loading第一章 绪论 大气污染：指由于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，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。 雾：是气体中液滴悬浮体的总称，指造成能见度小于1km的小水滴悬浮体。 霾：是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气混浊，能见度降低到10km以下的天气现象。 TSP：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。 光化学烟雾：是在太阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时候带些紫色或黄褐色）。 硫酸烟雾：大气中的SO等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化合物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸烟雾或硫酸盐气溶胶。 1、温室效应、臭氧层破坏、酸雨是全球性三大大气污染问题。 2、大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。 3、环境空气质量控制标准是执行环境保护法和大气污染防治法、实施环境空气质量管理及防治大气污染的依据和手段。 1、我国大气污染的概况： 以煤烟型为主，主要污染物为颗粒物和SO；部分大城市属煤烟与机动车尾气污染并重类型；大气污染北方城市重于南方城市；华中、华南、西南及华东地区存在酸雨污染严重的区域。 2、大气污染防治措施： 1、全面规划、合理布局；严格环境管理；控制大气污染的技术措施：实施清洁生产、实施可持续发展的能源战略、建立综合性工业基地、对SO实施总量控制；控制污染经济政策；控制污染产业政策；绿化造林；安装废气净化装置。 3、环境空气质量标准分为三级：一类标准、二类标准、三类标准。该标准将空气质量功能区分为三类： 一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的大区； 二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区； 三类区为特定工业区； 一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。 第二章 燃烧和大气污染 理论空气量：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量。 空气过剩系数：实际空气量与理论空气量的比值。 空燃比：单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。 理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积。 理论水蒸气体积： 高位发热量： 低位发热量：指燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时，完全燃烧过程所释放的热量。 1、“3T”条件：温度、时间、湍流度。 2、燃料两个最重要属性：热值、杂质。 3、燃料设备的热损失：排烟热损失、不完全燃烧热损失、炉体散热损失。 1、煤的性质： （1）煤的工业分析：包括测定煤中的水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。 （2）煤中硫的形态：黄铁矿硫（FeS)、硫酸盐硫（MeSO）、有机硫（CHS）。 （3）煤的成分表示方法：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。 2、影响燃烧的主要因素： （1）燃烧过程及燃烧产物；空气、温度、时间、燃料与空气的混合 。 3、燃烧过程中SOx、NOx、颗粒物、CO等污染物是如何转化的？ 第三章 大气污染气象学 干绝热直减率：干空气块绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。 大气温度层结：气温沿垂直高度分布的曲线。 大气稳定度：指在垂直方向上大气稳定的程度即是否易于发生对流。 逆温：地面上空的大气结构出现气温随高度增加而升高的反常现象。 1、逆温的种类：辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温、锋面逆温。 2、大气圈的垂直结构：对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。 3、对流层的特点：大气温度随着高度增加而降低、温度湿度水平分布不均匀。 4、平流层的特点：在25-35Km左右时气温不随高度变化，高于此高度时，气温随高度增加而增加。 5、中间层的特点：气温随高度升高而迅速降低。 6、暖层的特点：气温随高度升高而增高。 7、散逸层的特点：气温很高，空气极为稀薄。 1、大气稳定度的衡量依据： （1）γ＞γd时，a＞0，气块的加速度与其位移方向一致，气块作加速运动。大气不稳定； （2）γ＜γd时，a＜0，气块的加速度与其位移方向相反，气块作加减速运动。大气稳定； （3）γ＝γd时，a＝0，大气是中性； （4）γ＜0时，a＜0，逆温，大气非常稳定。 