与NO2生成。生成。排入大气排入大气NO，在充足的反应平衡时间下氧化成，在充足的反应平衡时间下氧化成NO2。四、其他污染物四、其他污染物 1.CO CO是燃烧

34、过程的中间产物，不完全燃烧产物。是燃烧过程的中间产物，不完全燃烧产物。RH R RO2 RCHO RCO CO R碳氢自由基团。碳氢自由基团。RCO主要通过热分解生成主要通过热分解生成CO。CO的生成速率很快，氧化成的生成速率很快，氧化成CO2的速率的速率，在火焰区，在火焰区CO浓度迅速上升到最大浓度迅速上升到最大值。控制值。控制CO的排放是使之完全燃烧。的排放是使之完全燃烧。：毒性很大。：毒性很大。与血红蛋白有较强亲合力，比氧与血红蛋白的亲和力大与血红蛋白有较强亲合力，比氧与血红蛋白的亲和力大200多倍多倍。生成生成碳氧血红蛋白碳氧血红蛋白，降低血液输送氧气的功能。，降低血液输送氧气的功能。

35、中枢神经受影响中枢神经受影响，降低，降低人对各种意识的分辨能力，出现昏迷、呼吸困难，甚至导致窒息死亡。人对各种意识的分辨能力，出现昏迷、呼吸困难，甚至导致窒息死亡。2.2.碳氢化物（碳氢化物（HCHC）来源来源：不完全燃烧、石油类物质蒸发不完全燃烧、石油类物质蒸发。燃烧室内温度过低的区域，或者。燃烧室内温度过低的区域，或者油气混合不均匀导致燃烧室内局部混气过富。油气混合不均匀导致燃烧室内局部混气过富。HCHC的热分解和氧化非常复杂，许多中间产物的反应过程和反应机理至的热分解和氧化非常复杂，许多中间产物的反应过程和反应机理至今尚不清楚。今尚不清楚。大部分大部分HCHC是是700700时发现时发现

36、。危害危害：主要致癌物质主要致癌物质。一般是多环结构的。一般是多环结构的多环芳烃类多环芳烃类物质，如苯并物质，如苯并aa芘芘等，其中有机物在燃烧分解过程中产生的焦油状多环芳烃苯并芘就是等，其中有机物在燃烧分解过程中产生的焦油状多环芳烃苯并芘就是公认的强致癌性物质。公认的强致癌性物质。3.3.碳烟碳烟 汽车排放的不完全燃烧产物，汽车排放的不完全燃烧产物，柴油机碳烟浓度约为汽油机的柴油机碳烟浓度约为汽油机的30308080倍倍。柴柴油机采用扩散燃烧油机采用扩散燃烧，燃料和空气混合不均匀，出现部分混合气过浓，缺氧，燃料和空气混合不均匀，出现部分混合气过浓，缺氧，其形成条件与其形成条件与COCO和和H

37、CHC很相似。很相似。白烟白烟：寒冷气候起动、怠速运转寒冷气候起动、怠速运转，燃烧室温度过低，燃烧室温度过低，燃料未经燃烧排出燃料未经燃烧排出，1m1m以上白色液珠。以上白色液珠。蓝烟蓝烟：柴油机低负荷工作、：柴油机低负荷工作、低温运转低温运转，排出的直径在，排出的直径在0.4m0.4m的淡蓝色液珠。的淡蓝色液珠。黑烟黑烟（碳烟）：柴油机（碳烟）：柴油机高负荷运行高负荷运行，混合气高温缺氧，产生脱氢聚碳反应，以碳，混合气高温缺氧，产生脱氢聚碳反应，以碳为主为主0.05m0.05m的固态微小颗粒。的固态微小颗粒。4.光化学烟雾光化学烟雾 NOX、HC，在阳光的强烈照射，在阳光的强烈照射下下，发生

