大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

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大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京. 1 大气污染物的形成 1.1 大气污染的定义 如果大气中的某些物质 达到一定浓度 ,并 持续足够的时间 ,以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学 产生可测量的不利影响 ,这就是大气污染。 1.2 大气污染物的种类、特牲及危害 1.2.1 大气污染物 是指由于人类的活动或是自然过程所 直接排入大气 或在大气中新 转化生成 的 对人或环境产生有害影响 的物质。. 1.2.2 大气污染物的种类 按污染物存在的形态可分为两大的类: 1. 气溶胶状态(颗粒态)的污染物 2. 气体状态的污染物 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

大气污染防治工程技术大气污染防治工程技术

20072007 年年 88 月月北京北京

Page 2: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

1 1 大气污染物的形成大气污染物的形成 1.1 1.1 大气污染的定义大气污染的定义

如果大气中的某些物质如果大气中的某些物质达到一定浓度达到一定浓度,并,并持续足够持续足够的时间的时间,以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特,以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学性或环境美学产生可测量的不利影响产生可测量的不利影响,这就是大气污染。,这就是大气污染。

1.2 1.2 大气污染物的种类、特牲及危害大气污染物的种类、特牲及危害 1.2.1 1.2.1 大气污染物大气污染物 是指由于人类的活动或是自然过程所是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气直接排入大气

或在大气中新或在大气中新转化生成转化生成的的对人或环境产生有害影响对人或环境产生有害影响的物的物质。质。

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1.2.2 1.2.2 大气污染物的种类 大气污染物的种类 按污染物存在的形态可分为两大的类:按污染物存在的形态可分为两大的类:

1. 1. 气溶胶状态(颗粒态)的污染物气溶胶状态(颗粒态)的污染物2. 2. 气体状态的污染物气体状态的污染物

我国环境空气质量标准中,按颗粒大小分为:我国环境空气质量标准中,按颗粒大小分为:1. 1. 总悬浮颗粒物(总悬浮颗粒物( TSPTSP ,, Total Suspended ParticleTotal Suspended Particle

ss ):):指悬浮在空气中指悬浮在空气中的空气动力学直径的空气动力学直径≤≤ 100μm100μm的颗粒物。的颗粒物。

2. 2. 可吸入颗粒物可吸入颗粒物(( PMPM1010 ,, Inhalable ParticlesInhalable Particles ):):指悬浮在空气中的空气动力学直径指悬浮在空气中的空气动力学直径≤≤ 10μm10μm 的颗粒的颗粒物。物。

主要气态污染物:含硫化合物(以主要气态污染物:含硫化合物(以 SOSO22 为主)、含氮为主)、含氮化合物(以化合物(以 NONO 和和 NONO22 为主)、碳氧化合物(为主)、碳氧化合物( COCO 和和COCO22 )、有机化合物)、有机化合物及卤素化合物及卤素化合物等。等。

Page 4: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

1.2.3 1.2.3 大气污染物的来源大气污染物的来源 按污染物来源分:自然源、人为源按污染物来源分:自然源、人为源 人为源按空间分布分:点源、面源、线源人为源按空间分布分:点源、面源、线源 人为源按社会活动功能分:生活污染源、生产(工业)人为源按社会活动功能分:生活污染源、生产(工业)

污染源、交通污染源;统计分类为燃料燃烧、生产和交污染源、交通污染源;统计分类为燃料燃烧、生产和交通运输;前两种为固定源,后一种为移动源。通运输;前两种为固定源,后一种为移动源。

1.2.4 1.2.4 大气污染物的影响大气污染物的影响 对人体健康的影响对人体健康的影响 对植物的伤害对植物的伤害 对器物和材料的影响对器物和材料的影响 对能见度和气候的影响对能见度和气候的影响

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22 大气污染物扩散大气污染物扩散2.1 2.1 气象要素气象要素2.1.1 2.1.1 气温气温2.1.2 2.1.2 气压气压2.1.3 2.1.3 气湿:应用较多的参数湿相对湿度和含湿量气湿:应用较多的参数湿相对湿度和含湿量2.1.4 2.1.4 风向和风速风向和风速2.1.5 2.1.5 云:与大气稳定度相关的是云高和云量云:与大气稳定度相关的是云高和云量2.1.52.1.5 能见度:能见度:正常视力的人,在天空背景下能看清的水正常视力的人,在天空背景下能看清的水

平距离。平距离。级别(级别( 0~90~9 级,相应距离为级,相应距离为 5050 ~~ 5000050000米)米)

2.2 2.2 地形、地貌对大气污染物扩散的影响地形、地貌对大气污染物扩散的影响 2.2.1 2.2.1 地形:影响大气流场地形:影响大气流场2.2.2 2.2.2 地貌:影响下垫面粗糙度和局部流场地貌:影响下垫面粗糙度和局部流场

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风速 ,m/s

风玫瑰图

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2.3 2.3 大气的热力过程大气的热力过程2.3.1 2.3.1 气温的垂直变化气温的垂直变化气温直减率气温直减率 (大气)(大气)干空气绝热温度递减率-干空气绝热温度递减率- 干绝热直减率干绝热直减率 (空气团)(空气团)一般满足,大气绝热过程,系统与周围环境无热交换 一般满足,大气绝热过程,系统与周围环境无热交换

T

z

d

d

d iT

z

空气块 膨胀(做功) 耗内 能 T 定性

空气块 压缩(外气对它做功) T内能

(由压力变化引起)

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T

z

d> 0 ,正常分布层结

=,中性层结(绝热直减率)

=0 ,等温层结

< 0 ,逆温层结

T

z

d> 0 ,正常分布层结

=,中性层结(绝热直减率)

=0 ,等温层结

< 0 ,逆温层结

温度层结

2.3.2 大气稳定度及其判据大气在垂直方向上稳定的程度;反映其是否容易对流

外力使气块上升或下降气块去掉外力

气块减速,有返回趋势,稳定

气块加速上升或下降,不稳定

气块停在外力去掉处,中性

大气不稳定 , 有利于污染物扩散

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• 判据判据ddd

混合层>0, a>0 不稳定<0, a<0 稳定

中性层=0,a=0 中性

稳定层<0 ,a<0 逆温,非常稳定

ddd

混合层>0, a>0 不稳定<0, a<0 稳定

中性层=0,a=0 中性

稳定层<0 ,a<0 逆温,非常稳定

• 逆温:不利于扩散⑴ 辐射逆温: 地面白天加热,大气自下而上变暖;地面夜间变冷,

大气自下而上冷却

辐射逆温层生消过程

Page 10: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

⑵⑵ 下沉逆温 (多在高空大气中,高压控制区内):下沉逆温 (多在高空大气中,高压控制区内):

很厚的气层下沉,压缩变扁,顶部增温比底部多很厚的气层下沉,压缩变扁,顶部增温比底部多

下沉逆温的形成下沉逆温的形成

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⑶⑶ 平流逆温平流逆温 暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成

d d⑷ 湍流逆温 下层湍流混合达 上层出现过渡层 逆温

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⑸⑸ 锋面逆温锋面逆温

冷、暖气团相遇 冷暖间逆温 暖气上爬,形成锋面

Page 13: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

2.42.4 扩散模式扩散模式 2.4.12.4.1 高斯扩散模式高斯扩散模式 高斯扩散模式的坐标系高斯扩散模式的坐标系

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2.4.2 2.4.2 无界空间连续点源扩散模式无界空间连续点源扩散模式

2 2

2 2( , , ) exp[ ( )]

2 22π

y zy z

q y zc x y z

u

2.4.3 高架连续点源扩散模式• 空间任意点浓度

• 地面浓度

• 地面浓度

• 地面最大浓度

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2.4.4 2.4.4 地面源高斯模式地面源高斯模式

2.4.5 颗粒物扩散模式粒径小于粒径小于 15μm15μm 的颗粒物可按气体扩散计算的颗粒物可按气体扩散计算大于大于 15μm15μm 的颗粒物用倾斜烟流模式:的颗粒物用倾斜烟流模式:

2 2

2 2

(1 ) ( / )( , ,0, ) exp( )exp[ ]

2 22π

t

y zy z

a q y H v x uc x y H

u

2p p

18t

d gv

颗粒物沉降速

粒径范围(粒径范围( μμmm )) 1515 ~~ 3030 3131 ~~ 4747 4848 ~~ 7575 7676 ~~ 100100

平均粒径(平均粒径( μμmm )) 2222 3838 6060 8585

αα 0.80.8 0.50.5 0.30.3 00

地面反射系数

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2.5 2.5 污染物浓度估算污染物浓度估算2.5.1 2.5.1 参数确定参数确定⑴⑴ 源强 源强 q —q — 计算或实测 计算或实测 ⑵⑵ 平均风速 平均风速 uu — — 按气象资料 按气象资料 ⑶⑶ 有效源高 有效源高 H —H — 计算 计算 ⑷⑷ 扩散参数扩散参数 σσyy、、 σσy —— y —— 按多项气象条件确定按多项气象条件确定

2.5.2 2.5.2 烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 《制订地方大气污染物排放标准的技术方法》《制订地方大气污染物排放标准的技术方法》 ((GB/T13201-91)GB/T13201-91)中的公式中的公式::

1 2

H s a

1 n n0 H s

H a V a s

H

H1 2 1

s H1

2100kW ( ) 35K

=0.35

1700kW 2100kW

1700 = ( )

4002(1.5 0.01 ) 0.04

=

s

Q T T

H n Q H u

TQ PQ T T T

T

Q

QH H H H

v D QH

u

(1)当 和 时

(2)当 时

H

H

s H

1/ 4 3/8aH

8( 1700)

1700kW 35K

2(1.5 0.01 ) =

10m 1.5m/s

d =5.5 ( 0.0098)

d

Q

uQ T

v D QH

u

TH Q

z

(3)当 或 时

(4)当 高处的年平均风速小于或等于 时

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2.5.2 2.5.2 扩散参数的确定扩散参数的确定 国标规定的方法:国标规定的方法: 稳定度分级稳定度分级 太阳高度角(地理纬度,倾角)太阳高度角(地理纬度,倾角) 辐射等级 确定大气稳定度 辐射等级 确定大气稳定度

云量云量

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扩散参数的选取扩散参数的选取

扩散参数的表达式为(取样时间扩散参数的表达式为(取样时间 0.5h0.5h ,按表,按表 4-84-8查查算)算)

平原地区和城市远郊区,平原地区和城市远郊区, DD 、、 EE 、、 FF 向不稳定方向提半向不稳定方向提半级级

工业区和城市中心区,工业区和城市中心区, CC 提至提至 BB 级,级, DD 、、 EE 、、 FF 向不稳向不稳定方向提一级定方向提一级

丘陵山区的农村或城市,同工业区丘陵山区的农村或城市,同工业区 取样时间大于取样时间大于 0.5h0.5h , 垂直方向扩散参数不变,横向扩, 垂直方向扩散参数不变,横向扩

散参数按下式散参数按下式 :: 2 1

2

1

( )qy y

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烟囱高度的设计烟囱高度的设计 烟囱高度的计算烟囱高度的计算

要求:要求:(( 11 ))达到稀释扩散的作用达到稀释扩散的作用(( 22 ))造价最低,造价最低, 造价正比于造价正比于 HH22

(( 33 )地面浓度不超标)地面浓度不超标 按地面最大浓度计算按地面最大浓度计算

max 2

2( )

π e z

y

qC

uH

y

z

s0

2

πe( )

z

b y

qH H

uC C

bCCC 0max

在0.5~1.0之间取

0C-标准浓度 bC-本底浓度

max 2

2( )

π e z

y

qC

uH

y

z

s0

2

πe( )

z

b y

qH H

uC C

bCCC 0max

在0.5~1.0之间取

0C-标准浓度 bC-本底浓度0C-标准浓度 bC-本底浓度

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– 按地面绝对最大浓度计算按地面绝对最大浓度计算– 按一定保证率的计算法按一定保证率的计算法取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散

参数参数

-- PP值法值法国标国标 GB/T 13201-91GB/T 13201-91

6

s

10qH H

P

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3 3 颗粒污染物控制技术颗粒污染物控制技术3.1 3.1 颗粒污染物的性质颗粒污染物的性质 3.1.1 3.1.1 颗粒的大小颗粒的大小和密度和密度 颗粒大小影响其在环境空气中的滞留时间、对环境颗粒大小影响其在环境空气中的滞留时间、对环境

