大气污染防治工程知识课件.pptx

1、大气污染防治工程知识第1章 大气污染防治工程基础1.1大气污染物的形成1.1.1 大气污染 1、大气污染的定义 大气污染是指由于人类活动或自然过程使得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,并因此危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。2、大气污染范围的分类 （1）局部地区污染 （2）地区性污染 （3）广域性污染 （4）全球性污染 23、大气污染的类型四种类型（1）煤烟型污染（2）石油型污染（3）混合型污染（4）特殊型污染 4、全球性大气污染问题（1）温室效应（2）臭氧层破坏（3）酸雨 3 31.1.2 大气污染物的分类、来源及危害 1、大气污染物的分类 两大类

2、：颗粒污染物（气溶胶状态污染物）和气态污 染物。（1）颗粒污染物（气溶胶状态污染物）粉尘 烟 飞灰 黑烟 雾 在环境空气质量标准（GB3095-1996）中，分为 总悬浮颗粒物（TSP：d 100m）和可吸入颗粒物 （PM10:d 10m）。（2）气态污染物 以分子状态存在的污染物。可以分为五大类：以二氧 化硫为主的含硫污染物、以氧化氮和二氧化氮为主的 含氮污染物、碳氧化物、有机化合物及卤素化合物 等。如P468表3-1-1所示。气态污染物又可以分为一次污染物和二次污染物。42、主要大气污染物的来源 P470 表3-1-2 硫氧化物 硫氧化物中主要是SO2，是目前大气污染物中数量较大、影响范围

3、广的一种气态污染物。大气中SO2的来源很广，几乎所有工业企业都可能产生。它主要来自化石燃料的燃烧过程，以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等热过程。火力发电厂、有色金属冶炼厂、硫酸厂、炼油厂以及所有烧煤或油的工业炉窑等都排放SO2烟气。氮氧化物 氮和氧的化合物有六种，用NOx表示。主要是NO、NO2。NO由燃料燃烧直接生成，其毒性不大，但进入大气后可以被缓慢的氧化成NO2，当大气中有O3等强氧化剂存在时，或在催化剂的作用下，其氧化速度会加快。NO2的毒性约为NO的5倍。当NO2参与大气中的光化学反应，形成光化学烟雾后，其毒性更强。人类活动产生的NOx，主要来自火力发电厂、各种窑炉、机动车和采油机的排气，

4、其次是硝酸生产、硝化过程、炸药生产及金属表面处理等过程。其中由燃料燃烧产生的NOx约占83%。5碳氧化物 CO和CO2是各种大气污染物中发生量最大的一类污染物，主要来自燃料燃烧和机动车排气。CO是一种窒息性气体，在城市冬季采暖季节或在交通繁忙的十字路口，当气象条件不利于排气扩散稀释时，CO的浓度有可能达到危害人体健康的水平。CO2是无毒气体，但当其在大气中的浓度过高时，使氧气含量相对减小，对人产生不良影响。地球上CO2浓度的增加，能产生“温室效应”，迫使各国政府开始实施控制。有关CDM。6有机化合物种类很多，其中包括碳氢化合物（烃类、芳香烃等）、含氧有机物（醇、醛、酮、酸、醚）以及含有卤素的有

5、机物（例如氯仿、三氯乙烯等）。较低分子量的有机化合物极易挥发到大气中，因此这些有机化合物又称为挥发性有机化合物（VOCs）。在发现的2000余种可疑致癌物质中，有机化合物中的芳烃类（PHA）就是最主要的一类。其中比较典型的有苯并a芘；其他如多氯联苯、乙烯进入大气后将会导致植物生长发育异常，环境中的氯乙烯是致癌物质。氟氯烃是制冷剂，排入大气扩散到平流层，生成化学性质活泼的氯离子，参与破坏臭氧分子的活动。二噁英是一类极毒的物质，有“世纪之毒”之称，其毒性比氰化钾高1000倍。VOCs主要来自化工、石油化工、石油炼制、机动车和燃料燃烧排气以及轻工生产等，其他来源也非常广泛，如油漆涂料和溶剂、黏合剂等

6、等。73、大气污染物的影响及危害（1）对人体健康的影响 .颗粒物 颗粒物对人体健康的影响，取决于颗粒物的浓度和在其中暴露的时间。影响上呼吸道感染、心脏病、支气管炎、气喘、肺炎、肺气肿等疾病。暴露在合并有其它污染物（如SO2）的颗粒物中所造成的健康危害，要比分别暴露在单一污染物中严重得多。.硫氧化物 人类及其他动物对SO2的反应是支气管收缩。空气中SO2浓度在0.5ng/m3以上，对人体健康已有潜在影响，13ng/m3时多数人开始受到刺激，10ng/m3时刺激加剧，个别人还会出现严重的支气管痉挛。与颗粒物和水分结合的硫氧化物是对人类健康影响非常严重的公害（如著名的伦敦烟雾事件）。当大气中的SO2