38、光化学反应后形成二次污染物（，发生光化学反应后形成二次污染物（臭臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯(PAN)）等）等，形成光化学烟雾。，形成光化学烟雾。NO2光解光解NOO OHCOH，OO2O3 O、O3、OHHCHC自由基。自由基。HC自由基自由基O2过氧化自由基。过氧化自由基。各种自由基各种自由基NONO2 发生时，气温较高，大气相对湿度较低，发生时，气温较高，大气相对湿度较低，夏季晴天，高峰出现在正午前后夏季晴天，高峰出现在正午前后，夜间消失夜间消失。影响光化学烟雾形成的因素影响光化学烟雾形成的因素 （1）污染物质及浓度污染物质及浓度。存在存在NO2和和HC，浓度越高，

39、各种氧化剂的浓度也，浓度越高，各种氧化剂的浓度也必然增高。大气中飘尘易吸附气态分子发生反应。必然增高。大气中飘尘易吸附气态分子发生反应。（2）太阳辐射强度太阳辐射强度。只有波长为。只有波长为290430nm能量较大的紫外辐射，才能能量较大的紫外辐射，才能使使NO2光解。光解。（3）地理位置地理位置。天顶角越小，辐射线的路线越短，紫外辐射越强。大气。天顶角越小，辐射线的路线越短，紫外辐射越强。大气层愈厚，到达地面的辐射能愈少。层愈厚，到达地面的辐射能愈少。夏季天顶角比冬天小，夏季天顶角比冬天小，晴朗、夏晴朗、夏季中午出现光化学烟雾的可能性最大。季中午出现光化学烟雾的可能性最大。（4）气象条件气象

40、条件。晴天、阳光明媚、高气温、。晴天、阳光明媚、高气温、低湿度、低风速、有逆温层低湿度、低风速、有逆温层存在，易产生光化学烟雾。存在，易产生光化学烟雾。此时污染物质不易稀释扩散。此时污染物质不易稀释扩散。第五节第五节 大气污染的防治途径大气污染的防治途径 一、我国大气污染治理一、我国大气污染治理 以煤为主能源政策在今后相当长时期内不会改变。以煤为主能源政策在今后相当长时期内不会改变。我国的我国的工业废气的治理工业废气的治理已经取得了明显的成果，一些地区的大气污染已经取得了明显的成果，一些地区的大气污染得到控制或缓解，但得到控制或缓解，但仍然存在许多问题仍然存在许多问题：部分老企业和乡镇企业部分

41、老企业和乡镇企业的生产技术落后、设备简陋、能源消耗高、废的生产技术落后、设备简陋、能源消耗高、废气排放量大，治理难度大；气排放量大，治理难度大；资金不足，有害气体的处理率低资金不足，有害气体的处理率低；许多许多废气治理设施开工率和运转率废气治理设施开工率和运转率低，甚至搁置不用。低，甚至搁置不用。二、大气污染的综合防治二、大气污染的综合防治 大气污染的综合防治的原则大气污染的综合防治的原则:区域为统一整体，调查评价、统一规划，综合运用各防治措施，改善大气环区域为统一整体，调查评价、统一规划，综合运用各防治措施，改善大气环境质量境质量。原则。原则:推行清洁生产，控制污染源头。推行清洁生产，控制污

42、染源头。将综合预防的环境策略持续应用于生产过程将综合预防的环境策略持续应用于生产过程和产品之中，以期减少对人类和环境的风险。和产品之中，以期减少对人类和环境的风险。合理利用合理利用环境自净能力与人为措施相结合环境自净能力与人为措施相结合。综合防治与分散治理相结合综合防治与分散治理相结合。分散治理为基础。分散治理为基础按功能区实行总量控制按功能区实行总量控制。保持环境质量符合要求，所能允许的某种污染物的。保持环境质量符合要求，所能允许的某种污染物的最大排污总量。最大排污总量。技术措施与管理措施相结合技术措施与管理措施相结合。粗放经营、管理不善造成污染物流失约占总量。粗放经营、管理不善造成污染物流