和健康的影响、被捕集的难易程度;颗粒越小,活性和健康的影响、被捕集的难易程度;颗粒越小,活性越高,吸附性也越强。实际颗粒物的粒径范围很宽越高,吸附性也越强。实际颗粒物的粒径范围很宽(见下表)。(见下表)。

单颗颗粒大小的表达:由于颗粒形状极不规则,难以单颗颗粒大小的表达:由于颗粒形状极不规则,难以简单地用某一尺度表达,必须根据需要采用不同定义简单地用某一尺度表达,必须根据需要采用不同定义的粒径值表达。在环境空气质量标准中单颗颗粒大小的粒径值表达。在环境空气质量标准中单颗颗粒大小用用空气动力学直径空气动力学直径(单位密度下);计算颗粒运动时(单位密度下);计算颗粒运动时需要用需要用斯托克斯径斯托克斯径(真密度下)。颗粒粒度测定方法(真密度下)。颗粒粒度测定方法很多,不同方法所测得的粒径制定义不同,而且不同很多,不同方法所测得的粒径制定义不同,而且不同定义的粒径值多数难以互相换算。定义的粒径值多数难以互相换算。

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⑴⑴斯托克斯径:与被研究的颗粒密度相同,且沉降速度相斯托克斯径:与被研究的颗粒密度相同,且沉降速度相等的球体直径。等的球体直径。

如果忽略空气密度值,则如果忽略空气密度值,则 式中,式中, vvs s ———— 颗粒沉降速度,颗粒沉降速度, m/sm/s ;; ρρpp —— —— 气体密度,气体密度, kg/m kg/m ;; mm ρρgg —— —— 颗粒密度, 颗粒密度, kg/mkg/m ;; mm μ ——μ —— 气体动力粘度,气体动力粘度, PaPa··ss ;; g g ———— 重力加速度,重力加速度, m/sm/s 。。 mm

12

18 sst

p g

vd

g

12

18 sst

p

vd

g

3

3

2

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⑵⑵空气动力学当量直径:与被研究的颗粒沉降速度相同,空气动力学当量直径:与被研究的颗粒沉降速度相同,且密度为单位密度且密度为单位密度 (ρu =1000kg/m )(ρu =1000kg/m ) 的球体的直径。的球体的直径。

由上两式可得由上两式可得 dd st st=(ρ=(ρuu / ρ / ρpp) d) dDD

⑶⑶我国《环境空气质量标准》规定了总悬浮物我国《环境空气质量标准》规定了总悬浮物 (( TSPTSP )) 、可、可吸入颗粒物吸入颗粒物 ( ( PMPM1010 ))的的浓度限值。其粒径为空气动力学当浓度限值。其粒径为空气动力学当量直径。量直径。

TSP TSP ———— 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物 ,, 空气动力学当量直径≤空气动力学当量直径≤ 100μm100μm 的颗粒物;的颗粒物; PMPM1010 ————可吸入颗粒物,空气动力学当量直径≤可吸入颗粒物,空气动力学当量直径≤ 10μm 10μm 的颗物;的颗物; PMPM2.52.5 ————空气动力学当量直径≤空气动力学当量直径≤ 2.5μm2.5μm 的颗粒物。的颗粒物。

1218 s

D

vd

g

ρu

3

0.5

Page 24: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

颗粒群大小的表达:颗粒群大小的表达:实际的颗粒物一般由不同大小的颗实际的颗粒物一般由不同大小的颗粒组成。粒组成。其大小的表达方式有多种,如特征值、平均值其大小的表达方式有多种,如特征值、平均值(可用不同方式平均)和当量值表达,也可用(可用不同方式平均)和当量值表达,也可用颗粒粒径颗粒粒径组成百分数表达组成百分数表达,更准确的表达方式是粒径分布函数。,更准确的表达方式是粒径分布函数。颗粒群自然状态的密度为堆积密度。颗粒群自然状态的密度为堆积密度。

3.1.2 3.1.2 其他影响颗粒物去除的性质其他影响颗粒物去除的性质 影响颗粒去除的性质因素有粘附性(影响除尘器清影响颗粒去除的性质因素有粘附性(影响除尘器清灰)、灰)、导电性导电性(对电除尘影响很大)、(对电除尘影响很大)、亲水性亲水性(与是否(与是否适合湿式除尘有较大关系)、适合湿式除尘有较大关系)、化学活性化学活性(腐蚀性与材质(腐蚀性与材质选取,对可燃颗粒物必须考虑安全问题)。选取,对可燃颗粒物必须考虑安全问题)。

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3.1.3 3.1.3 颗粒物捕集设备的性能颗粒物捕集设备的性能 处理能力处理能力 单位时间允许通过的气流量( 单位时间允许通过的气流量( mm33/s /s 或 或 mm33/h/h )。 )。 除尘效率除尘效率 单台设备的除尘效率表达方式有全效率和分级效率单台设备的除尘效率表达方式有全效率和分级效率 22 种。种。⑴⑴ 除尘器全效率除尘器全效率 (η)(η) :被捕集的颗粒物质量:被捕集的颗粒物质量 (m(m11))入除尘入除尘

器颗粒物总质量器颗粒物总质量 (m(m22))的百分数的百分数 η= (mη= (m11 / m / m22) ) ╳╳ 100 % 100 %⑵⑵ 除尘器的分级效率除尘器的分级效率 (ηd):(ηd):被捕集的某种粒径(或粒径区被捕集的某种粒径(或粒径区

间)颗粒物的质量间)颗粒物的质量 ((mmd1d1))占进入除尘器的同种粒径(或占进入除尘器的同种粒径(或粒径区间)颗粒物物总质量粒径区间)颗粒物物总质量 ((mmd2d2))的百分数的百分数

ηηdd= ( = ( mmd1 d1 / / mmd2 d2 ) ) ╳ ╳ 100 % 100 %

3

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⑶⑶ 除尘器的组合效率:除尘器的组合效率:除尘器串联可提高净化效率,除尘器串联可提高净化效率, nn级设备(各级的效率级设备(各级的效率 ηηnn ))串连后的总效率串连后的总效率

ηη1-n1-n=1-(1 -η=1-(1 -η1 1 )(1 -η)(1 -η2 2 )……(1-η)……(1-ηn n )) 气流阻力气流阻力⑴⑴ 单个除尘器的阻力单个除尘器的阻力 :: 影响设备运转能耗的重要参数。影响设备运转能耗的重要参数。 ΔΔP=P=ξξvv22ρρgg/2/2

⑵⑵ 除尘器串联阻力除尘器串联阻力 :: 各级阻力叠加各级阻力叠加 ΔΔPPTT==ΣΔΣΔPPii

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66666666666666666666666666

3.23.2 电除尘电除尘 含尘气体通过电晕放电电场,尘粒荷电;在电场力作用下,含尘气体通过电晕放电电场,尘粒荷电;在电场力作用下,荷尘粒向集尘极驱进;尘粒在集尘极表面沉积,并被清除。电除尘荷尘粒向集尘极驱进;尘粒在集尘极表面沉积,并被清除。电除尘器的特点特点:高效、低阻,可处理高温气体。选用受到颗粒物比器的特点特点:高效、低阻,可处理高温气体。选用受到颗粒物比电阻的限制(常规电除尘器比电阻适应范为电阻的限制(常规电除尘器比电阻适应范为 101044Ω·cmΩ·cm ~~ 10101010Ω·cmΩ·cm )。)。

3.2.1 3.2.1 原理原理 电晕放电:负电晕—非均匀电场电子雪崩形成电晕放电,电晕电电晕放电:负电晕—非均匀电场电子雪崩形成电晕放电,电晕电

流大,击穿电压高,因而除尘效果好,应用多;正电晕靠光子辐流大,击穿电压高,因而除尘效果好,应用多;正电晕靠光子辐射电离,产生臭氧少,常用于空调中的除尘。射电离,产生臭氧少,常用于空调中的除尘。

颗粒荷电:负离子与尘粒复合,使尘粒荷电。电场荷电(大颗颗粒荷电:负离子与尘粒复合,使尘粒荷电。电场荷电(大颗粒),扩散荷电(小颗粒)。粒),扩散荷电(小颗粒)。

颗粒沉积:荷电尘粒在电场力作用下向集尘极作驱进运动,并沉颗粒沉积:荷电尘粒在电场力作用下向集尘极作驱进运动,并沉积。积。

重返气流:电荷释放,再荷同性电,重返流(低比电阻);电荷重返气流:电荷释放,再荷同性电,重返流(低比电阻);电荷积累,形成反电晕(高比电阻)。积累,形成反电晕(高比电阻)。

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静电沉积过程(负电晕放电)

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3.2.2 3.2.2 集尘效率及影响因素集尘效率及影响因素 集尘效率 集尘效率 式中:式中: f f — — 集尘极有效面积;集尘极有效面积; QQ — — 气体流量;气体流量; vvdd — — 有效驱进速度是重要的设计参数,是经验数据,通常 有效驱进速度是重要的设计参数,是经验数据,通常 由实验确定。由实验确定。 此式常被称为多依奇公式,可用于选型计算。此式常被称为多依奇公式,可用于选型计算。 主要影响因素有废气成分及状态(温度、压 强、颗粒物导电主要影响因素有废气成分及状态(温度、压 强、颗粒物导电性(比电阻);颗粒物浓度;电极形状;气流分布;供电条件等。性(比电阻);颗粒物浓度;电极形状;气流分布;供电条件等。振打清灰也影响集尘效率。振打清灰也影响集尘效率。 克服高比电阻对电除尘的不利影响,可从改变电除尘器结构和克服高比电阻对电除尘的不利影响,可从改变电除尘器结构和降低颗粒物比电阻两方面采取措施:例如双区、宽极距和高压脉冲降低颗粒物比电阻两方面采取措施:例如双区、宽极距和高压脉冲供电等技术已应用,对高比电阻颗粒物有效;避开比电阻峰值温供电等技术已应用,对高比电阻颗粒物有效;避开比电阻峰值温度;向烟气中添加导电性物质(如三氧化硫、氨)等。湿式电除尘度;向烟气中添加导电性物质(如三氧化硫、氨)等。湿式电除尘器对低比电阻、粘性颗粒物有效。器对低比电阻、粘性颗粒物有效。

1 exp dg

fv

V

Q

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33.2.3.2.3 电除尘器的类型和构造电除尘器的类型和构造 电除尘器可分为:板式、管式,干式、湿式等。电除尘器可分为:板式、管式,干式、湿式等。 电除尘器由放电极(圆线、星型线、芒刺线等)、电除尘器由放电极(圆线、星型线、芒刺线等)、集尘极(板式、管式、蜂窝式等)、振打清灰装集尘极(板式、管式、蜂窝式等)、振打清灰装置、气流布板、壳体和灰斗、电源(直流、脉置、气流布板、壳体和灰斗、电源(直流、脉冲)和控制装置等部分组成。一组放电极冲)和控制装置等部分组成。一组放电极 --集尘集尘极构成一个电场。电场可以设置为单区(放电、极构成一个电场。电场可以设置为单区(放电、集尘合一)或双区(放电、集尘分开)型。大型集尘合一)或双区(放电、集尘分开)型。大型电除尘器可设计为多室(单元电联)、电场(单电除尘器可设计为多室(单元电联)、电场(单元电场串联)形式。 元电场串联)形式。

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电除尘器构造图

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3.33.3 过滤式除尘器过滤式除尘器 3.3.13.3.1 过滤机理过滤机理 含尘气体通过滤料,尘粒被阻留。滤层过滤方式有深层过滤和表含尘气体通过滤料,尘粒被阻留。滤层过滤方式有深层过滤和表