7、氧化形成硫酸和硫酸烟雾时，其毒性是SO2的420倍。8 一氧化碳 高浓度的CO能够引起人体生理上和病理上的变化，甚至死亡。CO是一种能夺取人体组织所需氧的有毒吸入物。CO与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，由于血红蛋白与CO的亲和能力大约为对氧的亲合力的210倍，因而COHb的直接作用是降低血液的输氧能力。CO达到一定浓度时，大多数人感觉眩晕、头痛和倦怠，甚至死亡。氮氧化物 NO的毒性仅为NO2的1/5。NO2对呼吸器官有强烈的刺激作用，会迅速破坏肺细胞，可能是哮喘病、肺气肿和肺癌的一种病因。NOx与碳氢化合物混合时，在阳光照射下发生光化学反应生成的光化学氧化剂，危害更加严重。9 光化学氧化剂 氧

8、化剂、臭氧（O3）、过氧化乙酰硝酸酯（PAN）、过氧苯酰硝酸酯（PBN）和其它能使碘化钾的碘离子 氧化的痕量物质，都称为光化学氧化剂。臭氧和PAN 以最高的浓度存在。氧化剂（主要是PAN和PBN）会 严重的刺激眼睛，当它和臭氧混合在一起时，它们还 会刺激鼻腔、喉，引起胸腔收缩，在浓度高达3.90 mg/m3时，就引起剧烈的咳嗽和注意力不能集中。有机化合物 有很多有机化合物是可疑的致变物和致癌物，包括卤 代烷烃、氯烯烃、氯芳烃、芳烃、氧化产物和氮化产物 等。特别是多环芳烃（PAH）类，大多数有致癌作用，其中苯并a芘是强致癌物质。苯并a芘主要通过呼吸 道侵入肺部，并引起肺癌。实测数据表明，肺癌发病

9、率 与大气污染、苯并a芘含量有显著的相关性。10 （2）对植物的伤害 大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中。最常 遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟 化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。（3）对器物和材料的影响 大气污染对金属制品、油漆涂料、皮革制品、纸制品、纺 织品、橡胶制品和建筑物的损害也是很严重的。这种损害 包括玷污性损害和化学性损害两个方面。（4）对大气能见度和气候的影响 大气污染最常见的效应是大气能见度降低。大气污染对 气候产生的影响越来越受到重视，如CO2等温室气体引 起的温室效应、SO2、NOx排放产生的酸雨、氟氯烃等 的排放破坏臭氧层等。大气污染对全球气候

10、变化的影 响，已是全人类共同面临的环境问题。111.2 大气污染物扩散1.2.1 主要气象要素 与大气污染关系密切的气象要素主要有气温、气压、湿度、风、湍流、云、太阳高度角以及能见度等。1、气温：指在离地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度。表示气温的单位一般用摄氏温度（），理论计算时则用绝对温度（K）来表示。两者的换算关系是：T(K)=T()+273.16 2、气压 气压是指大气压强。单位可用帕斯卡（Pa）、大气压（atm）、毫米汞柱（mmHg）及毫米水柱（mmH2O）来表示。123、气湿 大气的湿度简称为气湿，用来表示空气中水汽的含量。4、风向 风是个矢量，具有大小和方向。风向是只来风

11、的方 向，可用8个或16个方位表示（P475 图3-1-1）。5、风速 单位时间内空气在水平方向上移动的距离，m/s。6、云7、能见度8、大气稳定度9、逆温10、地方性风场（1）海陆风 海风和陆风的总和，发生在海陆交界处。（2）山谷风（3）城市热岛环流 13 141.2.2 大气扩散模式1高斯扩散模式 适用于均一的大气条件以及地面开 阔的平坦地区。2污染物扩散浓度估算（1）有效源高的计算：烟囱的有效高度简称有效源高。由于烟气的抬升作用，相当于烟囱的几何高度增加了。因此，烟囱的有效高度等于烟囱的几何高度与烟气的抬升高度之和。若用H表示烟囱的有效高度，Hs表示烟囱的几何高度，H表示烟气的抬升高度，

12、则：H=Hs+H （2）污染物扩散浓度估算根据地面上方10m处的风速、日照等级、阴云分布状况及云量等气象资料，查表确定某时某地的大气稳定度级别。然后利用P-G扩散曲线图查出对应于当时当地的大气稳定度处下风向距离为x的y和z值及扩散方程中其他各个参数值，利用扩散模式，就可以估算出各种情况下污染物浓度值。SHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSHSH1.2.3 大气扩散与厂址选择的关系1选址所需要的气候资料（1）风向与风速的气候资料（2）大气稳定度气候资料2选址时要考虑的几个因素（1）对背景浓度的考虑（2）对气象条件和地形的考虑 -

13、山谷较深，烟囱有效高度不能超过经常出现的静风和小风高度时，不宜建厂 -烟囱有效高度不可能超过下坡风厚度和背风坡湍流区高度的地方不宜建厂。-谷地四周山坡有居民区及农田，烟囱有效高度不能超过山的高度不宜建厂。-高山围绕的深谷地不宜建厂。-烟流虽能越过山头，仍会在背风面污染时，居民区不宜建在背风坡污染区。-在海陆风（或水陆风）较稳定的大型水域与山地交界的背山地段不宜建厂。必须建厂时，应使生活区与厂区的连线与海岸平行，以减少海陆风造成的污染。15 1.2.4 烟囱高度烟囱高度 1、烟囱高度设计原则、烟囱高度设计原则 确定烟囱高度时既要满足大气污染物的稀释要求，又要确定烟囱高度时既要满足大气污染物的稀释