43、失约占总量的的5050。2.2.大气污染的综合防治措施大气污染的综合防治措施（1 1）全面规划、合理布局或调整工业结构。）全面规划、合理布局或调整工业结构。（2 2）严格的环境管理体制。）严格的环境管理体制。（3 3）综合利用，提高资源利用率。）综合利用，提高资源利用率。（4 4）合理利用能源。）合理利用能源。改变常规能源结构和用能方式。改变常规能源结构和用能方式。采用先进的清洁煤技术。采用先进的清洁煤技术。节约能源。节约能源。开发清洁能源。开发清洁能源。控制污染源头和废气排放。安装除尘净化装置，高烟囱排放。控制污染源头和废气排放。安装除尘净化装置，高烟囱排放。构建绿色生态系统。构建绿色生态系

44、统。三、大气环境标准三、大气环境标准 为了维护生态平衡，保护人体健康，控制和改善大气质量，制定了大气为了维护生态平衡，保护人体健康，控制和改善大气质量，制定了大气环境中污染物的环境中污染物的最大容许含量最大容许含量和污染源排放污染物的和污染源排放污染物的数量数量及及浓度浓度的技术规范：的技术规范：分为分为大气环境大气环境质量质量标准标准、大气污染物大气污染物排放排放标准标准、大气污染大气污染控制技术控制技术标准标准、大气污染大气污染警报警报标准标准等。等。标准制定标准制定：为保障人体健康和维护生态平衡，并：为保障人体健康和维护生态平衡，并考虑实现标准的经济代考虑实现标准的经济代价和所取得的环境

45、效益之间的关系，以及不同区域功能、生态结构和技术经价和所取得的环境效益之间的关系，以及不同区域功能、生态结构和技术经济水平等的差异性济水平等的差异性。因此，。因此，制订了不同水平等级的国家标准制订了不同水平等级的国家标准和地方标准。和地方标准。目前目前,多数国家依据世界卫生组织多数国家依据世界卫生组织WHO(World Health Orgnization)1963年提出的年提出的四级标准四级标准作为判断空气质量的基本依据：作为判断空气质量的基本依据：第一级第一级：在处于或低于所规定的浓度和接触时间内，对生物：在处于或低于所规定的浓度和接触时间内，对生物观察不到观察不到什什么直接或间接的影响；

46、么直接或间接的影响；第二级第二级：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始对人的：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始对人的感觉器官有感觉器官有刺激，对植物有损害，对人的视距有影响或刺激，对植物有损害，对人的视距有影响或对环境产生其他对环境产生其他有有害作害作用；用；第三级第三级：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始引起人的：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始引起人的慢性疾慢性疾病，病，使人的生理机能发生障碍或衰退，从而导致寿命缩短；使人的生理机能发生障碍或衰退，从而导致寿命缩短；第四级第四级：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始对污染敏感的人引：达到或高于规定的浓度和接触时间时，开始

47、对污染敏感的人引起起急性急性中毒或导致死亡。中毒或导致死亡。我国我国环境空气质量标准环境空气质量标准GB 30951996，属于此标准的一、二级范围内。，属于此标准的一、二级范围内。分分三类环境空气质量功能区三类环境空气质量功能区，分别执行三级标准：，分别执行三级标准：一类区一类区：自然保护区和其他需要特殊保护地区自然保护区和其他需要特殊保护地区。一级标准：长期接触，不发生任何一级标准：长期接触，不发生任何危害危害影响。影响。二类区二类区：城镇居住区，商业交通居民混合区，文化区城镇居住区，商业交通居民混合区，文化区，一般工业区和农村地区。，一般工业区和农村地区。二级标准：长、短期接触，不发生二

48、级标准：长、短期接触，不发生伤害伤害。三类区三类区：为特定工业区为特定工业区。三级标准：人群不发生急、慢性三级标准：人群不发生急、慢性中毒（中毒（敏感者除外敏感者除外)，不影响城市一般动、植物，不影响城市一般动、植物正常生长。正常生长。第二节第二节 除尘装置除尘装置一、除尘装置的性能及分类一、除尘装置的性能及分类（一）除尘装置的性能 1.含尘气体的处理量 2.除尘效率 3.阻力（二）除尘装置的分类二、机械式除尘器二、机械式除尘器 1.重力沉降室 2.惯性除尘器 3.旋风除尘器三、过滤式除尘器三、过滤式除尘器四、湿式除尘器四、湿式除尘器五、电除尘器五、电除尘器第三节第三节 气态污染物的净化方法气