面过滤。面过滤。 深层过滤:深层过滤:常规纤维或颗粒滤料,难以形成微米以下的微细空常规纤维或颗粒滤料,难以形成微米以下的微细空隙,不可能筛滤微米级颗粒物。颗粒物进入滤层中被阻留,主要作隙,不可能筛滤微米级颗粒物。颗粒物进入滤层中被阻留,主要作用机理有惯性沉降、截留和扩散沉积等(后图)。用机理有惯性沉降、截留和扩散沉积等(后图)。 深层过滤的主要条件(尤其对于细微颗粒)是捕集体的表面深层过滤的主要条件(尤其对于细微颗粒)是捕集体的表面积和颗粒物在滤层中的停留时间,即滤层必须具有尽可能大的比表积和颗粒物在滤层中的停留时间,即滤层必须具有尽可能大的比表面积和足够的厚度。因此,要使深层过滤具有很高的效率并不容面积和足够的厚度。因此,要使深层过滤具有很高的效率并不容易;深层过滤的滤层阻力相对较低,且阻力随积尘量增加而增大的易;深层过滤的滤层阻力相对较低,且阻力随积尘量增加而增大的速度较低,因而容尘量较大,这是深层过滤的优点;深层过滤清灰速度较低,因而容尘量较大,这是深层过滤的优点;深层过滤清灰比较困难。比较困难。 表面过滤:表面过滤:颗粒物在滤层表面被阻留,主要作用机理接近筛滤。颗粒物在滤层表面被阻留,主要作用机理接近筛滤。颗粒物沉积在滤层表面形成的积尘层(灰饼),空隙很 小,可以起颗粒物沉积在滤层表面形成的积尘层(灰饼),空隙很 小,可以起表面过滤作用。复合滤料的微孔滤膜也是起表面过滤作用。表面过滤作用。复合滤料的微孔滤膜也是起表面过滤作用。

Page 33: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

3.3.2 3.3.2 过滤除尘器的特点和应用过滤除尘器的特点和应用 特点:特点:高效、高可靠性,应用范围广(工艺上还用于物高效、高可靠性,应用范围广(工艺上还用于物

料回收);阻力较电除尘器高,且有周期性变化(一个料回收);阻力较电除尘器高,且有周期性变化(一个清灰周期)。清灰周期)。

种类:种类:过滤除尘器的种类很多,常用的是袋式除尘器。过滤除尘器的种类很多,常用的是袋式除尘器。 应用:应用:适用面很广泛,近年来由于环保要求(尤其是对适用面很广泛,近年来由于环保要求(尤其是对细颗粒)不断提高,袋式除尘器的市场份额稳步增加细颗粒)不断提高,袋式除尘器的市场份额稳步增加(上世纪(上世纪 9090 年代初,美国由于清洁空气法修订后,火年代初,美国由于清洁空气法修订后,火电厂烟气除尘出现 “电” 改 “ 袋 ” 的趋势,近年来电厂烟气除尘出现 “电” 改 “ 袋 ” 的趋势,近年来我国也有类似情况)。由于新型滤料在适应高含湿量气我国也有类似情况)。由于新型滤料在适应高含湿量气体方面有所突破,不但使用范围扩大,而且正在开发直体方面有所突破,不但使用范围扩大,而且正在开发直接用于多种烟气脱硫工艺。接用于多种烟气脱硫工艺。

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33.3.3 .3.3 滤料滤料 滤料是关键:材质、组织和结构滤料是关键:材质、组织和结构 滤料种类滤料种类

-按滤料结构分-按滤料结构分滤布滤布 ::阻力较小阻力较小

毛毡毛毡 ::除尘效率较高 除尘效率较高

-按滤料材质分-按滤料材质分 天然纤维:棉毛织物,适于无腐蚀、天然纤维:棉毛织物,适于无腐蚀、 350350 ~~ 360K360K 以下气体以下气体 无机纤维:主要是玻璃纤维,化学稳定性好,耐高温;质地 无机纤维:主要是玻璃纤维,化学稳定性好,耐高温;质地 脆脆 合成纤维:性能各异,满足不同需要,扩大除尘器的应用合成纤维:性能各异,满足不同需要,扩大除尘器的应用 领域领域

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滤料名称 直径 /μm耐温性能 /K 吸水率 /

% 耐酸性 耐碱性 强度长期 最高

棉织物(植物短纤维) 10~ 20 348~ 358 368 8 很差 稍好 1

蚕丝(动物长纤维) 18 353~ 363 373 16~ 22

     

羊毛(动物短纤维) 5~ 15 353~ 363 373 10~ 15 稍好 很差 0.4

尼龙  348~ 358 368

4.0~ 4.5

稍好 好 2.5

奥纶  398~ 408 423 6 好 差 1.6

涤纶(聚脂)  413 433 6.5 好 差 1.6

玻璃纤维(用硅酮树脂处

理)5~ 8 523

 4.0 好 差 1

芳香族聚酰胺(诺梅克斯)

 493 533

4.5~ 5.0

差 好 2.5

聚四氟乙烯  493~ 523

 0 很好 很好 2.5

滤料种类及性能

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滤料 性能

聚酯纤维 (涤纶 )

长纤维

性能指标

短纤维 普通 高强

聚砜酰胺

纤维

(芳砜纶 )

聚间苯二酰

间苯二胺纤维

(芳纶 , nomex)

聚苯硫醚

纤维

(莱通, r yt on)

聚酰亚胺

纤维

( P- 84)

聚四氟乙

烯纤维 /膜

(特氟纶 ,

t efl on)

标 准 4. 8~ 6. 4 5. 65~ 6. 22 4. 49 3. 70 拉 伸 强 度

× 105Pa 湿 润 4. 7~ 6. 5 4. 3~ 6. 0 6. 3~ 9. 0

4. 25~ 5. 20

长 期 130 200 180~ 200 180 220 260 适用干烟气

温度 / ℃ 瞬 间 150 210 250 190 260 270

酸碱影响

75%硫 酸 、浓 盐 酸 、浓 硝酸 、 10% 氢 氧

化 钠 溶 液、 浓 氨 水 中 强 度 几 乎 不降

20% 硫 酸 、30

% 硝 酸 、 35%

盐 酸 中 强 度

保 持 70% ~

90%

10% 氢 氧 化

钠 , 50 ℃ ,

168h,强 度保

持 5% ~ 6%

20% 硫 酸 , 30% 硝

酸 ,50℃, 500h,强

度 保 持 55% ~ 60%

10% 氢 氧 化 钠 , 50

℃,250h,强 度 保持

50% ~ 55%

48% 硫 酸 ,93℃,

168h, 强 度 保 持

100%

40% 氢 氧 化 钠 ,

室 温 , 500h, 强

度 保 持 近 100%

60% 硫 酸 ,室

温 , 72h, 强

度 保持 100%

40% 氢 氧 化

钠 , 室 温 ,

72h, 严 重 老

化 、 破 坏

耐 酸 碱 性好

溶剂影响

( 乙 醇 、 醚 、 苯 、 丙

酮 、汽 油 、全 氯 乙 烯 )

一 般 不 溶 解 , 在 热 有 机 溶 剂 混 合 液 中

溶 解

耐 受 好 耐 受 好 耐 受 好 耐 受 好 耐 受 好

阻燃性 遇 明 火 发烟 燃 烧 , 但 速 度 较 慢 遇 明 火 燃烧 ,

不 熔 融 ,离火

自 熄

高 温 熔 融 , 400℃起

炭 化

基 本 不 燃 遇 明 火 燃烧 高 温 分 解 出

的 单 体 有毒

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3.3.4 3.3.4 袋式除尘器的清灰袋式除尘器的清灰

清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环,清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环,多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的的

常用的清灰方式有常用的清灰方式有 33 种种 机械振动式 机械振动式 逆气流清灰逆气流清灰 脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰

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脉冲喷吹清灰 脉冲喷吹清灰 脉冲喷吹耗用压缩空气量脉冲喷吹耗用压缩空气量

脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰,净化效率达脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰,净化效率达 9999%;过滤负荷较高,滤袋磨损轻,运行安全可靠%;过滤负荷较高,滤袋磨损轻,运行安全可靠

T

nVV 0一滤袋总数,条一脉冲周期,min一安全系数,取1.5一每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量

nT

0V

一滤袋总数,条一脉冲周期,min一安全系数,取1.5一每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量

nT

0V

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3.3.5 3.3.5 袋式除尘器的选择、设计和应用袋式除尘器的选择、设计和应用 设计步骤设计步骤 ::

选择过滤介质:与温度和气体与粉尘的其他性质相适选择过滤介质:与温度和气体与粉尘的其他性质相适应应

选择清灰方式:与滤布相适应选择清灰方式:与滤布相适应 计算气布比(滤速)计算气布比(滤速) 计算穿透率计算穿透率 计算需要的过滤面积和袋室数目计算需要的过滤面积和袋室数目 确定压损(供风机参数选定)确定压损(供风机参数选定) 确定空压机或反吹风风机参数确定空压机或反吹风风机参数 经济核算经济核算

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•选型计算选型计算

计算过滤面积计算过滤面积

一般情况下的过滤气速选取:一般情况下的过滤气速选取:

简易清灰简易清灰 : : vvF F = 0.20= 0.20 ~~ 0.75 m/min0.75 m/min机械振动清灰机械振动清灰 : : vvF F = 1.0= 1.0 ~~ 2.0m/min2.0m/min逆气流反吹清灰逆气流反吹清灰 : : vvF F = 0.5= 0.5 ~~ 2.0m/min2.0m/min脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰 : : vvF F = 2.0= 2.0 ~~ 4.0m/min4.0m/min

F60

QA

v

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3.4 3.4 机械类除尘器机械类除尘器3.4.1 3.4.1 种类及特点种类及特点 种类:种类:机械除尘器通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力)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,常用的有的作用使颗粒物与气体分离的装置,常用的有 33 种,即种,即 重力沉降室——结构简单,阻力低,除尘效率低;体积大。重力沉降室——结构简单,阻力低,除尘效率低;体积大。

主要用于含尘气体大颗粒预除尘。主要用于含尘气体大颗粒预除尘。 惯性除尘器——结构简单,阻力较低;除尘效率较低。主要惯性除尘器——结构简单,阻力较低;除尘效率较低。主要

用于预除尘。用于预除尘。 旋风除尘器——结构简单,使用方便,效率中等。旋风除尘器——结构简单,使用方便,效率中等。

特点:特点:结构简单,造价低,使用方便;除尘效率属低、中等级。结构简单,造价低,使用方便;除尘效率属低、中等级。3.4.2 3.4.2 重力沉降室重力沉降室 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。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。

含尘气流进入重力沉降室后,流动截面积扩大,流速降低,较重含尘气流进入重力沉降室后,流动截面积扩大,流速降低,较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。 颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。

层流式和湍流式两种。层流式和湍流式两种。

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• 层流式重力沉降室层流式重力沉降室 假定沉降室内气流为柱塞流;颗粒均匀分布于烟气中忽略气体假定沉降室内气流为柱塞流;颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力,粒子仅受重力和阻力的作用。浮力,粒子仅受重力和阻力的作用。 --沉降室的沉降室的长宽高分别为长宽高分别为 LL 、、 WW 、、 HH ,处理烟气量为,处理烟气量为 QQ --气流在沉降室内的停留时间气流在沉降室内的停留时间

--在在 tt时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离

--该粒子的除尘效率该粒子的除尘效率

--可能捕集的最小粒径可能捕集的最小粒径

0/LWH

t L vQ

s sc s

0

u L u LWH

h u tv Q

c s sc

0

( ) i

h u L u LWh H

H v H Q

工程中为考虑其他因素影响,往往将该值增加一倍,即

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--提高沉降室效率的主要措施提高沉降室效率的主要措施⑴⑴ 降低沉降室内气流速度降低沉降室内气流速度⑵⑵ 增加沉降室长度增加沉降室长度⑶⑶ 降低沉降室高度降低沉降室高度

--沉降室内的气流速度一般为沉降室内的气流速度一般为 0.30.3 ~~ 2.0m/s2.0m/s --多层沉降室效率多层沉降室效率

湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室 --分级除尘效率分级除尘效率

s ( 1)i

u LW n

Q

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3.5 3.5 湿式除尘器湿式除尘器 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。 性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大。

高能和低能湿式除尘器高能和低能湿式除尘器 低能湿式除尘器的压力损失为低能湿式除尘器的压力损失为 0.20.2 ~~ 1.5kPa1.5kPa ,对,对 10μm10μm 以上以上粉尘的净化效率可达粉尘的净化效率可达 9090%~%~ 95%95%

高能湿式除尘器的压力损失为高能湿式除尘器的压力损失为 2.52.5 ~~ 9.0kPa9.0kPa ,净化效率可达,净化效率可达99.599.5%以上%以上

3.5.1 3.5.1 特点和种类特点和种类 特点:特点:高效,能有效去除高效,能有效去除 0.10.1µmµm 以上的颗粒;可处理高温、高以上的颗粒;可处理高温、高