14、要求，又要 考虑节省投资，最终目的是保证地面浓度不超过考虑节省投资，最终目的是保证地面浓度不超过环境环境 质量标准质量标准。2、烟囱高度设计方法、烟囱高度设计方法 目前应用最普遍的是按高斯模型的简化公式。由于对地目前应用最普遍的是按高斯模型的简化公式。由于对地 面浓度的要求不同，常用烟囱高度的计算方法有：面浓度的要求不同，常用烟囱高度的计算方法有：（1）地面最大允许浓度计算法）地面最大允许浓度计算法 （2）P值法值法 （3）按一定保证率计算法。）按一定保证率计算法。16（1）按地面最大允许浓度计算法）按地面最大允许浓度计算法 该法是保证污染物的地面最大浓度不超过该法是保证污染物的地面最大浓度不

15、超过环境空气环境空气 质量标淮质量标淮规定的浓度限值来确定烟囱的高度。设国规定的浓度限值来确定烟囱的高度。设国 家大气质量标准中规定的污染物浓度为家大气质量标准中规定的污染物浓度为Co，该地区的，该地区的 背景浓度为背景浓度为C b，在设计烟囱高度下，排放污染物所产，在设计烟囱高度下，排放污染物所产 生的地面最大浓度为生的地面最大浓度为CmaxCoCb，根据污染物地面，根据污染物地面 浓度的高斯模式，则烟囱的最低高度可由下式求得：浓度的高斯模式，则烟囱的最低高度可由下式求得：（3-1-31）171202()zsbyQHHeu CC（2）按地面绝对最大浓度计算法按地面绝对最大浓度计算法 地面最大

16、浓度高斯模式是在风速不变的情况下导出的，实际上地面最大浓度高斯模式是在风速不变的情况下导出的，实际上 风速是变化的，风速风速是变化的，风速对地面最大浓度对地面最大浓度Cmax有双重影响，有双重影响，增大增大 时，时，Cmax减小，而减小，而增大时，拾升高度增大时，拾升高度H减小，减小，Cmax反而增反而增 大，这两种相反作用的结果，定会在某一风速下出现地面最大大，这两种相反作用的结果，定会在某一风速下出现地面最大 浓度。地面最大浓度极值称为绝对地面最大浓度，此时的风速浓度。地面最大浓度极值称为绝对地面最大浓度，此时的风速 称为危险风速，以称为危险风速，以c表示。一般烟流抬升公式可简化为表示。一

17、般烟流抬升公式可简化为HB （式中（式中B为抬升高度公式中除为抬升高度公式中除以外一切量的计算值）。按保以外一切量的计算值）。按保 证地面绝对最大浓度不超过证地面绝对最大浓度不超过环境空气质量标推环境空气质量标推规定的浓度规定的浓度 限值限值Co，可得到另一烟囱高度计算式：，可得到另一烟囱高度计算式：（3-1-32）18120022zzSbybcyeQQHeB CCCCu（3）按）按P值法值法 对于高架连续点源的容许排放模式对于高架连续点源的容许排放模式P值法有三种模式值法有三种模式 SO2排放源排放源 （3-1-33）式中式中QSO2允许排放量，允许排放量，t/h；P允许排放指标；允许排放指

18、标；H抬高高度，抬高高度，m。对于城市及其他平原城市的远郊区的对于城市及其他平原城市的远郊区的P值可按下式计算：值可按下式计算：P=P0 P1 P2 P3 P4 （P值的计算方法参见值的计算方法参见P490）1916210SQHHP其他有害气体排放源其他有害气体排放源 （3-1-37）式中式中C当气体污染物为当气体污染物为环境空气质量标准环境空气质量标准中所中所列入的有毒气体时，列入的有毒气体时，C值应取用该污染物任何一次的浓值应取用该污染物任何一次的浓度限值，度限值，mgm3；K区域调节系数，城区区域调节系数，城区K1，非城区，非城区K=1.01.5；其他符号的意义同上。其他符号的意义同上。

19、本公式适用于除本公式适用于除SO2以外的有害气体，且排气口离地面以外的有害气体，且排气口离地面大于大于15m的高架源。的高架源。20 1322101012.8SQHHP KCu颗粒物排放源颗粒物排放源 （3-1-38）式中式中Qo烟尘容许排放量，烟尘容许排放量，t/h；P允许排放指标；允许排放指标；其他符号意义同上。其他符号意义同上。式式3-1-38适用于电站烟囱。适用于电站烟囱。21162010SQHHP 若除尘器入口烟尘量为若除尘器入口烟尘量为Q，除尘器满负荷运行时规定的效，除尘器满负荷运行时规定的效率是率是，由于发电厂实际排放的烟尘量不应大于容许排放量，由于发电厂实际排放的烟尘量不应大于