49、态污染物的净化方法一、气态污染物的吸收净化方法一、气态污染物的吸收净化方法（一）气体的溶解与平衡（二）气液传质的基本原理 1双膜理论 2传质速率（三）化学吸收 1化学平衡与相平衡 2.化学吸收的传质速率（四）吸收装置二、气态污染物的吸附净化方法二、气态污染物的吸附净化方法 1.吸附现象 2.吸附的基本原理 （1）吸附平衡。（2）吸附等温方程。（3）吸附等温线。（4）吸附速率。3.吸附剂 4.吸附装置三、气态污染物的催化净化方法三、气态污染物的催化净化方法 1.催化作用 2.催化剂 3.催化装置 4.催化燃烧第四节第四节 主要气态污染物的治理技术主要气态污染物的治理技术一、含二氧化硫废气的治理技

50、术一、含二氧化硫废气的治理技术（一）燃料脱硫 1原煤脱硫 2.燃油脱硫（二）燃烧脱硫 1.型煤固硫 2.流化燃烧脱硫 3.炉内喷钙（三）烟气脱硫 1.干法烟气脱硫 2.半干法烟气脱硫 3.湿法烟气脱硫二、含氮氧化物废气的治理技术二、含氮氧化物废气的治理技术 （一）低NOx燃烧技术 1.分级燃烧法 2.再燃烧法 3.烟气再循环法 4.低NOx燃烧器 （二）废气脱硝 1.催化还原法 2.液体吸收法三、三、CO2排放控制及综合利用排放控制及综合利用 1.吸收法 2.膜分离法 3.纯氧/烟气再循环燃烧 4.改变煤气化联合循环 5.低温分离法第四节第四节 主要气态污染物的治理技术主要气态污染物的治理技术

51、四、燃烧过程废气的综合治理四、燃烧过程废气的综合治理（一）锅炉废气的综合治理 1.低NOx燃烧技术 2.SNOX联合脱硫脱硝技术 3.DESONOX联合脱硫脱硝技术 4.活性炭联合脱硫脱硝技术 5.锅炉除尘（二）机动车尾气的综合治理 1.分层燃烧 2.稀混合气燃烧技术 3.控制燃烧的其他技术 4.尾气净化 5.柴油机碳烟的净化 第四节第四节 主要气态污染物的治理技术主要气态污染物的治理技术第一节第一节 颗粒污染物的分离方法颗粒污染物的分离方法一、颗粒污染物的物理性质一、颗粒污染物的物理性质1.几何特性（粒径、形状、比表面积）（1）粒径。单一粒径、粒子群的平均粒径，m。单一粒径。测定方法不同，定

52、义及表示不同。斯托克斯粒径ds与被测粒子密度相同、终端沉降速度vs相等的球的直径。粒子雷诺数Re1时，18/sgspgdg 分割粒径dc（临界粒径）某除尘器的分级效率为50时的粒径。平均粒径。形状和大小各异的粒子组成的实际粒子群与由均一的球形粒子组成的假想粒子群具有相同的某一物理性质，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。长度平均粒径(算术平均粒径)dlnd/n；体积平均粒径dv(nd3/n)1/3；质量平均粒径dmnd4/nd3等。粒径分布。某一粒子群中不同粒径的粒子所占比例,即指粒子的分散度。粒径分布有粒数分布或质量分布，前者为粒子的个数百分数，后者用粒子的质量分数来表示。除尘技术中