湿、可燃气体;湿、可燃气体;在去除颗粒物同时能去除部分(可溶性)气态污在去除颗粒物同时能去除部分(可溶性)气态污染物。存在设备腐蚀、堵塞,有废液、淤渣等问题;排气温度低,染物。存在设备腐蚀、堵塞,有废液、淤渣等问题;排气温度低,不利于排气筒出口烟气抬升;不适用于净化含有憎水性和水硬性不利于排气筒出口烟气抬升;不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体;寒冷地区使,应采取防冻措施;由于温度低、湿度粉尘的气体;寒冷地区使,应采取防冻措施;由于温度低、湿度高,可能出现白烟。高,可能出现白烟。

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种类种类 按作用原理可分为按作用原理可分为 77 种,其型式、性能和操作范围见下表:种,其型式、性能和操作范围见下表:

湿式除尘器的型式、性能和操作范围湿式除尘器的型式、性能和操作范围

型 式型 式 对对 55µmµm尘粒的近似尘粒的近似 分级效率 分级效率 / %/ % 压损 压损 / Pa/ Pa 液气比 液气比 / l·m/ l·m-3-3

重力喷雾重力喷雾 8080 125125 ~~ 500500 0.670.67 ~~ 268268离心或旋风离心或旋风 8787 250250 ~~ 40004000 0.270.27 ~~ 2.02.0自激喷雾自激喷雾 9393 500500 ~~ 40004000 0.0670.1340.0670.134

泡沫塔泡沫塔 9797 250250 ~~ 20002000 0.40.4 ~~ 0.670.67填料床填料床 9999 5050 ~~ 250250 1.071.07 ~~ 2.672.67文丘里文丘里 > > 9999 12501250 ~~ 90009000 0.270.27 ~~ 1.341.34机械诱导喷雾机械诱导喷雾 > > 9999 400400 ~~ 10001000 0.530.53 ~~ 0.670.67

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3.5.2 3.5.2 文丘里洗涤器设计计算文丘里洗涤器设计计算 几何尺寸计算几何尺寸计算

进气管直径进气管直径 DD11 按与之相联管道直径确定按与之相联管道直径确定

收缩管的收缩角收缩管的收缩角 αα11 常取常取 2323oo ~~ 2525oo

喉管直径喉管直径 DDTT 按喉管气速按喉管气速 vvTT确定,截面积比的典型值 确定,截面积比的典型值 FFTT:F:F11==11::44

vvTT 的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和

阻力的要求等因素阻力的要求等因素 扩散管的扩散角扩散管的扩散角 αα22 一般为一般为 55oo ~~ 77oo

出口管的直径出口管的直径 DDzz 按与其相联的除雾器要求的气速确定按与其相联的除雾器要求的气速确定

Page 47: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

1 T 11 2 2

D DL c t g

2 T 22 2 2

D DL c t g

• 压损计算

• 除尘效率计算

透过率

3 2 LT

G

1.03 10 ( ) Q

P vQ

9 2 2L P C p

2g

6.1 10exp( )

C d f PP

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4 4 气态污染物控制技术气态污染物控制技术4.1 4.1 气态污染物的生成及控制气态污染物的生成及控制4.1.1 4.1.1 气态污染物的生成机理气态污染物的生成机理 主要大气污染物主要大气污染物 (( 如如 COCO、、 SOSO22 、、 NONOxx、烟尘、烟尘 ))来源于燃料燃烧;来源于燃料燃烧;

化学反应、蒸发和升华、泄漏等也产生气态污染物。化学反应、蒸发和升华、泄漏等也产生气态污染物。 燃煤产生的污染物量最多。燃煤产生的污染物量最多。 COCO由不完全燃烧产生; 由不完全燃烧产生; SOSO22由燃料中硫分氧化生成;由燃料中硫分氧化生成; NONOxx由由 燃料中的氮氧化生成(燃料燃料中的氮氧化生成(燃料 型氮氧化物),空气中的氮型氮氧化物),空气中的氮 氧化生成(高温下生成的热氧化生成(高温下生成的热 力型氮氧化物,低温火焰中力型氮氧化物,低温火焰中 由于含碳自由基存在而生成由于含碳自由基存在而生成 的瞬时氮氧化物)。的瞬时氮氧化物)。

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4.1.2 4.1.2 燃煤减少污染物的措施燃煤减少污染物的措施 减少减少 SOSO22 污染:污染:燃料脱硫、燃烧过程中固硫、烟气脱硫。燃料脱硫、燃烧过程中固硫、烟气脱硫。 减少减少 NONOxx污染:污染:低氮燃烧技术应用、烟气脱硝。低氮燃烧技术应用、烟气脱硝。 -传统低-传统低 NONOxx燃烧技术燃烧技术⑴⑴低氧燃烧:可降低低氧燃烧:可降低 NONOxx,同时降低排烟热损失;但,同时降低排烟热损失;但

COCO 、、 HCHC 、碳黑产生、碳黑产生量增加。量增加。⑵⑵降低助燃空气预热温度:降低助燃空气预热温度:燃烧空气由燃烧空气由 2727ooCC预热到预热到 33

1515ooCC ,, NONO排放量增加排放量增加 33倍。倍。⑶⑶烟气循环燃烧:降低氧浓度和燃烧区温度-主要减烟气循环燃烧:降低氧浓度和燃烧区温度-主要减少少热力型热力型 NONOxx。。

⑷⑷两段燃烧技术:第一段,氧气不足,烟气温度低,两段燃烧技术:第一段,氧气不足,烟气温度低,NOxNOx生成量很小;第二段,二次空气,使生成量很小;第二段,二次空气,使 COCO 、、 HCHC完全燃烧,但烟气温度低, 完全燃烧,但烟气温度低, NONOxx生成量不高。生成量不高。

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-先进的低-先进的低 NONOxx燃烧技术燃烧技术⑴⑴炉膛内整体空气分级的低炉膛内整体空气分级的低 NONOxx直流燃烧器:炉壁设直流燃烧器:炉壁设置助燃空气(置助燃空气( OFAOFA,燃尽风)喷嘴,类似于两段燃,燃尽风)喷嘴,类似于两段燃烧技术。烧技术。⑵⑵空气分级的低空气分级的低 NONOxx旋流燃烧器:一次火焰区,富燃旋流燃烧器:一次火焰区,富燃

料燃烧,含氮组分析出但难以转化;二次火焰区,燃料燃烧,含氮组分析出但难以转化;二次火焰区,燃尽尽 COCO 、、 HCHC 等。等。⑶⑶空气空气 // 燃料分级的低燃料分级的低 NOxNOx燃烧器:空气和燃料均分燃烧器:空气和燃料均分

级送入炉膛,一次火焰区下游形成低氧还原区,还原级送入炉膛,一次火焰区下游形成低氧还原区,还原已生成的已生成的 NONOxx

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4.2 4.2 吸收法净化技术吸收法净化技术 利用气体混合物中各组分在一定液体中溶解度的不同而分离气体混合物的操作称为吸收。在空气污染控制工程中,这种方法已广泛应用于含 SO2 、 NOx、 HF、 H2S 及其他气态污染物的废气净化上,

成为控制气态污染物排放的重要技术之一。4.2.1 吸收过程分类 吸收过程通常分为物理吸收和化学吸收两大类。 物理吸收:主要是溶解,吸收过程中没有或仅有弱化学反应,吸 收质在溶液中呈游离或弱结合状态,过程可逆,热效应不明显。 化学吸收:过程存在化学反应,一般有较强的热效应。如果发生 的化学反应是不可逆的,则不能解吸。化学吸收过程的吸收速率 和净化效率都明显高于物理吸收。4.2.2 吸收与解吸:吸收的逆过程为解吸。物理吸收过程中,总有解

吸存在解吸。 通过解吸回收吸收质并恢复吸收剂的吸收能力(再生)。 降低温度、提高压强,有利于吸收;反之,有利于解吸。

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4.2.3 4.2.3 扩散与菲克定律扩散与菲克定律 在静止或滞流流体中,分子的无规则热运动,导致物质从浓度较高的区域向浓度较低的区域迁移,即扩散。两处的浓度差即为扩散的推动力。扩散过程可用菲克定律表达:

dz

dcDJ A

ABA

4.2.4 气液相平衡与亨利定律 混合气体与吸收剂充分接触,当吸收过程和解吸过程的传质速率相等时,气液两相就达到了动态平衡。平衡时气相中的组分分压称为平衡分压,液相吸收剂(溶剂)所溶解组分的浓度称为平衡溶解度,简称溶解度。气液平衡过程可用亨利定律表达:

iii xEP *

式中 Pi*——溶液表面吸收质 i 的气相平衡分压( Pa );

xi——平衡状态下,吸收质 i 的液相摩尔分率; Ei——亨利系数( Pa )

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ii HM

E0

式中: M0——吸收剂的摩尔质量( kg/kmol ); ρ——吸收剂密度( kg/m3 ) Hi——吸收剂 i 的溶解度系数 [kmol/(m3·Pa) 亨利定律的另一种表达形式为

式中, Ci——液相吸收质的浓度( kmol/m3 )

此外,亨利定律还有其他的表达方式,在使用资料时一定要注意其量纲和表达式的一致。

*iii PHC

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4.2.5 4.2.5 物理吸收物理吸收 吸收传质速率方程吸收传质速率方程⑴气相分传质速率方程

NA= ky(yA-yAi)NA= kg(pA-pAi)

式中 pA、 pAi——吸收质 A在气相主体、相界面上的平衡分压, Pa ; yA、 yAi——吸收质 A在气相主体、相界面上的摩尔分率; ky——以 yA-yAi 为推动力的气相分吸收系数, kmol/(m2·s); kg——以 pA-pAi 为推动力的气相分吸收系数, kmol/(m2·s·Pa);

kg=DAg/Zg DAg——吸收质 A在气相中的扩散系数, kmol/(m2·s·Pa); Zg——气膜厚度, m 。⑵液相分传质速率方程

NA= kx(xAi-xA)

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NA= kl(cAi-cA)式中 xA、 xAi——吸收质 A在液相主体、相界面上的摩尔分率; cAi 、 cA——吸收质 A在液相主体、相界面上的摩尔浓度, kmol/m3 ; kx——以 xA-xAi 为推动力的气相分吸收系数, kmol/(m2·s); kl——以 cAi-cA为推动力的气相分吸收系数, m/s ;

kl=DAl/Zl

DAl——吸收质 A在液相中的扩散系数, m2/s ; Zg——液膜厚度, m 。⑶ 总传质速率方程 气相总传质速率方程

NA= KAg(pA-pA* )Ny= Ky(yA-yA* )

液相分传质速率方程NA= Kx(xA*- xA ) NA= kAl(cA*- cA )

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式中 KAg ——以 pA-pA*为推动力的气相总吸收系数, kmol/(m2·s·Pa); Ky ——以 yA-yA*为推动力的气相总吸收系数, kmol/(m2·s); y*——与液相中吸收质浓度相平衡的气相虚拟浓度; pA*——与液相中吸收质浓度相平衡的气相虚拟分压 ,Pa ; KAl——以 cA *-cA为推动力的液相总吸收系数, m/s ; Kx——以 xA *-xA为推动力的液相总吸收系数, kmol/(m2·s); xA*——与气相中吸收质浓度相平衡的液相虚拟浓度; pA*——与气相中吸收质浓度相平衡的液相中吸收质的摩尔浓 度, kmol/m3 。 吸收系数 吸收推动力表示方式不同,速率方程中吸收系数形式也不同。气 /液相总吸收系数与气、相分吸收系数的关系分别为:

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物理吸收操作线方程

图 /式中 : G—单位时间通过塔内任一截面单位面积的混合气体流量, kmol/(m2·s); L—单位时间通过塔内任一截面单位面积的混合气体流量, kmol/(m2·s); y—任一截面上混合气体中吸收质的摩尔分率; x—任一截面上吸收液中吸收质的摩尔分率; GB—单位时间通过塔内任一截面单位面积的惰性气体流量, kmol/(m2·s);

