大气污染控制工程期末复习讲解.doc

大气污染物分类：气溶胶状态污染物：粉尘、烟、飞灰，黑烟，雾。 气态污染物：一次污染物和二次污染物。 一次污染物：直接从污染源排到大气中的原始污染物质。 二次污染物：指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物（硫酸烟雾和光化学烟雾）。 光化学烟雾：是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物（最具危害的两种物质是臭氧和过氧乙酰硝酸酯）。 酸沉降：是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。致酸物质按存在形态分为干和湿两种。 空速：单位时间里通过单位催化剂的原料的量。反映了处理能力。空速的最终单位是h，反映的是物料在催化剂床层的停留时间 ； Dg：溶质在气相中的扩散系数，m2/s；Zg：气膜厚度。m 吸收速率：单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量。 化学吸收：能发生典型化学反应的吸收为化学吸收。 一般表达式：吸收速率＝吸收推动力×吸收系数 气体催化净化 催化转化：使气态污染物通过催化剂床层，经历催化反应，转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质。应用：工业尾气和烟气去除SO2和NOx；VOCs和臭气的催化燃烧净化；汽车尾气的催化净化。 催化作用简单机理：无催化剂：A+B→AB；有催化剂：A+K→AK，AK+B→AB+K 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的物质 催化剂的组成：活性组分 ＋ 助催化剂 ＋ 载体 活性组分：催化剂主体，能单独使用； 助催化剂：具有提高活性组分活性的作用；载体：承载活性组分 催化剂的稳定性：在化学反应中保持活性的能力。包括热、机械和化学稳定性三个方面，用寿命表示稳定性。（影响催化剂：老化、中毒：暂时性中毒和永久性中毒） 气固催化反应动力学：反应过程：(1)反应物从气流主体扩散到催化剂外表面；(2) 进一步向催化剂的微孔内扩散；(3)反应物在催化剂的表面上被吸附；(4)吸附的反应物转化为生成物；(5)生成物从催化剂表面脱附下来；(6)脱附生成物从微孔向外表面扩散；(7)生成物从外表面扩散到气流主体。 硫氧化物的污染控制 高浓度SO2尾气的回收和净化（冶炼、硫酸、造纸等，SO2浓度2%~40%）： 化学反应式： 低浓度SO2烟气脱硫：燃烧后脱硫。 燃烧设施直排SO2浓度常为10-4~10-3数量级。由于浓度低气量大，烟气脱硫较贵。 脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法 脱硫剂状态：湿法和干法 湿式石灰/石灰石-石膏法：反应原理： 吸收反应：（前两为主反应） 氧化反应： 影响吸收反应的主要因素：浆液的pH值、流体力学状态、吸收液的温度、石灰石的粒度、 钙硫比 氮氧化物污染控制 氮氧化物来源：自然源（固氮菌、雷电等自然过程）；人为源（人类活动，燃烧系统排出氮氧化物中95%以上为NO，其余主要为NO2） NOx（N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在）的性质： N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏 NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分 NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降 燃烧形成的NOx分三类：1、燃料型（燃料中固定氮）2、热力型（大气中的氮，高温，大部分）3、瞬时NOx 烟气脱硝技术（对烟气进行处理以降低氮氧化物排放量，SCR、SNCR） 烟气脱硝难点：烟气体积过大，氮氧化物总量相对较大 SCR选择性催化还原法（使用最多，效率最高）： 催化剂：贵金属、碱性金属氧化物。催化剂安装在单独反应器内 还原反应： 潜在氧化反应： SNCR选择性非催化还原法（易于安装，脱硝率低于SCR，还原剂利用率低）： 尿素或氨基化合物为还原剂，较高反应温度。 化学反应（需控温避免潜在氧化反应）： 挥发性有机污染物控制： TVOCs：熔点低于室温且沸点在50~260℃之间的挥发性有机化合物，除CO、CO2、碳酸、金属碳化物或碳酸盐之外的，任何能参加大气光化学反应的含碳化合物。 蒸汽压是判断有机物是否属于挥发性有机物的主要依据 VOCs末端治理方法：燃烧法（通过燃烧将有害气体、整齐、液体、烟尘转化为危害物质，直接、热力、催化）、吸收（洗涤）法（利用低挥发或不挥发性溶剂吸收，再利用物理差异分离）、冷凝法（利用气态污染物不同温压下具不同饱和蒸汽压，在降温或加压条件下使污染物凝结）、吸附法（含VOCs气态混合物与多孔性固体接触，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对气体中VOCs组分进行吸附）、生物法（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