53、多采用质量分布,通常有频率分布、频度分布以及筛上累积频率分布三种：/100%M M 频度分布频度分布：单位粒径间隔宽度：单位粒径间隔宽度(dp)时的频率分布时的频率分布 频率分布：粒径dp至dpdp的粒子质量M占试样总质量M的质量分数/%/pfdm筛上累积分布筛上累积分布：大于某一粒径：大于某一粒径d dp p的全部粒子质量占粉尘的全部粒子质量占粉尘试样总质量的质量分数试样总质量的质量分数maxmax%ppddspddRfd筛下累积分布筛下累积分布：小于某一粒径：小于某一粒径dp的全部粒子质量占粉尘试的全部粒子质量占粉尘试样总质量的质量分数样总质量的质量分数minmin%ppddxpddRfd

54、中位径中位径d50:筛上累计分布和筛下累计分布相等筛上累计分布和筛下累计分布相等(RsRx=50)时的粒径称为中位径时的粒径称为中位径 d50n（b）粒度分布表示法i pdidi-1d0ifpd粒径密度函数f0分布函数Fpd粒径i pdmaxd1.0iF 粒度分布密度曲线 粒度分部函数n（b）粒度分布表示法02040608010000.10.20.30.40.50.60.70.80.9粒度（粒度（mm）负累积产率（负累积产率（%）6 68 81010121214142020系列7系列7系列8系列8系列9系列9系列10系列10200目目100目目磨矿浓度：磨矿浓度：55%磨矿时间（磨矿时间（mi

55、n）：）：磨碎产品粒度特性1bp空隙率空隙率是指是指粉尘之间的空隙体积粉尘之间的空隙体积与包含空隙和粉体在内的与包含空隙和粉体在内的总体积总体积之比之比。bp，粉尘越细，吸附空气越多，粉尘越细，吸附空气越多，值愈大；挤压或振动过程中，值愈大；挤压或振动过程中，值减小。值减小。（2）形状形状。大多数粒子实际上是不规则形状，但通常把粒子假定为球形。大多数粒子实际上是不规则形状，但通常把粒子假定为球形。（3）比表面积比表面积。单位体积或质量的粉尘具有的总表面积单位体积或质量的粉尘具有的总表面积。粒子越细，比表。粒子越细，比表面积越大，活性越高，通过粒层的流体阻力也越大。面积越大，活性越高，通过粒层的

56、流体阻力也越大。2.密度密度 单位体积粉尘质量。单位体积粉尘质量。真密度真密度p 是指将吸附在粉尘粒子凹凸表面、内部空隙以及粒子之是指将吸附在粉尘粒子凹凸表面、内部空隙以及粒子之 间的空气排除以间的空气排除以后测得后测得颗粒自身的密度颗粒自身的密度）。）。堆积密度堆积密度b（堆积密度是指包括粉尘粒子堆积密度是指包括粉尘粒子内部空隙内部空隙和粉体和粉体粒子之间气体空间粒子之间气体空间在内的粉在内的粉体密度体密度）。定义：定义：粉尘粒子粉尘粒子附着附着在固体表面上或它们之间在固体表面上或它们之间相互凝聚相互凝聚的可能性的可能性。粘附力主要有：分子力（范德华力）粘附力主要有：分子力（范德华力）、毛细

57、力和静电力、毛细力和静电力(库仑力库仑力)。颗粒细小、粗糙且形状不规则、含水高且润湿性好、含尘浓度高、荷电量大的粉尘，其粘附颗粒细小、粗糙且形状不规则、含水高且润湿性好、含尘浓度高、荷电量大的粉尘，其粘附力增大。力增大。粉尘由于粘性力的作用，在相互碰撞中会导致尘粒的凝聚变大，有助于提高对粉尘的捕集，粉尘由于粘性力的作用，在相互碰撞中会导致尘粒的凝聚变大，有助于提高对粉尘的捕集，但也要注意其粘附在器壁上会造成装置和管道的堵塞。但也要注意其粘附在器壁上会造成装置和管道的堵塞。4.润湿性润湿性 粉尘粒子粉尘粒子与液体与液体相互附着或附着难易程度相互附着或附着难易程度称为粉尘的润湿性称为粉尘的润湿性。