LS—单位时间通过塔内任一截面单位面积的吸收剂流量, kmol/(m2·s); Y—混合气体中吸收质与惰性气体的摩尔比; X—吸收液中吸收质与惰性气体的摩尔比。

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液 膜

液 膜

气 膜

气相主体

液相主体

PAG

CAL

CAi

相界面 反应区

PAG

PAi CBL

气 膜

液 膜

CBR

Δ PA

Δ CA

PAi

物理吸收 化学吸收物理吸收 化学吸收

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4.2.5 4.2.5 化学平衡化学平衡 吸收过程中,如果吸收质与吸收剂发生反应,则两者之间必然同吸收过程中,如果吸收质与吸收剂发生反应,则两者之间必然同时满足相平衡和化学平衡关系:时满足相平衡和化学平衡关系:

nNmMbBaA

aA

ll

g

)()(

)(

气相

液相化学平衡 相平衡

根据化学平衡关系

式中, [A]、 [B]、 [M] 、 [N]——各组分的浓度; a、 b、m、 n——各组分的化学计量数; γA、 γB、 γM、 γN——各组分的活度系数。

Kb

Ba

A

nN

mM

][][

][][

bB

aA

nN

mM

ba

nm

BA

NMK

][][

][][

][][

][][

K

KK

a

b

nm

AA BK

NM

HP

1

*

][

][][1

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由于存在化学反应,使液相中的一部分 A组分转变为产物,导致

A组分在液相的浓度较物理吸收低,从而降低了其气相分压,也就是说提高了吸收净化效果。 从热力学角度看 , 化学吸收提高了吸收容量。4.2.6 吸收速率 单位接触表面积的气液间化学吸收速率:

N =βkl(cAi-cAl)式中: kl—未发生化学反应时液相传质分系数,亦即物理吸收的

液相吸收分系数, m/h ; β —由于化学反应使吸收速率增强的系数,简称增强系数; cAi—气液界面未反应的溶质浓度, kmol/m3 ; cAl—液相未反应的溶质浓度, kmol/m3 。

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4.2.7 4.2.7 吸收设备吸收设备

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4.3 4.3 吸附法净化技术吸附法净化技术4.3.1 4.3.1 吸附净化原理和分类吸附净化原理和分类 吸附是常用的气态污染物净化方法,其特点是能处理很低浓度的废气,净化后的污染物浓度可降到很低的水平。吸附常用于净化有机和部分无机气态污染物 ,尤其是处理高毒害性废气的重要方法和室内空气净化的主要方法。 物理吸附 物理吸附法净化是让废气与吸附剂接触,气态污染物由气相转入固相内表面,主要是范德瓦尔力起作用;吸附的逆过程是脱附。吸附剂饱和后,脱附再生,吸附剂循环使用,污染物可回收利用或进一步无害化处理。 化学吸附 废气与吸附剂接触,气态污染物由气相转入固相内表面,并发生化学反应并释放较多的吸附热,化学键起作用。吸附过程不可逆,难脱附,脱附析出的已不是原物质。化学吸附效果更好,吸附质被吸附得更加牢固。所以,对高毒性污染物,可采用化学吸附。

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4.3.2 4.3.2 吸附平衡吸附平衡 气固两相长时间接触,吸附与脱附达到动态平衡在一定的温度下,吸附量与吸附质平衡分压之间的关系曲线被称为等温吸附线 。

6 种类型等温吸附线

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吸附等温线方程吸附等温线方程⑴⑴弗罗德里希(弗罗德里希( FreundlichFreundlich )方程()方程( II型等温线中压部分)型等温线中压部分)

nT kPX

1

式中 XT — 吸附质质量与吸附剂质量之比值,无量纲,单位吸附剂 在吸附平衡时的饱和吸附量, m3/kg 或 kg/kg; P—吸附质在气相中的分压, pa ; K,n—经验常数,与吸附剂、吸附质种类及吸附温度有关,对 于一定的吸附物质,仅与平衡时的分压和温度有关,由 实验确定,通常 n≥1 。

⑵朗格缪尔( Langmuir )方程( I型等温线)

BP

ABPXT

1

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m

0 0

0 m m 0

( )[1 ( 1) / ]

1 ( 1)

( )

V C PV

P P C P P

P C P

V P P V C V C P

V-被吸附气体在标态下的体积P-吸附质在气相中的平衡分压P 0-吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压Vm-吸附剂被覆盖满一层时吸附气体在标态下的体积C-与吸附热有关的常数

m

0 0

0 m m 0

( )[1 ( 1) / ]

1 ( 1)

( )

V C PV

P P C P P

P C P

V P P V C V C P

V-被吸附气体在标态下的体积P-吸附质在气相中的平衡分压P 0-吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压Vm-吸附剂被覆盖满一层时吸附气体在标态下的体积C-与吸附热有关的常数

⑶ BET方程( I 、 II 、 III型等温线,多分子层吸附)

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4.3.3 4.3.3 吸附剂吸附剂 对吸附剂的基本要求:对吸附剂的基本要求:内表面积大;具有选择性吸附作用;高内表面积大;具有选择性吸附作用;高机械强度、化学和热稳定性;吸附容量大;良好的再生性能;来源广泛,价格低廉。 吸附剂结构:吸附剂是具有丰富微孔的物质,有巨大的内表面积(活性炭比表面积可达 1000m2/g以上 )。 孔的尺度不同,其吸附特性也不同: 大孔 孔半径 r = 0.1 ~ 1.0μm 主要吸附液体分子; 中孔 孔半径 r = 0.001 ~ 0.1μm 主要吸附蒸气分子; 小孔 孔半径 r < 0.002μm 主要吸附气体分子。 吸附剂的性质: 比表面积:单位质量(或体积)吸附剂所具有的表面积; 饱和吸附量:达到吸附平衡后,单位质量吸附剂所能吸附的吸附质(污染物)的质量。

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吸附剂的种类吸附剂的种类 吸附剂的种类吸附剂的种类很多,如活性炭、活性氧化铝、多种分很多,如活性炭、活性氧化铝、多种分子筛等。子筛等。 最常用的吸附剂是活性炭。活性炭因其形状、原料和最常用的吸附剂是活性炭。活性炭因其形状、原料和制备工艺不同,性能各异。常用活性炭有颗粒状、粉状、制备工艺不同,性能各异。常用活性炭有颗粒状、粉状、纤维状等。近年来出现了多种定形制品,如将活性炭粉加纤维状等。近年来出现了多种定形制品,如将活性炭粉加入聚氨酯中制成含活性炭泡沫塑料,与纤维材料一同制成入聚氨酯中制成含活性炭泡沫塑料,与纤维材料一同制成织物、非织造布等。织物、非织造布等。 纤维活性炭由于孔结构:以中小孔为主,孔道形状简纤维活性炭由于孔结构:以中小孔为主,孔道形状简单。所以,吸附和脱附性能均较颗粒状活性炭更好,而且单。所以,吸附和脱附性能均较颗粒状活性炭更好,而且便于加工成形,应用更为方便,近年来发展较快。便于加工成形,应用更为方便,近年来发展较快。 吸附剂常用水蒸气脱附,大型装置可采用变压、变温吸附剂常用水蒸气脱附,大型装置可采用变压、变温或二者联合操作。或二者联合操作。

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4.3.4 4.3.4 吸附器吸附器 吸附器种类和结构吸附器种类和结构 吸附器形式有固定床、移动床、流化床等。吸附器形式有固定床、移动床、流化床等。 固定床简单、可靠,在气体净化中用得最多。吸附过固定床简单、可靠,在气体净化中用得最多。吸附过程由吸附-再生(包括脱附、干燥和冷却)循环构成,固程由吸附-再生(包括脱附、干燥和冷却)循环构成,固定床不能连续操作,必须至少有定床不能连续操作,必须至少有 22 套装置交替运作。套装置交替运作。 回转床吸附器是移动床的一种,可连续操作,回转床吸附器是移动床的一种,可连续操作,近年来应用逐渐增多。近年来应用逐渐增多。 空气净化器由于需要除去的污染物量很少,吸附器有空气净化器由于需要除去的污染物量很少,吸附器有效作用时间很长,不必频繁再生。用纤维活性炭按需要叠效作用时间很长,不必频繁再生。用纤维活性炭按需要叠置成单元吸附组件,装卸方便,可定期更换,集中处理。置成单元吸附组件,装卸方便,可定期更换,集中处理。吸附装置大为简化。吸附装置大为简化。

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卧 式 立

固定床吸附器

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经验估算经验估算 物料衡算法物料衡算法

式中 Q —废气流量 ( m3/s ); t—有效吸附时间( s ); C1—进气浓度( kg/m3 ); C2—出气浓度( kg/m3 ); mc—吸附剂质量( kg); A1—床层动活性( kg吸附质 /kg吸附剂),取静活性的 75%~ 80%作为动活性计算值; A2—脱附残留量( kg吸附质 /kg吸附剂);

)()( 21221 AAmCCtVg Q

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4.4 4.4 燃烧法净化技术燃烧法净化技术4.4.1 4.4.1 燃烧法的特点燃烧法的特点 气态污染物中,少数无机物(如 CO )和大部分有机物是可燃的。焚烧净化就是利用热氧化作用将废气中的可燃有害成分转化为无害物或易于进一步处理的物质。 焚烧法的优点是:净化效率高,设备不复杂,如果污染物浓度高还可以回收热能。难以回收或回收价值不大的污染物,用焚烧法净化较为适宜。 采用焚烧法应仔细分析废气成分,确定焚烧反应的中间和最终产物不是污染物,若废气中的污染物含硫、氯等元素,焚烧后含有二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等污染物,还需要二次处理。 对于处于爆炸范围内的废气的焚烧净化处理要特别注意安全,防止发生回火、爆炸等事故。

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4.4.2 4.4.2 燃烧法的机理燃烧法的机理 燃烧过程和着火温度 燃烧过程包括可燃组分与氧化剂的混合、着火、燃烧及焰

后反应等过程。可燃组分与氧化剂接触后开始缓慢的氧化反应,此时放出的热量不多,随着反应的进行,以及点火高温火焰的热传递,温度不断升高,到某一温度后开始燃烧,这个温度称为着火温度。着火温度是在某一条件下开始正常燃烧的最低温度,也有人定义着火温度为在化学反应中产生的发热速率开始超过系统热损失速率时的最低温度。到达着火温度后,燃烧反应急剧加快,温度猛增,反应物浓度不断下降,这就是燃烧阶段,但此时温度高,放热反应平衡向左移动,燃烧反应可能不完全,反应后期,系统温度降低,平衡右移,剩余可燃物同自由基和氧气结合而使反应趋于完全。

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爆炸浓度极限 在一定范围内的氧和可燃组分混合物被点着后,在有控制的条件下就形成火焰,维持燃烧;而在一个有限的空间内无控制的迅速发展则会形成爆炸。

爆炸浓度极限一般指空气中可燃组分的相对浓度的上限燃烧(或爆炸)浓度范围及下限燃烧(或爆炸)浓度范围。当空气中可燃组分的含量低于爆炸下限时,由于发热量不足,达不到着火温度,不能维持燃烧,更不会爆炸。当空气中可燃组分的浓度高于爆炸上限时,由于氧气不足,也不能引起燃烧和爆炸。爆炸浓度极限范围与空气或其他含氧气体可燃组分有关,还与试验的混合气体温度、压力、流速、流向及设备形状尺寸等有关。例如,小直径管道内的燃烧会因管道壁的熄火效应而迅速冷却,不易发生。

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火焰传播理论火焰传播理论 混合气体的燃烧,是在某一点引燃后,经过火焰传混合气体的燃烧,是在某一点引燃后,经过火焰传播引起的。火焰传播是一个复杂的物理、化学过程,其播引起的。火焰传播是一个复杂的物理、化学过程,其理论主要有两类:理论主要有两类:热传播理论热传播理论和和自由基连锁反应理论。自由基连锁反应理论。

热传播理论(又称热损失理论)认为,火焰是由 燃热传播理论(又称热损失理论)认为,火焰是由 燃烧放出的热量传递给火焰周围的混合气体,使之也达到烧放出的热量传递给火焰周围的混合气体,使之也达到着火温度而燃烧并传播的。燃烧放出的热量不够,或者着火温度而燃烧并传播的。燃烧放出的热量不够,或者传热太快,不能使周围的混合气体达到着火温度,因而传热太快,不能使周围的混合气体达到着火温度,因而火焰不能传播,燃烧便不能继续进行。火焰不能传播,燃烧便不能继续进行。

自由基连锁反应理论认为,在火焰中存在大量活性自由基连锁反应理论认为,在火焰中存在大量活性很强的自由基(如很强的自由基(如 HH**、、 OHOH**、、 CC22

**、、 CHCH33**、、 CHCH**),),

这些具有不饱和价的自由原子或原子团,极易与别的分这些具有不饱和价的自由原子或原子团,极易与别的分子或自由基发生连锁化学反应,使氧化作用进行得很迅子或自由基发生连锁化学反应,使氧化作用进行得很迅速。速。