20、容许排放量Q0，则有则有Qi（1）Qo。如果把实际排放量如果把实际排放量Q作为容许排放量作为容许排放量Q0，按要求选取除尘器，按要求选取除尘器的效率的效率，P值为值为GB 384083中给出的已知量，则按上述模式中给出的已知量，则按上述模式即可求出有效烟囱高度即可求出有效烟囱高度H，再计算烟囱抬升高度，再计算烟囱抬升高度H，便可确，便可确定出烟囱的实际高度定出烟囱的实际高度Hs。因此因此P值法是实际工作中比较简便的实用方法。值法是实际工作中比较简便的实用方法。另外，一个污染源往往同时排放另外，一个污染源往往同时排放SO2、颗粒物和其他有害气、颗粒物和其他有害气体，如发现三个公式计算出的烟囱高度

21、不同，则取最大值作为体，如发现三个公式计算出的烟囱高度不同，则取最大值作为设计烟囱高度。设计烟囱高度。22 3、烟囱设计应注意的事项、烟囱设计应注意的事项（1）增加烟气抬升高度的措施）增加烟气抬升高度的措施 决定烟气抬升的主要因素有烟气本身的热力性质、动力性质、决定烟气抬升的主要因素有烟气本身的热力性质、动力性质、气象条件和近地层下垫面等。气象条件和近地层下垫面等。影响烟气抬升高度的第一因素是烟气的初始动量和浮力。初影响烟气抬升高度的第一因素是烟气的初始动量和浮力。初始动量的大小取决于烟气出口速度（始动量的大小取决于烟气出口速度（us）和烟囱口的内径）和烟囱口的内径（Ds）；浮力大小决定于烟气

22、和周围空气的密度差和温度，若）；浮力大小决定于烟气和周围空气的密度差和温度，若烟气与空气因组分不同而产生的密度差异很小时，烟气抬升的烟气与空气因组分不同而产生的密度差异很小时，烟气抬升的浮力大小就主要取决于烟气温度（浮力大小就主要取决于烟气温度（Tb）与空气温度（）与空气温度（Ta）之差。）之差。当风速为当风速为5m，烟气温度在，烟气温度在100200时，时，Tb与与Ta每相差每相差1K，抬升高度约增加抬升高度约增加1.5m。因此，提高排气温度有利于烟气抬升，。因此，提高排气温度有利于烟气抬升，所以应注意减少烟道及烟囱的热损失。所以应注意减少烟道及烟囱的热损失。.烟气与周围空气的混合速率是影响

23、烟气抬升的第二因烟气与周围空气的混合速率是影响烟气抬升的第二因 素，决定混合速率的主要因素是平均风速和湍流强度。素，决定混合速率的主要因素是平均风速和湍流强度。平均风速越大，湍流越强，烟气与周围空气混合平均风速越大，湍流越强，烟气与周围空气混合 越快，烟气的初始动量和热量散失得就越快，其抬升越快，烟气的初始动量和热量散失得就越快，其抬升 高度就越低。高度就越低。增大烟气出口速度有利于动力抬升，但也加快烟增大烟气出口速度有利于动力抬升，但也加快烟 气与空气的混合，因此，应选择一个适当的出口速度。气与空气的混合，因此，应选择一个适当的出口速度。.增加排气量对动量抬升和浮力抬升均有利，因此在附近增加

24、排气量对动量抬升和浮力抬升均有利，因此在附近 有几个烟囱时采用集合烟囱排气。有几个烟囱时采用集合烟囱排气。24（2）进行烟囱高度设计时应注意的问题）进行烟囱高度设计时应注意的问题 对于设计的高烟囱（大于对于设计的高烟囱（大于200m），若所在地区上），若所在地区上 部逆温出现频率较高时，则应按有上部逆温的扩部逆温出现频率较高时，则应按有上部逆温的扩 散模式校核地面污染物浓度。散模式校核地面污染物浓度。对于设计中小型烟囱，当辐射逆温很强时，则对于设计中小型烟囱，当辐射逆温很强时，则 应按漫烟型扩散模式校核地面污染物浓度。应按漫烟型扩散模式校核地面污染物浓度。烟流抬升公式的选择也是烟囱设计的重要一

25、环。烟流抬升公式的选择也是烟囱设计的重要一环。应选择抬升公式适用条件和设计条件相近的公应选择抬升公式适用条件和设计条件相近的公 式，最好采用国标式，最好采用国标GB 384083推荐的公式。推荐的公式。25关于气象参数的取值方法有两种，一种是取多年的关于气象参数的取值方法有两种，一种是取多年的 平均值，另一种取值是保证频率值。例如若已知烟平均值，另一种取值是保证频率值。例如若已知烟 囱高度处的风速大于囱高度处的风速大于3ms的频率为的频率为80，取，取 3ms可以保证在可以保证在80情况下污染物浓度不超过标情况下污染物浓度不超过标 准，而平均地面最大浓度可能比标准更低。准，而平均地面最大浓度可