2、烟流的主要形状及其和大气稳定度关系： （1）波浪型：γ＞γd a＞0，大气不稳定，污染物扩散良好，但是最大浓度落地点距离烟囱较近，且浓度较高； （2）锥型：γ＝γd a＝0，大气是中性； （3）扇型（平展型）：γ＜0 a＜0，逆温，大气非常稳定，不利于污染物扩散； （4）爬升型（屋脊型）：上面γ＞γd a＞0，大气不稳定，有利于污染物扩散；下面γ＜γd a＜0，大气稳定； （5）漫烟型（熏烟型）：上面γ＜0 a＜0，逆温，大气非常稳定；下面γ＞γd a＞0，大气不稳定。 3、地方性的风场：海陆风、山谷风、城市热岛环流 第四章 大气污染扩散模式 1、决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素是风和湍流。 2、烟囱高度的组成：几何高度与抬升高度之和。 3、产生烟气抬升的主要原因：烟气的初始动量、温度差产生的浮力。 4、湍流扩散理论，是研究湍流与烟流传播和物质浓度衰减的关系问题，包括梯度输送理论、湍流统计理论、相似理论。 1、高斯扩散模式的四点假设： （1）污染物浓度在y、z轴向上的分布符合高斯分布（正态分布）； （2）在全部空间中风速是均匀的、稳定的； （3）源强是连续均匀的； （4）在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。 第五章 颗粒污染物控制技术基础 斯托克斯直径：在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球的直径。 空气动力学当量直径：在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度的圆球的直径。 1、常用粒径的定义方法：显微镜法、筛分法、光散射法、沉降法。 2、粒径分布：个数分布和质量分布两种表示方法。 3、评价净化装置性能的指标： 技术指标：处理气体流量、净化效率、压力损失 经济指标：设备费、运行费、占地面积 4、净化性能的表示方法：处理气体量、净化效率、压力损失。 5、分级效率与总除尘效率之间的关系 6、多级串联运行时的总净化效率 7、颗粒捕集的理论基础：流体阻力、阻力导致的减速运动、重力沉降、离心沉降、惯性沉降、静电沉降、扩散沉降。 1、粉尘的物理性质：对除尘器选择的影响： 物理性质 影响 含水率 粉尘的导电性、粘附性、流动性 湿润性 选择湿式除尘器的主要依据 荷电性与导电性 对电除尘器的运行有很大的影响 粘附性 颗粒物的捕集和含尘气体的输送 自燃性和爆炸性 除尘方式的选择和操作条件的选取 密度 真密度用于研究尘粒在气体中的运动；堆积密度是确定贮存或灰斗的容积 安息角和滑动角 评价粉尘的流动特性、设计除尘器灰斗锥度和除尘管理倾斜度 比表面积 影响尘粒的物理、化学活性，以及通过粒层的流动阻力 第六章 除尘装置 二次效应：被捕集粒子重新进入气流的现象。 反电晕现象：沉积在集尘板表面的高电阻率粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘板发生反电晕现象。 电晕闭塞：当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减少到零，失去除尘作用。 1、常用的除尘器：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。 2、袋式除尘器的清灰方式：机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰。 1、各除尘器的除尘机理、适用范围、优缺点： 类型 除尘机理 使用范围 优缺点 机械除尘利用质量力（重力、惯性力和离心颗粒物粒径≥5优点：结构简单、投资少、压力损器 力等）的作用使颗粒物与气流分离 μm 失小； 缺点：除尘效率低 电除尘器 利用高压电场对荷电粉尘的吸附作颗粒物粒径 0.5优点：压力损失小、处理烟气量大、用，把粉尘从含尘气体中分离出来 －1μm 能耗低、除尘效率高、可在高温或强腐蚀性的气体下操作； 缺点：不能普遍应用、投资大。 袋式除尘利用过滤材料将含尘气体中的粉尘颗粒物粒径 0.5优点：除尘效率高 器 分离出来 －1μm 缺点：需要定期清灰和更换滤袋、运行费用高 湿式除尘利用水滴和颗粒物的惯性碰撞及其颗粒物粒径 ＞优点：结构简单、造价低、占地面器 他作用捕集颗粒 5μm 积小、除尘效率高、可处理高温高湿气流； 缺点：设备管道易腐蚀 2、异常电荷现象： （1）沉积在集尘板表面的高电阻率粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘板发生反电晕现象； （2）当气流中的微笑粒子浓度较高时，虽然荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重地抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷； （3）当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减少到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。 3、除尘器的选择： 满足排放标准规定的排放要求；考虑粉尘的物理特性和粉尘的粒径分布；含尘气流浓度及流量的考虑；考虑烟气温度及其他因素；考虑收集粉尘的处理问题；设备位置、可利用空间、环境条件、设备投资及运行管理费用的考虑。 第八章 硫氧化物的污染控制 1、大气中的主要气态含硫化合物：H2S、SO2、SO3。 2、SOx的人为主要来源：燃料燃烧、金属冶炼。 1、控制SO2排放的主要方法： 采用低硫燃料和清洁能源替代；燃料脱硫；燃烧过程中脱硫；末端尾气脱硫。 