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4.4.3 4.4.3 燃烧装置 燃烧过程的分类 按燃烧过程是否使用催化剂,可分为催化燃烧和非催化燃烧两类。 -催化燃烧是一种催化氧化反应,其反应温度较低,产生的氮氧化物少,但要求废气中不可燃的固体颗粒物含量少,并不含硫、砷等有害元素。 -非催化燃烧设备简单,反应温度高,但可能产生氮氧化物等二次污染。 非催化燃烧又可分为直接燃烧和热力燃烧两种。

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((1) 直接燃烧 直接燃烧又称为直接火焰燃烧,当废气中可燃物浓

度较高,无需补充辅助燃料,燃烧产生的热量足以维持燃烧过程连续进行,可采用直接燃烧。

(2) 热力燃烧 如果废气中可燃物含量较少,燃烧产生的热量不足

以维持燃烧过程继续进行,就必须添加附加燃料,这种燃烧方式称为热力燃烧。

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热力燃烧中,辅助燃料首先与部分废气混合并燃烧,产生高温气体,然后大部分废气与高温气体混合,可燃污染物在高温下与氧反应,转化成非污染物后排放。为使废气中污染物充分氧化转化,达到理想的净化效果,除过量的氧以外,还需要足够的反应温度( Temperature )、停留时间( Time )以及废气与氧的湍流( Turbulence ),这后三个条件也称为“ 3T”条件。“ 3T”条件是相互关联的,改善其中一个条件可以使其他两个条件的要求降低。通常最经济的做法是改善湍流条件,减少燃烧器尺寸和降低燃烧温度,以降低成本。

无论何种燃烧方式,都要特别注意安全,输气管要防止回火和爆炸。

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4.5 4.5 气体催化净化气体催化净化 4.5.1 4.5.1 催化作用催化作用 改变反应历程,降低活化能改变反应历程,降低活化能 提高反应速率提高反应速率

(阿累尼乌斯方程)(阿累尼乌斯方程) 显著特征显著特征

对于正逆反应的影响相同,不改变化学平衡对于正逆反应的影响相同,不改变化学平衡 选择性选择性4.5.2 4.5.2 催化剂催化剂

加速化学反应,而本身的化学组成在反应前后保持不变加速化学反应,而本身的化学组成在反应前后保持不变 组成:活性组分 + 助催化剂 + 载体组成:活性组分 + 助催化剂 + 载体⑴⑴主活性物质:能单独对化学反应在起催化作用,因而可主活性物质:能单独对化学反应在起催化作用,因而可作为催化剂单独使用。用于气体净化的主要是金属和金作为催化剂单独使用。用于气体净化的主要是金属和金属盐。属盐。

exp( )E

K ART

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⑵⑵ 助催化剂:本身没有什么催化作用,但它的少助催化剂:本身没有什么催化作用,但它的少量加入能明显提高主活性物质的催化性能。量加入能明显提高主活性物质的催化性能。⑶⑶ 载体:用以承载主活性物质和助催化剂,基本载体:用以承载主活性物质和助催化剂,基本作用在于提供大的比表面积,节省活性物质,改作用在于提供大的比表面积,节省活性物质,改善催化剂的传热、抗热冲击和机械冲击等性能。善催化剂的传热、抗热冲击和机械冲击等性能。要求有一定机械强度、磨损强度,热稳定性、导要求有一定机械强度、磨损强度,热稳定性、导热性好的多孔惰性材料作载体。热性好的多孔惰性材料作载体。

载体材料:氧化铝、铁矾土、石棉、陶土、载体材料:氧化铝、铁矾土、石棉、陶土、活性炭、金属等。活性炭、金属等。

形状:网状、球状、柱状、蜂窝状(阻力小,形状:网状、球状、柱状、蜂窝状(阻力小,比表面积大,填放方便)。比表面积大,填放方便)。

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催化剂的性能催化剂的性能--催化活性:催化活性:

R

WA

tW

WW -产品质量-产品质量WWRR -催化剂质量-催化剂质量tt -反应时间-反应时间

催化剂只有在一定的温度(活性温度)范围内具有活性,温度太低,活性不明显,温度太高,催化剂会受到损坏。

-选择性:

-稳定性: 热稳定性、机械稳定性和化学稳定性 表示方法:寿命 老化:活性组分的流失、烧结、积炭结焦、机械粉碎等 中毒:对大多数催化剂,毒物有 HCN 、 CO 、 H2S 、 S 、As 、 Pb

B = ×100%目的产物摩尔数反应物摩尔数

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R sp/V Q W

VVRR--催化剂体积催化剂体积 ,,mm 33

QQ--反应气体体积流量反应气体体积流量 ,,mm 33 /h/h

WW SPSP--空间速度,空间速度, 1/1/hh

催化剂装量

R sp/V Q W

VVRR--催化剂体积催化剂体积 ,,mm 33

QQ--反应气体体积流量反应气体体积流量 ,,mm 33 /h/h

WW SPSP--空间速度,空间速度, 1/1/hh

催化剂装量

4.5.3 应用• 催化氧化可用于烃类等有机废气• 催化氧还原可用于氮氧化物,也可用于二氧化硫•催化床层计算

床层体积:

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4.6 4.6 生物法净化生物法净化 生物净化是将污染物由气相转入液相,再经生化降生物净化是将污染物由气相转入液相,再经生化降解为非污染物。近年来较多用于有机污染物净化,尤其解为非污染物。近年来较多用于有机污染物净化,尤其是生物脱臭。是生物脱臭。

4.6.1 4.6.1 生物法净化的原理及特点生物法净化的原理及特点 生物净化的原理:生物净化的原理:气态污染物的相转移及生化降解。气态污染物的相转移及生化降解。 生物净化法的特点:生物净化法的特点:工艺流程简单,运转经济、安全,工艺流程简单,运转经济、安全,

环境友好(接近自然物质循环,条件温和,无二次污环境友好(接近自然物质循环,条件温和,无二次污染);但负荷强度较低,过程较难控制。染);但负荷强度较低,过程较难控制。

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4.6.2 4.6.2 生物净化器种类生物净化器种类 主要有有生物洗涤器、生物滴滤器和生物过滤器 主要有有生物洗涤器、生物滴滤器和生物过滤器 3 3 种。种。

• 生物洗涤器(图 c) :与喷淋塔类似 , 吸收单元与降解单元分设。适合于生物降解较缓慢的污染物。

• 生物滴滤器(图 b) :内装填料,填料表面挂上生物膜。• 生物过滤器(图 a) :以大量存在微生物的物料(如植物桔梗、熟化的垃圾、土壤)作滤层 ,适当设加湿装置。

a. b. c.

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5 室内污染控制技术5.1 室内空气环境的特点• 污染物浓度高 室内空气来源于室外,流通量有限,且室内的污染源直接向室内空气中排放污染物。所以室内空气中的污染物浓度往往明显高于室外,甚至于高出若干倍。

• 人体暴露时间长 随着社会的发展,人们每天在室内逗留的时间越来越长。现代城市中人在室内活动时间已经占全天的 80% ~ 90%,甚至更长;即使在农村,人每天在室内的时间也不少于 50%。

• 颗粒物中小颗粒所占比例较大• 有机污染物和微生物的重要性更大• 建筑、设备和人员等的影响很大 建筑和通风空调设备等本来是改善室内环境的,但设计、建造的缺陷或运转管理的不足,反而会使室内空气环境恶化。有限空间内严重超员、不良的生活习惯(如吸烟)和患传染性疾病等都会影响室内空气环境。

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5.25.2 室内空气污染物及污染源室内空气污染物及污染源5.2.1 主要污染物: ⑴颗粒态污染物——固态、液态(少数)。粒径分布范围宽,形状不规则,成分复杂。 ⑵气态污染物——主要有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、挥发性有机污染物( VOCs , Volantile Organic Compounds )等。室

内空气有机物污染很重要。目前引起普遍关注的主要是苯的衍生物(甲苯、二甲苯等)、醛、醇、酮、酯等,其中甲醛最为常见,危害性较大。建筑材料和土壤中还有可能存在微量放射性质,如氡。 ⑶微生物——细菌、螨虫等。空气中的微生物其形态属于颗粒物(一般附着于颗粒物表面,很少单独存在),但其环境效应属生物性。

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5.2.2 5.2.2 主要污染源:主要污染源: ⑴建筑及装修材料:装饰和家具使用的人造板、涂料、黏合剂,含放射性物质的石料等;地层(岩石、土壤)也可能含有放射性气体氡。 ⑵日用化学品:芳香剂、消毒剂、驱虫剂等。 ⑶燃料燃烧:产生不完全燃烧产物(如 CO )、氮氧化物:烹饪中产生的油烟,成分复杂,有致突变作用。 ⑷人体:消耗氧,排出、少量有机气体、微生物、体屑等。 ⑸电器:某些办公设备(如复印机)可能释放臭氧。 ⑹通风空调设备:设计有缺陷、管理不好的通风空调系统中的风管、空气过滤器、表面换热器、空气处理用循环水等会积尘、滋生微生物,成为污染源。设计、制作和运转不佳的电除尘器、负离子发生器等也会产生臭氧。 ⑺外环境。

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5.35.3 室内环境空气相关法规室内环境空气相关法规 室内空气质量标准室内空气质量标准 (GB/T 18883-2002)(GB/T 18883-2002);; 民用建筑工程室内环境污染控制规范民用建筑工程室内环境污染控制规范 (GB 18580(GB 18580 ~~ 1858818588,,GB6566-2001)GB6566-2001);; 室内装饰装修材料有害物限量室内装饰装修材料有害物限量 (GB 50325-2001)(GB 50325-2001);; 室内环境空气质量监测技术规范室内环境空气质量监测技术规范(( HJ/T 167-2004HJ/T 167-2004));; 其他相关标准、规范和检测方法:其他相关标准、规范和检测方法: ⑴ ⑴《民用建筑工程室内环境污染控制规范》《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(( GB GB 503325503325));; ⑵ ⑵《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》(( GB/T GB/T 1709517095));; ⑶ ⑶各种污染物的监测方法;各种污染物的监测方法; ⑷⑷通风与空调工程施工验收规范通风与空调工程施工验收规范 (GB 50243-2002)(GB 50243-2002);; ⑸⑸电子信息产品污染控制管理办法。电子信息产品污染控制管理办法。

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5.4 5.4 室内空气污染控制及室内空气品质改善室内空气污染控制及室内空气品质改善5.4.1 5.4.1 减少污染物的产生和散发减少污染物的产生和散发 ⑴ 材料和物品:无污染、低污染物料; ⑵ 污染物的有效排除:局部排气(如排油烟机),通风换气; ⑶ 合理地建筑布局:是保证有效自然通风的关键。5.4.2 通风及空气调节 ⑴ 自然通风:最实用、经济、有效的措施。 ⑵ 机械通风和空气调节: 自然通风由于受到作用压头的限制,换气量和气流分配可能达不到预定要求,就要采用机械通风。必要的新风量(部分情况下用换气次数)、合理的气流组织和必要的空气净化措施。 空调主要是控制室内空气的物理条件,如果与空气净化装置结合,就能同时控制化学和生物条件。 制订并认真执行运转规程(尤其是定是检查、清洗、更换材料)。过渡季尽量利用室外空气进行通风换气。

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5.4.3 5.4.3 空气净化空气净化 颗粒污染物净化颗粒污染物净化 室内空气长时间直接接触,空气品质至关重要。空气净化方法很多,由于室内空气净化的技术要求较高(净化效率高、无二次污染、阻力低、体积小、操作简便、安全可靠),实际应的技术主要是静电沉积和过滤。 ⑴静电沉积:通常称为电除尘。特点是效率高、阻力低、结构紧凑。 室内空气净化器常用板-线式(图 2.1 )和蜂窝-针式(图2.2a 及 b )单区或双区结构(图 2.1b ),阳极电晕放电(产生臭

氧少)。这也是当前油烟净化的主流技术。 ⑵过滤:特点是效率高、稳定可靠,但滤料多为一次性使用。常用滤料有织物、纸、微孔膜等。为了增大单位空间中容纳更多的过滤面积,滤层布置成折叠式,并制成单元构件,便于拆装。