26、能比标准更低。y z之值在之值在0.51.0之间变化。之间变化。烟囱的最低高度应满足各行业大气污染物排放标准烟囱的最低高度应满足各行业大气污染物排放标准 的要求；烟囱的最低高度应符合批准的环境影响报的要求；烟囱的最低高度应符合批准的环境影响报 告书（表）要求；烟囱的最低高度还应高出周围告书（表）要求；烟囱的最低高度还应高出周围 200m半径范围的建筑半径范围的建筑3m以上（特殊情况以上（特殊情况5m以以 上）。上）。261.3 颗粒污染物控制原理颗粒污染物控制原理1.3.1 颗粒污染物成因颗粒污染物成因1、颗粒污染物的来源：天然来源和人为来源。、颗粒污染物的来源：天然来源和人为来源。2、颗粒污

27、染物的分类、颗粒污染物的分类 自然性颗粒污染物；自然性颗粒污染物；生活性颗粒污染物；生活性颗粒污染物；生产性生产性颗粒污染物。颗粒污染物。3、固体颗粒物的成分：无机物和有机物以及吸附成分。、固体颗粒物的成分：无机物和有机物以及吸附成分。4、颗粒污染物的形成机理、颗粒污染物的形成机理（1）燃烧过程中颗粒物的形成）燃烧过程中颗粒物的形成 碳粒子的生成碳粒子的生成 燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常由气燃烧过程中生成一些主要成分为碳的粒子，通常由气相反应生成积炭，由液态烃燃料高温分解产生的那些相反应生成积炭，由液态烃燃料高温分解产生的那些粒子都是结焦或煤胞。粒子都是结焦或煤胞。27燃煤烟尘的

28、形成燃煤烟尘的形成 固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟和固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘，它包括黑烟和 飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的炭粒，飞灰则主要是燃飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的炭粒，飞灰则主要是燃 料所含的不可燃矿物质微粒，是灰分的一部分。飞灰中含料所含的不可燃矿物质微粒，是灰分的一部分。飞灰中含 有有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn、Cl、Br、S，均属污染，均属污染 元素，有害健康。煤粉燃烧时，如果燃烧不够理想，甚至元素，有害健康。煤粉燃烧时，如果燃烧不够理想，甚至 很差，煤不但燃烧不好，而且在高温下发生热解。煤热解很差，煤不但燃烧不好，而且在高温下发生热解。煤

29、热解 很易形成多环化合物，这样就会冒黑烟。很易形成多环化合物，这样就会冒黑烟。燃煤尾气中飞灰的产生燃煤尾气中飞灰的产生 燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、燃烧方式、烟气流燃煤尾气中飞灰的浓度和粒度与煤质、燃烧方式、烟气流 速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构等速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷以及锅炉结构等 多种因素有关。多种因素有关。P495表表3-1-9给出了几种燃烧方式的烟尘给出了几种燃烧方式的烟尘 占灰分的百分比。占灰分的百分比。参见参见P495 表表3-1-9 28 燃烧方式对烟尘颗粒分布影响也很大。如表燃烧方式对烟尘颗粒分布影响也很大。如表3-1-8所示，其中所示，其

30、中煤粉炉的烟尘颗粒最细。煤粉炉的烟尘颗粒最细。见见P494 表表3-1-8 在理想条件下，是否容易形成黑烟，与煤的种类和质量有在理想条件下，是否容易形成黑烟，与煤的种类和质量有很大关系。易于燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤很大关系。易于燃烧又少出现黑烟的燃料顺序为：无烟煤焦炭焦炭褐煤褐煤低挥发分烟煤低挥发分烟煤高挥发分烟煤。即烟煤最易形高挥发分烟煤。即烟煤最易形成黑烟。成黑烟。煤质（灰分和水分含量以及颗粒大小）对排尘浓度也有较煤质（灰分和水分含量以及颗粒大小）对排尘浓度也有较大影响。一般灰分越高，排尘浓度就越高。大影响。一般灰分越高，排尘浓度就越高。（2）生产和交通过程中粉尘的产生）生产和

31、交通过程中粉尘的产生 物料间剪切压缩造成的尘化作用物料间剪切压缩造成的尘化作用 诱导空气造成的尘化作用诱导空气造成的尘化作用 热气流上升造成的尘化作用热气流上升造成的尘化作用 291.3.2 粉尘物理性质粉尘物理性质 1、粉尘颗粒的粒径、粉尘颗粒的粒径 2、粉尘粒径分布、粉尘粒径分布 3、粉尘的密度、粉尘的密度 4、粉尘的安息角与滑动角、粉尘的安息角与滑动角 5、粉尘的比表面积、粉尘的比表面积 6、粉尘的含水率和润湿性、粉尘的含水率和润湿性 7、粉尘的荷电性与导电性（比电阻）、粉尘的荷电性与导电性（比电阻）8、粉尘的粘附性、粉尘的粘附性 9、粉尘的自燃性和爆炸性、粉尘的自燃性和爆炸性 301.

