大气污染控制工程 第四版 复习重点资料.docx

大气污染控制工程第四版复习重点资料

??一、大气污染概述

1.大气污染物分类

颗粒污染物：总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等。它们的来源包括自然扬尘、工业排放、机动车尾气等。例如，建筑工地的扬尘会产生大量的TSP和PM10。

气态污染物：

含硫化合物：如二氧化硫（SO?），主要来源于煤炭燃烧等，是形成酸雨的主要成分之一。

氮氧化物：包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO?）等，主要来自机动车尾气和工业燃烧过程，会导致光化学烟雾等环境问题。

碳氧化物：一氧化碳（CO）主要由不完全燃烧产生，二氧化碳（CO?）虽然是大气正常成分，但过量排放会引起全球气候变暖。

碳氢化合物：如甲烷（CH?）等，也是温室气体，同时部分碳氢化合物参与光化学烟雾反应。

2.大气污染的危害

对人体健康的危害：例如，二氧化硫会刺激呼吸道，引起咳嗽、气喘等症状，长期接触可导致慢性支气管炎等疾病；PM2.5可深入肺部，引发心血管疾病、肺癌等。

对环境的危害：酸雨会使土壤酸化，影响植物生长，破坏森林生态系统；光化学烟雾会降低大气能见度，危害植物和动物的生存。

对气候的影响：二氧化碳等温室气体排放增加导致全球气候变暖，引起海平面上升、极端气候事件增多等问题。

二、燃烧与大气污染

1.燃烧过程中的污染物生成

燃料燃烧的化学反应：以煤炭燃烧为例，煤炭主要成分是碳（C）、氢（H）、氧（O）等，燃烧时碳与氧气反应生成二氧化碳，氢与氧气反应生成水。但不完全燃烧时会产生一氧化碳等污染物。

燃烧过程中氮氧化物的生成：主要通过热力型NO?和燃料型NO?生成。热力型NO?是在高温下由空气中的氮气和氧气反应生成；燃料型NO?是燃料中的氮在燃烧过程中氧化生成。

2.燃烧过程中污染物的控制

减少燃料中污染物含量：例如，采用低硫煤可以减少二氧化硫排放；对燃料进行预处理，降低其中氮的含量可减少燃料型NO?生成。

优化燃烧条件：

空气分级燃烧：将燃烧所需空气分阶段送入，使燃料先在缺氧条件下燃烧，降低燃烧温度，减少热力型NO?生成，然后在富氧条件下完全燃烧。

燃料分级燃烧：在主燃烧区上游喷入部分燃料，形成还原性气氛，使已生成的NO?还原分解，降低NO?排放。

燃烧后污染物控制：采用烟气脱硫、脱硝、除尘等技术对燃烧后的烟气进行净化处理。

三、颗粒污染物控制技术

1.重力沉降室

工作原理：利用重力作用使颗粒从气流中沉降下来。含尘气流进入沉降室后，流速降低，颗粒在重力作用下逐渐沉降到室底。

性能特点：结构简单，投资少，但除尘效率较低，一般只能去除粒径大于50μm的颗粒，适用于处理粒径较大、浓度较高的含尘气体。

2.惯性除尘器

工作原理：使含尘气流冲击挡板，气流方向改变，颗粒由于惯性继续沿原来方向运动，与挡板碰撞而被捕集。

性能特点：除尘效率高于重力沉降室，能去除粒径20μm以上的颗粒，结构简单，阻力较小。

3.旋风除尘器

工作原理：含尘气流沿切线方向进入旋风除尘器，在筒体内形成旋转气流，颗粒在离心力作用下被甩向筒壁，沿壁面下落至排灰口排出。

性能特点：除尘效率一般可达80%左右，能去除粒径5μm以上的颗粒，结构简单，处理风量范围大，但对细颗粒的捕集效率相对较低。

4.袋式除尘器

工作原理：含尘气流通过滤袋，颗粒被截留在滤袋表面，净化后的气体穿过滤袋排出。随着过滤的进行，滤袋表面的粉尘层逐渐增厚，需定期进行清灰。

性能特点：除尘效率高，一般可达99%以上，能有效捕集细颗粒，对不同粒径、不同性质的粉尘适应性强，但设备投资较高，运行费用也相对较高。

5.电除尘器

工作原理：含尘气流通过高压电场，颗粒荷电后在电场力作用下向集尘极运动，被捕集到集尘极上，通过振打等方式使粉尘落入灰斗。

性能特点：除尘效率高，可达99%以上，处理风量大，能适应高温、高湿等恶劣工况，但设备投资大，占地面积大，对粉尘比电阻有一定要求。

四、气态污染物控制技术

1.二氧化硫控制技术

燃烧前脱硫：通过洗煤等方法去除煤炭中的硫分。例如，采用物理选煤法可脱除部分无机硫，采用化学法可进一步降低硫含量。

燃烧中脱硫：如循环流化床燃烧技术，在燃烧过程中向炉内加入脱硫剂（如石灰石），使二氧化硫与脱硫剂反应生成硫酸钙等固体产物，随灰渣排出。

燃烧后脱硫：

石灰石石膏法：用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸钙，再氧化成硫酸钙（石膏）。该方法脱硫效率高，可达95%以上，应用广泛。

氨法：以氨为吸收剂，生成亚硫酸铵等产物，可进一步加工成硫酸铵化肥等产品，实现资源回收利用。

2.氮氧化物控制技术

低氮燃烧技术：前面已介绍的空气分