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气态污染物净化气态污染物净化 常规气态污染物净化技术吸附、吸收和催化转化等。由于室内空气净化的特点和要求,目前采用的技术主要是吸附,催化转化技术的应用处于研发中。 吸附的特点是平衡浓度极低,所以可处理低污染物浓度的空气,净化率很高,适合于室内空气净化。 吸附剂是关键。最常用的吸附剂是活性碳。纤维活性炭吸附性能优良,并可制成各种形状的元件,特别适合于室内空气净化,是当前空气净化器的首选净化材料。 空气净化装置 空气净化器有集中式、分置式 2 类。集中式可与空调系统结合,分置式可单独使用。 空气中适量的负离子对健康有益。但目前对负离子与健康的关系在机理上认识还不够(尤其是定量的),负离子发生器的技术要求和性能认证条件也不成熟。现有负离子发生器一般是通过放电产生负离子,控制放电过程的副产物(如臭氧)是必须重视的问题。

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5 5 大气污染防治工程实践大气污染防治工程实践

20072007 年年 77 月月上海上海

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55.. 1 1 大气污染控制工程的设计原则大气污染控制工程的设计原则 5.1.15.1.1净化系统设计的基本程序净化系统设计的基本程序 废气净化系统的设计过程可分为基础调查阶段、技术设计阶段

和总结并提供成果阶段,以及后续工作。 基础调查 在接受设计任务后,应首先编制设计工作计划,确定设计内容和技术要求、技术关键、进度安排、人员配备、要求工艺和土建等方面提供的资料、向工艺和其他工种提出的要求与提供的资料等。在此基础上首先进行基础调查。

⑴工艺调查 需要了解与设计项目有关的基本工艺流程和布局、产品的和

类和数量、生产周期和班次、生产工艺对室内外空气环境和治理设施的要求。

⑵ 污染源调查 根据设计需要,了解产生污染物的工艺环节和设备的种类和

分布情况,掌握污染物种类、发生量、发生规律、排气温度和速度、除主要污染物外的其他成分,掌握产生污染物的工艺设备的运转规律和操作要求。

在缺乏资料的情况下,可与工艺方面协作,进行必要的试验或物料平衡计算。

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⑶⑶背景情况调查背景情况调查 要根据项目的规模和对环境的影响程度,确定调查要根据项目的规模和对环境的影响程度,确定调查内容和范围。对大型项目,需要收集所在地区的气象和内容和范围。对大型项目,需要收集所在地区的气象和地形资料、规划布局地形资料、规划布局 ((近期和远期近期和远期 )) 、大气环境质量、大气环境质量(( 现状和预测现状和预测 )) 及厂区布局。及厂区布局。

⑷⑷技术经济条件调查技术经济条件调查 需调查与设计有关的法规,如大气质量标准、污染物需调查与设计有关的法规,如大气质量标准、污染物排放标准、排污收费标准、相关的卫生和安全标准等;排放标准、排污收费标准、相关的卫生和安全标准等;了解所在地区对大气环境质量是否有特定要求。了解所在地区对大气环境质量是否有特定要求。

调查与设计项目相关的适用技术,可供使用的设备、调查与设计项目相关的适用技术,可供使用的设备、原材料和能源情况(种类、规格和价格等),施工技术原材料和能源情况(种类、规格和价格等),施工技术水平及使用单位运转管理水平等。还需了解污染物综合水平及使用单位运转管理水平等。还需了解污染物综合治理和利用的条件或污染物的出路。治理和利用的条件或污染物的出路。

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技术设计技术设计 在完成基础调查后,进行技术设计。根据工程的重要在完成基础调查后,进行技术设计。根据工程的重要性、工程量的大小和复杂性,可采用二阶段设计性、工程量的大小和复杂性,可采用二阶段设计 (( 扩大扩大初步设计和施工图初步设计和施工图 )) ,或三阶段设计,或三阶段设计 ((初步设计、技术初步设计、技术设计和施工图设计和施工图 ))方式进行。设计工作主要包括污染源控方式进行。设计工作主要包括污染源控制方案的确定和污染物计算,废气净化方案的选定,净制方案的确定和污染物计算,废气净化方案的选定,净化设备的选型化设备的选型 ((或设计或设计 )) 计算,技术经济分析,设备、计算,技术经济分析,设备、管道布置和计算,设计图绘制,工程概管道布置和计算,设计图绘制,工程概 ((预预 ))算及设计算及设计文件编制。文件编制。

⑴ ⑴污染源控制方案的确定污染源控制方案的确定 这项工作是设计的第一个重要环节,对污染控制系统这项工作是设计的第一个重要环节,对污染控制系统

的合理性、有效性和经济性起决定性作用。污染源控制的合理性、有效性和经济性起决定性作用。污染源控制方案的确定特别要注意与工艺密切配备,协同进行,才方案的确定特别要注意与工艺密切配备,协同进行,才能选出最佳控制方案。对复杂的项目,要从工艺和污染能选出最佳控制方案。对复杂的项目,要从工艺和污染控制两方面进行专题研究和设计。对有污染物散发的设控制两方面进行专题研究和设计。对有污染物散发的设备,要重点进行集气罩的设计和计算。最后要得出废气备,要重点进行集气罩的设计和计算。最后要得出废气量、污染物和其他重要组分的含量、废气的温度和压强量、污染物和其他重要组分的含量、废气的温度和压强等参数。等参数。

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⑵ ⑵净化方案的选定净化方案的选定 应根据废气的流量、成分和性质,设备和原材料条件,应根据废气的流量、成分和性质,设备和原材料条件,综合治理综合治理 (( 是否有可作吸收剂、吸附剂或反应物的废液、是否有可作吸收剂、吸附剂或反应物的废液、废渣等废渣等 )) 和利用途径,拟订净化方案,并作技术、经济和利用途径,拟订净化方案,并作技术、经济分析。如果采用新的净化方法和工艺,还需要进行必要分析。如果采用新的净化方法和工艺,还需要进行必要的试验。的试验。

⑶ ⑶设备选型或设计设备选型或设计 净化设备应根据废气的数量、成分、性质和净化设备净化设备应根据废气的数量、成分、性质和净化设备

的规格、性能选用。如果没有净化设备的产品或图纸可的规格、性能选用。如果没有净化设备的产品或图纸可供采用,则需进行设计。通过设备选型,确定净化设备供采用,则需进行设计。通过设备选型,确定净化设备的型号、规格和数量;或通过设计,确定设备构造、尺的型号、规格和数量;或通过设计,确定设备构造、尺寸、材料和加工工艺。这项工作的指导原则是,在最经寸、材料和加工工艺。这项工作的指导原则是,在最经济、合理的条件下,保证污染物排放量达到有关标准规济、合理的条件下,保证污染物排放量达到有关标准规定的要求,或保证污染物排放后其影响范围内的大气质定的要求,或保证污染物排放后其影响范围内的大气质量符合要求。因此,设计计算时要将净化设备和排放设量符合要求。因此,设计计算时要将净化设备和排放设备(烟囱或排气筒)联系起来进行。如果以大气质量作备(烟囱或排气筒)联系起来进行。如果以大气质量作为设计考核标准,则需要进行污染物排放后的扩散计算。为设计考核标准,则需要进行污染物排放后的扩散计算。

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⑷净化系统的设计和计算 这—部分工作包括设备和管道布置、系统阻力计算、风机选用、排气筒 (或烟囱 ) 的计算或校核、辅助设施 (如净化系统附属的供水、供气管道和设备 )设计。在进行设备和管道布置时,要与工艺和其他工种 ( 特别是土建 )密切配合,互相协调。设计进到此,就可以向其他工种提出技术要求和提供技术资料。

向土建 (建筑和结构 ) 应提的要求和资料主要有:设备和管道的名称、位置、尺寸、重量,所需净空,支承件的位置,门和孔口的尺寸、位置和预埋件等。如果需要机房,则应提出机房位置、平面和剖面尺寸、起重设备的规格、安全要求 (如防火、防爆、防腐蚀等 ) 、隔声要求等。

向给排水和水污染控制方面应提的要求主要有:用水设备名称、数量、位置,供水的水质、水量和水压;排放废水的设备名称、数量、位置、废水的水质、水量和净化要求 (如果回用 ) 等。

向电气方面应提的要求有:用电设备的名称、位置、供电电压、电流、同时运转情况,控制要求等。

如果净化系统需要供应燃油、燃气、压缩空气等,应提出需要供应能源的设备名称、位置,所需能源的品种、规格、用量等。

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5.2 5.2 大气污染控制工程系统设计大气污染控制工程系统设计5.2.1 5.2.1 排气罩的种类及特征排气罩的种类及特征 封闭罩:这种集气罩将污染源包围,并自罩内排气,既将污染物带走,又保证罩内负压,可防止污染物外逸。这种集气罩能以较小的排气量将污染物控制在罩内,是最经济而有效的罩型,应尽量采用。

围挡罩的封闭程度越高,排气量可越小。但不宜完全密闭,否则没有气流流动,不能将罩内污染物排走。

排气柜:根据工艺需要,开设较大面积的操作口,通过吸入气流控制污染物外逸。【罩面风速法设计】

外部集气罩:由于工艺原因,在污染源附近设排气罩,依靠吸入气流实现污染物收集。由于吸入气流与污染气流方向往往不一致,一般需要较大排气量才能有效控制污染气流,且易受横向气流干扰。【控制风速法设计】

接受式外部集气罩:朝污染气流方向设置罩口,污染气流借助自身的流动能量进入罩口。

吹吸式集气罩:如果罩口与污染源距离大,单靠吸气不能有效控制污染物,可用吹吸气流配合控制。

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5.2.2 5.2.2 排气罩设计排气罩设计 ⑴ ⑴封闭罩封闭罩 要求:尽可能封闭;罩内保持一定负压,防止污染物外逸;吸气

点避开物料集中部位和飞溅区域;不应妨碍操作和检修。 排气量计算: -按开口风速计算 Q=F0v0

-按经验式计算 ⑵ 外部罩 要求:尽量靠近污染源;避免污染气流经过呼吸区;不应妨碍操作和检修。

排气量计算: 【参考:郭、阮《大气污染控制工程》 190页,表 11 - 2】

5.2.3净化系统设计 系统划分原则-

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-- 排气系统的划分,必须考虑排气的性质。例如,排高沸点液体的蒸气或水蒸气,不能与排粉尘合为同一系统;排可燃气体、粉尘或油雾,不能与排热烟气合为同一系统。其次要考虑同时运转的可能性,不同时使用的设备,分系统设置,可以保证运转的灵活性,减少能耗。

-除尘系统规模不宜过大,管道力求简单,吸尘点不宜过多。若吸气点较多,最好用集合管,以利各支管的阻力平衡。集合管内气体流速不宜超过 3m/s ,集合管内部设排灰装置。

管路系统的布置 管道布置合理与否,直接影响到系统建造和运转的经济性和

可靠性。所以应根据现场情况 (建筑物、其他设备或管线 ) 、工艺要求和输送气体的性质,确定管道走向和辅助部件位置 (如阀门、阻火器、泄压口、检查口、清扫口、卸灰口、放液口、监测口 ) 等。其主要原则是:

①管道尽量顺直,不影响生产和交通,避免与建筑物、其他设备和管线发生矛盾,少占有效空间,并且要便于安装和维修。

②管道应避免断面和方向的突变 (如突扩、突缩、急转弯 ) ,减少合流气流的冲突,以降低气流压损,避免积尘或磨损。

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③输送含尘气体的管道,应尽量避免横管。如果要进行水平方向较长距离的输送,可将管道布置成若干段倾斜管 ( 与水平面的夹角要在 45° ~ 60°),或在横管上连续设排灰斗。

④ 输送含高凝结点蒸气、水蒸气或雾滴的废气,横管应保持不小于 0.005的坡度,以便排液。排液方向最好与气流方向一致,并在容易积液的地方 (如管道末端、弯头等 )设放液口。

⑤管道沿建筑物设置,或与其他管线平行设置,应保持必要的安装、检修距离,及有关规范规定的距离。

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设计计算方法设计计算方法 ①断面积 f 计算:根据气体流量 Q和选定的管内气速 vg,按下式计算管道断面积:

F = Q / vg ②压损计算 摩擦压损按下式计算(可查图表):

局部压损可按下式计算

24

2gg

hf r

lP

2

2gg

lP

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计算步骤计算步骤 ①确定管道布局,绘制系统轴测图,在图上标注各管段气量、长度及局部管件种类;