32、3.3 除尘器的性能指标和分类除尘器的性能指标和分类 除尘器的性能指标主要表现在以下几个方面：除尘器的性能指标主要表现在以下几个方面：1.含尘气体处理量含尘气体处理量:是衡量除尘器处理能力重要的指标，一般用工况体积流量表示，即除尘器入是衡量除尘器处理能力重要的指标，一般用工况体积流量表示，即除尘器入口风量加上设备漏风量。针对具体行业要参照行业的设计规范。口风量加上设备漏风量。针对具体行业要参照行业的设计规范。当工况风量换算成标准状态下风量时，方法如下：当工况风量换算成标准状态下风量时，方法如下：（3-1-49）式中式中Q0、T0、P0标准状态下的流量（标准状态下的流量（m3s）、温度（）、温度

33、（K）、）、绝对压力（绝对压力（Pa）；）；Q、T、P工况状态下的流量（工况状态下的流量（m3s）、温度（）、温度（K）、绝对压力（）、绝对压力（Pa）。）。000pTQQTp2漏风率漏风率 由于加工或操作的原因，会出现进口气体量与出口气由于加工或操作的原因，会出现进口气体量与出口气 体量不同的现象，这是由于漏风造成的，一般用漏风体量不同的现象，这是由于漏风造成的，一般用漏风 率率来表示除尘器的严密程度。来表示除尘器的严密程度。计算公式如下：计算公式如下：=100%（3-1-50）式中式中漏风率，漏风率，%；Q1、Q2进口气体量与出口气体量的流量，进口气体量与出口气体量的流量，m3s。3211

34、2QQQ3除尘效率除尘效率 除尘效率是表示除尘器净化性能的重要技术指示。除尘效率是表示除尘器净化性能的重要技术指示。（1）除尘器全效率）除尘器全效率 （%）全效率是指在同一时间内除尘器捕集的粉尘质量占进入除尘全效率是指在同一时间内除尘器捕集的粉尘质量占进入除尘 器的粉尘质量的百分数，用器的粉尘质量的百分数，用表示。若除尘器进、出口的气表示。若除尘器进、出口的气 体流量分别为体流量分别为Q1、Q2（m3/s），粉尘流入量分别为），粉尘流入量分别为G1、G2 （g/s），气体含尘浓度分别为），气体含尘浓度分别为C1、C2（g/m3）。）。根据除尘效率的定义，除尘效率表示式为：根据除尘效率的定义，除

35、尘效率表示式为：（3-1-51）若装置不漏风，若装置不漏风，于是有：，于是有：（3-1-52）33 1222111100%(1)100%GGQ CGQC12QQ21(1)100%CC（2）通过率）通过率 P（%）通过率是指在同一时间内，穿过除尘器的粒子质量与通过率是指在同一时间内，穿过除尘器的粒子质量与 进入的进入的 粒子质量的比，一般用粒子质量的比，一般用P（%）表示。）表示。（3-1-53）例如，除尘器例如，除尘器的效率的效率=99.0%时，则时，则P=1.0%（3）分级效率）分级效率 为了表示除尘效率与粉尘粒径的关系，提出分级效率的念。为了表示除尘效率与粉尘粒径的关系，提出分级效率的念。

36、分级效率分级效率i表示除尘装置对某一粒径表示除尘装置对某一粒径dpi或粒径间隔或粒径间隔 dp内粉尘内粉尘的除尘效率。的除尘效率。3421100%100%GpG若设除尘器进口、出口和捕集的若设除尘器进口、出口和捕集的dpi颗粒质量流量分别为颗粒质量流量分别为 S1i、S2i和和S3i，则该除尘器对，则该除尘器对dpi颗粒的除尘效率为：颗粒的除尘效率为：（3-1-54）对于分级效率，一个非常重要的值是分级效率对于分级效率，一个非常重要的值是分级效率i50与与 此值相对应的粒径称为除尘器的分割粒径，一般用此值相对应的粒径称为除尘器的分割粒径，一般用dc表示。表示。割粒径割粒径dc在讨论除尘器性能时

37、经常用到。在讨论除尘器性能时经常用到。(4)分级效率与除尘全效率之间的关系分级效率与除尘全效率之间的关系由全效率求分级效率由全效率求分级效率在除尘器测试中，只要测出除尘器进口和出口的粉尘浓度在除尘器测试中，只要测出除尘器进口和出口的粉尘浓度C1和和C2，就可以计算出全除尘效率，就可以计算出全除尘效率。如果要求出各粒级的分级效。如果要求出各粒级的分级效率，就必需同时测出除尘器进口、出口和捕集的粉尘的质量频率，就必需同时测出除尘器进口、出口和捕集的粉尘的质量频率率g1i、g2i、g3i中任意两组数据。中任意两组数据。35iiiiiSSSS12131 由质量频率定义式和分级频率定义式和分级效率定义式