58、液体分子的表面张力越小，浸润性越强液体分子的表面张力越小，浸润性越强。水的表面张力比酒精或煤油大，其对粉。水的表面张力比酒精或煤油大，其对粉尘的浸润就较差。尘的浸润就较差。还与粉尘粒径大小、理化性质、所处状态有关。还与粉尘粒径大小、理化性质、所处状态有关。浸润性是选择湿式除尘设备的主要依据。浸润性是选择湿式除尘设备的主要依据。对于某些遇水易形成不溶于水的硬垢对于某些遇水易形成不溶于水的硬垢的粉尘，如水泥，会结垢或堵塞，不宜采用湿式除尘技术的粉尘，如水泥，会结垢或堵塞，不宜采用湿式除尘技术。3.粘附性粘附性5.电性电性（粉尘的荷电性、比电阻）（粉尘的荷电性、比电阻）荷电性荷电性。粉尘由于碰撞、摩

59、擦、放射线照射、电晕放电、接触带电体等原因带有一粉尘由于碰撞、摩擦、放射线照射、电晕放电、接触带电体等原因带有一定的电荷。定的电荷。粉尘比表面积粉尘比表面积、含水量、含水量、温度、温度，荷电量，荷电量。比电阻比电阻。导电性能，用电阻率来表示，。导电性能，用电阻率来表示，cm。容积比电阻容积比电阻为粉尘依靠其为粉尘依靠其内部内部的电子或离子进行的颗粒本体的的电子或离子进行的颗粒本体的容积导电容积导电；表面比电阻表面比电阻粉尘粉尘表面表面因吸附水分或其他化学物质而形成的化学膜进行因吸附水分或其他化学物质而形成的化学膜进行表面导电表面导电。一般：一般：200，容积导电为主；，容积导电为主；100，表

60、面导电为主；中间温度范围，两，表面导电为主；中间温度范围，两种比电阻的合成，其值最高。种比电阻的合成，其值最高。6.爆炸性爆炸性可燃物形成粉尘后，总表面积可燃物形成粉尘后，总表面积，表面自由能，表面自由能，化学活性，化学活性。达到自达到自燃温度时，一定的条件下会转化为燃烧状态燃温度时，一定的条件下会转化为燃烧状态。瞬间产生大量热量，粉。瞬间产生大量热量，粉尘放热反应速度系统排热速度，在封闭空间内造成很高的压力和温尘放热反应速度系统排热速度，在封闭空间内造成很高的压力和温度，形成化学爆炸。度，形成化学爆炸。爆炸极限爆炸极限发生爆炸的可燃性粉尘浓度（爆炸下限、爆炸上限）。发生爆炸的可燃性粉尘浓度（

61、爆炸下限、爆炸上限）。颗粒细小、分散度高、不燃尘粒少、湿度低、含有挥发性可燃气体的颗粒细小、分散度高、不燃尘粒少、湿度低、含有挥发性可燃气体的粉尘，易自燃和爆炸；粉尘，易自燃和爆炸；7.安息角安息角 粉尘通过小孔连续落到水平板上，堆积成的粉尘通过小孔连续落到水平板上，堆积成的锥体母线与水平面锥体母线与水平面小于小于90的夹角的夹角（也叫静止角、堆积角）（也叫静止角、堆积角）。用于评价粉尘的流动特性用于评价粉尘的流动特性。安息角愈小，粉尘的流动性愈好，多数粉。安息角愈小，粉尘的流动性愈好，多数粉尘尘35左右。左右。一般情况，粒径大、表面光滑、接近球形、湿度低、粘性小的粉尘，一般情况，粒径大、表面

62、光滑、接近球形、湿度低、粘性小的粉尘，其安息角减小。其安息角减小。镁粉、碳化钙粉尘与水接触后会引起自然爆炸，不能采用湿式除尘；镁粉、碳化钙粉尘与水接触后会引起自然爆炸，不能采用湿式除尘；锌粉与镁粉或混合后也会发生爆炸。锌粉与镁粉或混合后也会发生爆炸。二、除尘过程机理二、除尘过程机理 除尘机理除尘机理：含尘气流在：含尘气流在某种力某种力的作用下的作用下使尘粒相对气流产生一定的位移使尘粒相对气流产生一定的位移，最终脱离气流沉降于捕集表面。最终脱离气流沉降于捕集表面。1.重力分离重力分离在重力场的作用下，粒子在静止流体中作自由沉降运动在重力场的作用下，粒子在静止流体中作自由沉降运动。合力。合力 FF