②根据技术和经济要求,确定管内气体流速,并计算管径。 ③按定型化要求选定管径,重新核算管内气速; ④ 计算沿程压损; ⑤ 计算局部压损; ⑥ 计算最不利管路总压损:最不利管路指系统中压损最大的一条管路。总压损是所有串联管段、管件及设备的压损之和,以此作为选择风机的依据。

⑦如果系统中各支管需要进行压损平衡,则要分别计算各支路的压损。若并联支路间压损相差 10%以上,必须调整管径,再进行复核。

管径调整计算式为d2 =d1(Δp1/Δp2 )0.225

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5.2.4 5.2.4 风机的选型和应用风机的选型和应用 风机的种类与特性风机的种类与特性 常用风机有离心式和轴流式两类净化系统中最常用的是离心

风机。为了适应不同的工作条件,风机设计时选用不同的材料和构造,形成多种类型的风机,如排尘风机、耐高温风机、防腐蚀风机等。

风机的主要特性参数:流量、压头、效率、所需功率及噪声级等。某一风机的这些特性参数都与叶轮转速有关。通常将流量与压头、流量与功率、流量与效率之间的关系,用曲线表示,称为风机特性曲线。

-风量 -配用电动机功率

- 压头

- 功率

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风机在系统中的工作状态风机在系统中的工作状态 风机在系统中工作状态,不但与风机本身的特性有关,还与

系统的阻力特性有关。系统的阻力特性,是指气体通过整个系统产生的压降与流量之间的关系。一般情况下,压降与流量的平方成正比。这一关系标注在坐标图上,即为系统阻力特性曲线。将系统阻力特性曲线与风机特性曲线画在同一图中,两根曲线的交点,即为风机在系统中工作状态点 ( 图 9 中的 A 点 ) 。

风机串、并联后在系统中的工作状态是串、并联后的特性曲线与系统的阻力特性的交点。

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风机选用原则风机选用原则 ①根据系统的工作条件,用相应类型的风机,如排尘、防腐、

防爆风机等。 ②风机的流量与压头必须满足系统的实际需要,并保留适当的富余量。风机在系统中的工作状态,应尽量接近最高效率点。

③当单台风机的流量或压头不能满足需要时,可将风机并联(增加流量 ) 或串联 (增加压头 ) 使用。但必须注意,联合工作的风机应是相同型号规格,否则运转状态会很差。

④根据风机所需转速和电动机转速,选用不同的传动方式。二者转速相符,可用直接传动(小型风机)或联轴器传动(大型风机);二者转速不相符,一般用皮带传动。

⑤根据管道布置情况,选用相应的出风口位置。 风机的安装 风机应正确安装。风机出口端管道不应紧靠出口反向弯转,因为气流反向急转(后图),造成的压降很大。

为了减少噪声和振动的传递,风机与管道之间要有软接头(用帆布、橡皮、软塑料等),在机座与基础之间加减振装置,如弹簧、橡胶等减振器。

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风机的使用:风机的使用:离心风机应关闭阀门启动,待转速正常时,再逐渐打开阀门。大型风机的驱动电机,应按设置程序启动。均为防止过载。

风机的调节:风机在系统中的运转状态若不符合要求,在一定范围内可通过调节转速来改变。调速方法有

①改变电机与风机皮带轮相对直径,以改变传动比; ②电机调速(如变频调速)。

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5.2.5 5.2.5 烟气冷却烟气冷却 为了适应除尘、气态污染物净化设备的要求(如袋式除尘器滤料耐热限制、控制烟尘比电阻、保证吸收和吸附效果),高温烟气需冷却。

常用的烟气冷却方式的特点、适用条件等汇总于下表中。

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5.2.65.2.6 烟囱烟囱 // 排气筒高度的计算排气筒高度的计算 排放量控制法计算排放量控制法计算 在《制订地方大气污染物排放标淮的技术原则和方法》( GB3840-83 )中,污染物排放量按 P值法控制,用正态分布扩散模式计算高架点源并分别给出了二氧化硫、其他有害气体和颗粒物的允许排放量计算式。

在允许排放量已确定的条件下,可按上述计算式计算有效源高,再计算排气筒高度。

式中, hs——排气筒高度 (m); he——有效源高 (m); Δh——拾升高度 (m)。

hhh es

eh

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①排放二氧化硫

式中, Qs ——二氧化硫允许排放量 (kg/ h);

P ——允许排放指标 [kg/ ( h·m2 ) ] ;

式中, P0——平均风速稀释系数 [kg/ ( h·m2 ) ] ; P1——横向稀释系数; P2——风向方位系数; P3——排气筒密集系数; P4——经济技术系数。

式中, C——大气环境质量标准规定的浓度限位 ( mg/m3); Ua——规定风速 (m / s)。

aCUP 37.150

2

1

3)

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43210 PPPPPP

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②排放其他有害气体

式中, Qg——有害气体允许排放量 (kg/ h); K——地区调节系数; U10——距地面 10m处的平均风速 (m / s)。上式适用于排放除二氧化硫外其他有害气体,且高度大于或等于15m 的排气筒。 ③排放颗粒物

式中, Qp——颗粒物允许排放量 (kg/ h)。上式仅适用于电厂锅炉烟囱,排热率 qp 应满足 GB3840-83规定的条件。 排放量控制法主要是在污染物排放量大,所在地区污染物本底浓度较高的条件下采用。

2

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污染物浓度控制法计算污染物浓度控制法计算 按照扩散计算得出的污染物最大地面浓度值不大于大气环境

质量标准规定的允许限值的原则,可计算出所需的排气筒高度。 ①按地面最大浓度计算 当扩散参数 等于常数时

( 9.7 )式中, σy 和 σz ——横向和竖向扩散参数 (m); q——源强 (mg/ s); Cp——污染物允许浓度 (mg/ m3); Cb——污染物本底浓度( mg/ m3); v ——排气筒出口处的平均风速 (m / s); E——自然对数的底( 2.718)。

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计算时 取计算时 取 0.50.5~~ 1.01.0 。。 当 、 时当 、 时 提高排气扩散效果的措施提高排气扩散效果的措施 ⑴增加排气速度 排气速度高,动力抬升高度大,对扩散稀释有利。一般排气筒的出口气速不低于 18m/s ,必要时可提高到 27~ 30m/s 。为了提高出口气速,可将排气筒出口段做成锥形收缩喷口或曲线收缩喷口。提高出口气速,会增加能量消耗。

⑵提高排气温度 提高排气温度有利于热力抬升。对于热烟气,尽量减少烟道

和烟囱的热损失,既能增加排烟的热压头,又能增加烟气抬升高度。

⑶增大排气量 排气量大,也有利于动力抬升。如果条件允许,可将多个污

染源合并排放,或将多个排气筒组合为集合式排气筒 (烟囱 ) 。

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5.2.7 5.2.7 净化系统配套辅助设施(劳动安全、消净化系统配套辅助设施(劳动安全、消防)的设计防)的设计【参考《烟气脱硫规范》(【参考《烟气脱硫规范》( HJ/T 179-2005HJ/T 179-2005 )】)】

6 脱硫装置辅助系统8 环境保护与安全卫生

5.2.8 净化系统相关的构 (建 )筑物的功能和要求【参考《烟气脱硫规范》(【参考《烟气脱硫规范》( HJ/T 179-2005HJ/T 179-2005 )】)】

6.3 建筑及结构 5.2.9 净化系统需要的监测、控制的内容和要求【参考《烟气脱硫规范》( HJ/T 179-2005 )】

6.5 烟气排放连续监测系统( CEMS )

Page 119: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

5.3 5.3 颗粒污染物控制系统设计颗粒污染物控制系统设计 5.3.1 5.3.1 除尘系统的构成及设计基本程序除尘系统的构成及设计基本程序5.3.2 5.3.2 系统风量的测定和计算方法;排风风量、系系统风量的测定和计算方法;排风风量、系

统工况风量的确定方法.系统设计风量 统工况风量的确定方法.系统设计风量 5.3.3 5.3.3 管道系统阻力计算方法;管网压力平衡的计管道系统阻力计算方法;管网压力平衡的计方法方法

5.3.4 5.3.4 常用除尘器的主要技术性能参数的确定方法常用除尘器的主要技术性能参数的确定方法 以及设计选型的原则 以及设计选型的原则

【【参考系列表格参考系列表格】】

Page 120: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

常用的微粒净化设备的主要性能和特点

Page 121: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

续上表

Page 122: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

常用净化装置的费用比较

Page 123: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

几种主要吸收设备的特性

Page 124: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

5.4 气态污染物控制系统设计5.4.1 气态污染物控制系统的构成及设计基本程序5.4.2 主要气态污染物常用净化装置的设计要点

【参考前表】 5.4.3 烟气脱硫工艺 分类:回收法,抛弃法;干法,湿法,半干法;吸收、

吸附、氧化法。 主要烟气脱硫工艺 【参见后表】 石灰石 -石膏法:湿法,炉内喷钙 -烟气增湿活化法,循环流化床法,喷雾干燥法。 【参考马广大:大气污染控制工程(第二版) P.537 ,表 13 -

1】 流程、使用条件和设计选型

【参考上书 P.540~ 549 ,相应流程】

Page 125: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

图 18.1 湿式石灰石-石膏烟气脱硫流程

烟气

排气排气

清液

石膏

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图 18.4 炉内喷钙烟气増湿脱硫流程

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Ca(OH)2

石灰

排 放

烟 气

气力输送

带预除尘电除尘器

灰渣仓

喷水

排出

渣循环

SO2

T

∆P

水 槽

H2O

图 18.11 循环流化床烟气脱硫工艺及控制流程

T

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图 18.6 喷雾干燥脱硫工艺及控制流程

烟气

排气

石灰石灰消化器温度设定点

循环浆液含固量设定点

副产物排出

吸收塔出口温度设定点

排放设定点

SO2监控点

浆液密度监控点 固料

循环

Page 129: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

图 18.12 电子束辐照烟气净化系统

Page 130: 大气污染防治工程技术 2007 年 8 月 北京

主要烟气脱硫方法 原理 方法分类 方法 操作状态 脱硫剂 产物出路 终产物

荷电吸收剂喷射法 Ca(OH) 2

石灰石/石灰喷射法 干式 - -

炉内喷钙-炉后活化法

喷雾干燥法

循环流化床脱硫法

半干式 脱硫灰

直接

石灰石/

石灰法

石灰石/石灰(洗涤)-石法膏 湿式

CaCO3/

CaO

抛弃或利用

石膏

双碱法 Na2CO3

或 NaOH

碱性硫酸铝-石膏法

湿式 Al 2(SO4) 3

· Al 2O3

抛弃或利用 石膏

氨-亚铵法 亚硫酸铵 氨法

氨-硫铵法 湿式

(NH4) 2SO3

氨水 利用

硫酸铵

亚硫酸钠循环法 浓 SO2

亚硫酸钠法 亚硫酸钠

吸收

钠碱法

钠盐-酸分解法

湿式

Na2SO3

(NaOH、

Na2CO3)

利用

SO2 冰晶石

吸附 活性炭吸附法 循环制酸法 湿式 低规格利用 稀硫酸

气相氧化法 干式 钒催化剂 利用 硫酸

氧化

催化氧化法

液相氧化法 湿式

稀硫酸、

Fe3+

加石灰石

再生 石膏

电子束辐照法 激活

转化 电晕放电等离子体法 干式 NH3 利用

硫铵

同时脱硝 可得硝铵

间接

石灰石/

石灰法

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5.4.4 氮氧化物的净化工艺流程、特点和使用条件【参考马广大:大气污染控制工程(第二版) P.592 , 14-1-4】

5.4.5 其它主要有毒有害气态污染物的净化工艺 常见污染物有 HCl 、 HF、 H2S 、 Hg等。前 3 种一般按酸性气

体处理;汞可采用化学吸附(充卤素活性炭)或化学吸收(高锰酸钾溶液)。

VOCs净化处理 - 特点:低浓度,大气量;与生产工艺关系密切。 - 成熟技术:冷凝、焚烧(直接焚烧、催化焚烧)、吸收、吸附。

可根据治理对象单项选用,或组合应用(例 如冷凝-吸附、吸附浓缩-催化焚烧)。 酸性气体处理 主要是 HCl 、 HF等,碱液吸收是主要方法。氟化物可用活性

氧化铝、分子筛等吸附净化。

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图 19.1 选择性催化还原脱硝与 湿式石灰石吸收脱硫流程

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氨-碱两级吸收流程

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