38、有：由质量频率定义式和分级频率定义式和分级效率定义式有：，（3-1-55）或或 1（1）g2i/g1i （3-1-56）或或 i （3-1-57）可以根据实际测定的数据分别选取上面公式计算分级除尘效率。可以根据实际测定的数据分别选取上面公式计算分级除尘效率。P503 例题例题3-1-6 36iigSS111iigSS222iigSS333iiiiigggSgS131133iiiiiggPgSgS12112211iigg12/)1(由分级效率求全效率由分级效率求全效率在设备设计计算中，常常遇到根据某种除尘器净化某类粉尘的分级效率数据和在设备设计计算中，常常遇到根据某种除尘器净化某类粉尘的分级效率

39、数据和某粉尘的粒径分布数据，计算所设计的除尘器净化该粉尘所能达到的全效率。某粉尘的粒径分布数据，计算所设计的除尘器净化该粉尘所能达到的全效率。若分级效率以函数形式给出，进口粉尘粒径分布以累积分布函数形式或频度若分级效率以函数形式给出，进口粉尘粒径分布以累积分布函数形式或频度函数形式给出，则全效率可按积分式计算：函数形式给出，则全效率可按积分式计算：（3-1-58）为求出上式积分值，可用解析法或图解法。若为求出上式积分值，可用解析法或图解法。若i和和Gi（或（或q1）皆以显函数形式）皆以显函数形式给出，可求得精确积分值，否则只能用图解法或数值近似法求值。给出，可求得精确积分值，否则只能用图解法或

40、数值近似法求值。如果已知粉尘的粒径分布和各自粒径范围的分级效率，则可由下式计算除尘如果已知粉尘的粒径分布和各自粒径范围的分级效率，则可由下式计算除尘装置的平均除尘效率。装置的平均除尘效率。（3-1-59）式中式中g1i除尘器进口粉尘的粒径分布（频率分布），除尘器进口粉尘的粒径分布（频率分布），%；i粒径为粒径为 di的粉尘的分级效率，的粉尘的分级效率，%。（P503例题例题3-1-6、3-1-7）371100iiipdGf ddiiig1（5）多级串联除尘系统总效率）多级串联除尘系统总效率 当入口气体中含尘浓度很高，或者要求出口气体中含尘浓当入口气体中含尘浓度很高，或者要求出口气体中含尘浓 度

41、较低时，用一种除尘装置往往不能满足除尘效率的要度较低时，用一种除尘装置往往不能满足除尘效率的要 求。此时，可将两种或多种不同类型的除尘器串联起来使求。此时，可将两种或多种不同类型的除尘器串联起来使 用，形成两级或多级除尘系统。用，形成两级或多级除尘系统。当两台除尘装置串联使用时，当两台除尘装置串联使用时，1和和2 分别表示第一级和第分别表示第一级和第 二级除尘器的除尘效率，则除尘系统的总效率为二级除尘器的除尘效率，则除尘系统的总效率为 =1-(1-1)(1-2)（3-1-60）当多台（当多台（n台）除尘装置串联使用时台）除尘装置串联使用时 =1-(1-1)(1-2)(1-3)(1-n)（3-1

42、-60）P506例题例题3-1-9、3-1-10 38 4除尘装置的压力损失除尘装置的压力损失 含尘气体经过除尘装置后产的压力损失被称为除尘装置的压含尘气体经过除尘装置后产的压力损失被称为除尘装置的压 力降，通常用力降，通常用P表示，它代表含尘气体或烟气经过除尘装置表示，它代表含尘气体或烟气经过除尘装置 所消耗能量大小的一个主要指标。压力损失常用净化装置进所消耗能量大小的一个主要指标。压力损失常用净化装置进 出口气流的全压差表示，单位是出口气流的全压差表示，单位是Pa。压力损失的大小除了与。压力损失的大小除了与 装置的结构形式有关之外，还与流体的流速有关。两者之间装置的结构形式有关之外，还与流

43、体的流速有关。两者之间 的关系是的关系是 （Pa）（3-1-62）式中式中除尘装置的压力降（阻力）系数，它与除尘装除尘装置的压力降（阻力）系数，它与除尘装 置的型式、尺寸及烟气的运动状态有关，可根置的型式、尺寸及烟气的运动状态有关，可根 据实验和经验公式来确定；据实验和经验公式来确定；v1装置进口烟气的流速，装置进口烟气的流速，ms；烟气的密度，烟气的密度，kgm3。39221vP5除尘器的分类除尘器的分类（1）机械式除尘器）机械式除尘器（2）过滤式除尘器）过滤式除尘器（3）静电除尘器）静电除尘器（4）洗涤式除尘器）洗涤式除尘器1.3.4 静电除尘器静电除尘器 1、静电除尘器的工作原理、静电除

44、尘器的工作原理 静电除尘器的除尘过程主要包括四个阶段：静电除尘器的除尘过程主要包括四个阶段：a.气体的电离；气体的电离；b.粉尘获得离子而荷电；粉尘获得离子而荷电；c.荷电粉尘向电极移动；荷电粉尘向电极移动；d.将电极上的粉尘清除到灰斗中去。将电极上的粉尘清除到灰斗中去。静电除尘器收尘原理如静电除尘器收尘原理如P508图图3-1-11所示。所示。403静电除尘器的基本结构与分类静电除尘器的基本结构与分类（1）静电除尘器的基本结构与主要部件）静电除尘器的基本结构与主要部件 P511 图图3114静电除尘器部件组成静电除尘器部件组成（2）静电除尘器的基本结构）静电除尘器的基本结构 主要有除尘器本体