63、w重重Fb浮浮Fd阻阻终端沉降速度终端沉降速度vs尘粒先加速下降，尘粒先加速下降，Fd不断不断，当使合力，当使合力F0时，时，作均速作均速下降运动的速度（沉降速度达到恒定最大值）。下降运动的速度（沉降速度达到恒定最大值）。对于对于dp100m的颗粒，层流区的颗粒，层流区（Revdp/1.0）Stokes公式21 8ppsdgvvsdp2，dp，vs，难难分离分离温度温度，vs，难，难分离分离2.离心分离是利用旋转含尘气流产生的离心力的作用使粒子与气体分离的一种简单而重要的分离方法。离心力可以比重力大得多，对惯性分离和滤料拦截有重要作用。层流时，离心力Fc径向阻力Fd，终端离心沉降速度：2218

64、pprsdvvr相对重力分离，它是以离心加速度相对重力分离，它是以离心加速度v2/r代替了重力加速度代替了重力加速度g。除了与除了与dp和温度有关。和温度有关。v，r，vrs，愈能分离，愈能分离细小尘粒。细小尘粒。22TcurKggr离心分离因数离心分离因数（centrifugal separation factor）：同一颗同一颗粒在同种介质中受到的离心力加速度与重力加速度的比值。粒在同种介质中受到的离心力加速度与重力加速度的比值。Kc值一般在值一般在102105之间，其大小反映了离心沉降设备的之间，其大小反映了离心沉降设备的效能为重力沉降设备的倍数，是离心分离设备性能的一项效能为重力沉降设

65、备的倍数，是离心分离设备性能的一项重要指标。重要指标。加速度：加速度：过山车：过山车：2g空军飞行训练：空军飞行训练：5g（持续时间持续时间2-3s）航天员训练：航天员训练：8g（持续时间持续时间40-50s）U-235（占占0.714%）U-2383.惯性分离 机理：含尘气流冲击障碍物，气流突然转变方向，尘粒则受惯性力作用与气流分离。同时还有离心力和重力作用。dp，初速，气流旋转半径，惯性分离效果增强。4.截留分离机理 (1)，如果没有离开流线而绕过捕尘体(如液滴、纤维等)运动时，这时只要粒子的中心处于距捕尘体不超过dp/2的流线上，就会与捕尘体接触而被截留分离。(2)而尺寸和质量较大的粒子

66、，由于惯性作用而离开气流流线直接碰撞到捕尘体上而被捕集则为上述的惯性碰撞分离。）dp，捕尘体直径d0，截留分离效率。5.静电分离静电分离机理机理：针状（放电、电晕、负）电：针状（放电、电晕、负）电极和平板（集尘、正）电极通极和平板（集尘、正）电极通较高较高的直流电压的直流电压，产生电场，自由电子，产生电场，自由电子运动形成电流。运动形成电流。自由电子撞击中性自由电子撞击中性气体分子使之电离气体分子使之电离，产生大量正、，产生大量正、负离子和自由电子，使极间电流急负离子和自由电子，使极间电流急剧增大，在电晕极附近发生剧增大，在电晕极附近发生电晕放电晕放电电。正离子与针状电极中和。负离。正离子与针状电极中和。负离子和自由电子向集尘极移动，与粉子和自由电子向集尘极移动，与粉尘碰撞，使尘碰撞，使尘粒荷电尘粒荷电向集尘极转移，向集尘极转移，最后最后附着在集尘极附着在集尘极上而与气流分上而与气流分离离。利用静电力，可用于分离利用静电力，可用于分离 0.11.0m低速粒子。低速粒子。静电分离有两静电分离有两种形式种形式：自身带电自身带电粒子在捕尘体上沉降。自身带电有限。粒子在捕尘体上沉降。自身带电有