2、流化床燃烧脱硫的主要影响因素： 钙硫比、煅烧温度、脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构、脱硫剂种类。 第九章 固定源氮氧化物污染控制 1、大气中NO主要以NxO、NO2的形式存在。 2、温室气体：CH4、O3、CFCS、CO2、N2O。 1、氮氧化物的形成机理： （1）燃料型NxO：燃料中固定碳生成的NxO； （2）热力型NxO：在高温条件下大气中氮与原子氧发生化学反应生成的NxO； （3）瞬时NxO：在低温火焰中由于含碳自由基的存在生成的NxO。 低氮氧化物燃烧技术（两端燃烧技术的原理）： （1）源头控制：通过各种技术手段，控制燃烧过程中NxO的生成反应； （2）尾部控制：把已经生成的NxO通过某种手段还原为N2，从而降低NxO的排放量。 第十章 挥发性有机物污染控制 挥发性有机污染物：熔点低于室温而沸点在50-260 ℃之间的挥发性有机化合物。 燃烧法：用燃烧的方法将有害气体、蒸气、液体或烟尘转化为无害物质的过程。 1、燃烧法的种类：直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法。 2、生物法的种类：生物洗涤器（悬浮生长系统）、生物滴滤塔、生物过滤塔（附着生长系统）。 1、吸收法的工艺流程（吸收塔、汽提塔） 2、冷凝法回收的原理： 利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的这一性质，采用降低温度、提高系统的压力或者既降低温度又提高压力的方法，使处于蒸气状态的污染物冷凝并与废弃分离。 2、吸附法的原理： 含挥发性有机物的气态混合物与多孔性的固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键作用力，把混合气体中的挥发性有机物组分吸附在固体表面。 3、生物法原理： 附着在滤料介质中的微生物在适宜的环境条件下，利用废气中的有机成分作为碳源和氮源，维持其生命活动，并将有机物同化为CO2、H2O和细胞质的过程。 第十一章 城市机动车污染控制 1、汽油机、柴油机污染控制目标： （1）汽油机以CO、NOx、HC为控制目标； （2）柴油机以微粒（黑烟） 和NOx为控制目标。 1、答：与汽油车相比，CO、HC和NOx的排放曲线有向稀燃区平移的趋势，一般来说，CO和HC的排放很低，NOx的产生量也低于汽油车，但是
碳烟的排放浓度很高。
2、答：传统的低NOX燃烧技术有：低空气过剩系数运行技术；降低助燃空气预热温度；烟气循环；两段燃烧技术。 2、燃烧过程中污染物的主要形成机理： （1）一氧化碳的形成：局部燃烧不完全产生；已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温时吸热，产生热解反应；未燃碳氢化合物HC的不完全氧化。 （2）HC化合物的形成：不完全燃烧；壁面淬熄效应；壁面油膜和积炭的吸附。 （3）NOx的形成：热力型、瞬时型、燃料型。 3、发动机运行条件对污染物排放的影响： 排气成分（体积分怠速 加速 定速 减速 数） HC/10-6 800 540 485 5000 NOx//10-6 23 1543 1270 6 4.9 1.8 1.7 3.4 CO/﹪ 10.2 12.1 12.4 6.0 CO2/﹪ 4、降低污染排放的控制技术：催化转化法 第十三章 净化系统的设计 1、局部排气净化系统组成：集气罩、风管、净化设备、通风机、烟囱（排气管）。 2、净化系统设计的基本内容：捕集装置、净化设备、管道系统及排气管设计四个部分。 3、表示集气罩性能的主要技术经济指标为：排放量和压力损失。 第十二章 大气污染与全球气候 1、温室效应、臭氧层破坏、酸雨、大气棕色云等气候变化产生的原因、危害、控制措施： 1、（1）温室效应产生的原因：大气中的水蒸气、二氧化碳、甲烷、臭氧和氟利昂等温室气体吸收长波辐射并在反射回地球，从而减少向外层空间的能量净排放，使得大气层和地球表面变热。 （2）温室效应的危害：雪盖和冰川面积减少、海平面上升、降水格局发生变化、气候灾害性事件增加、影响人类健康、影响农业和自然生态系统。 （3）温室效应的控制措施：控制温室气体的排放、增加温室气体的吸收、调节农业生产格局。 2、（1）臭氧层破坏的原因：到达平流层的CFCS受到紫外线的照射，分解为Cl自由基，再与臭氧反应，Cl自由基在反应过程不会被消耗，因此其可以在寿命内不断破坏平流层的臭氧分子。 （2）臭氧层破坏的危害：影响人类健康；影响陆生、水生系统；影响空气质量和建筑材料；改变大气结构。 （3）臭氧层破坏的控制措施：淘汰消耗臭氧的物质；消耗臭氧物质的替代技术。 3、（1）酸雨形成的原因：大气中的二氧化硫和氮氧化物在大气中与水蒸气反应生成硫酸和硝酸随降雨降落到地面上。 （2）酸雨的危害：影响土壤的特性；影响森林生长；使淡水湖泊、河流酸化，湖水中鱼类减少；腐蚀建筑材料和金属结构；影响人体健康。 （3）酸雨的控制措施：对原煤进行洗选加工，减少煤炭中的含硫含量；优先开发和使用各种低硫燃料；改进燃烧技术，减少燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的产生量；采用烟气脱硫技术；改进汽车发动机技术，安装尾气净化装置，减少氮氧化物的排放。 4、（1）大气棕色云的形成原因：含碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、硝酸盐和铵盐以及沙尘在对流层形成状如云团的污染现象。 （2）大气棕色云的危害：影响气候系统；影响人类健康。 （3）大气棕色云的控制措施：控制细颗粒物的排放量；利用先进的生产技术，减少细颗粒物的生成；安装净化装备，减少细颗粒物的排放。