45、、供电装置和附属设备组成。主要有除尘器本体、供电装置和附属设备组成。除尘器的本体包括除尘器的本体包括:电晕极（极线）电晕极（极线）集尘极（极板）集尘极（极板）清灰装置清灰装置 气流分布装置气流分布装置 灰斗等。灰斗等。其结构如其结构如P512 图图3-1-15所示。所示。41（3）静电除尘器的分类）静电除尘器的分类 静电除尘器型式多种多样。根据收尘极和放电极在电除尘静电除尘器型式多种多样。根据收尘极和放电极在电除尘 器内的配置不同可分为单区和双区电除尘器器内的配置不同可分为单区和双区电除尘器 单区式单区式 在单区电除尘器里，尘粒的荷电和捕集是在同一个电场在单区电除尘器里，尘粒的荷电和捕集是在同

46、一个电场 中进行（见中进行（见P517 图图3-1-24）。在工业除尘及烟气净化中，）。在工业除尘及烟气净化中，这种单区电除尘器应用最为广泛。单区式又分为：这种单区电除尘器应用最为广泛。单区式又分为：a.按烟气在电场中的流动方向分为立式和卧式电除尘器。按烟气在电场中的流动方向分为立式和卧式电除尘器。b.按清灰方式，可分为干式和湿式电除尘器。按清灰方式，可分为干式和湿式电除尘器。c.按电极形状可分为板式、管式和棒式电除尘器。按电极形状可分为板式、管式和棒式电除尘器。d.按电极距离的大小分常规电除尘器和宽间距电除尘器。按电极距离的大小分常规电除尘器和宽间距电除尘器。双区式双区式 424、电除尘器除

47、尘效率的主要影响因素、电除尘器除尘效率的主要影响因素 影响电除尘器除尘效率的因素很多，大体归纳影响电除尘器除尘效率的因素很多，大体归纳 为以下三个方面：烟尘（气）性质、设备状为以下三个方面：烟尘（气）性质、设备状 况、操作条件。况、操作条件。具体讲有以下具体讲有以下6项：项：（1）粉尘比电阻对除尘效率影响）粉尘比电阻对除尘效率影响 （2）电场风速对除尘效率影响）电场风速对除尘效率影响 （3）气体的温度和湿度对除尘效率影响）气体的温度和湿度对除尘效率影响 （4）含尘浓度对除尘效率影响）含尘浓度对除尘效率影响 （5）电除尘器供电质量对除尘效率影响）电除尘器供电质量对除尘效率影响 （6）其他因素的影

48、响）其他因素的影响 435、电除尘器的效率计算和选型计算、电除尘器的效率计算和选型计算（1）电除尘器的除尘效率计算一般采用德意希）电除尘器的除尘效率计算一般采用德意希 （Dertsch）公式。其作用表现在三个方面：）公式。其作用表现在三个方面：已知对除尘器的效率要求、粉尘的有效驱进已知对除尘器的效率要求、粉尘的有效驱进 速度和处理风量，计算除尘器的收尘面积；速度和处理风量，计算除尘器的收尘面积；对于运行中的电除尘器，已知除尘器的除尘对于运行中的电除尘器，已知除尘器的除尘 效率、收尘面积和运行风量，来获得粉尘的效率、收尘面积和运行风量，来获得粉尘的 有效驱进速度，为其他类似项目的电除尘器有效驱进

49、速度，为其他类似项目的电除尘器 选型提供技术参数；选型提供技术参数；对于运行中的电除尘器，已知除尘器的收尘对于运行中的电除尘器，已知除尘器的收尘 面积、有效驱进速度和运行风量的变化，对面积、有效驱进速度和运行风量的变化，对 电除尘器的运行效率重新进行估算。电除尘器的运行效率重新进行估算。44 德意希方程为：德意希方程为：（3-1-66）式中式中 C1电除尘器进口含尘气体浓度电除尘器进口含尘气体浓度g/m3；C2电除尘器出口含尘气体浓度，电除尘器出口含尘气体浓度，g/m3；A集尘极总面积，集尘极总面积，m2；Q含尘气体流量，含尘气体流量，m3s；尘粒的有效驱进速度，尘粒的有效驱进速度，ms。该公

50、式概括了除尘效率与集尘极面积、气体流量和该公式概括了除尘效率与集尘极面积、气体流量和 颗粒驱进速度之间的关系。颗粒驱进速度之间的关系。P521 例题例题3-1-11 45 2111 expCACQ （2）电除尘器的选型计算）电除尘器的选型计算 电除尘器的选择和设计一般采用经验公式电除尘器的选择和设计一般采用经验公式 类比方法。类比方法。P522表表3-1-20概括了通用的电除尘概括了通用的电除尘 器的一般设计参数。对于给定的设计，这些参器的一般设计参数。对于给定的设计，这些参 数取决于粒子和烟气性质、需处理烟气量和要数取决于粒子和烟气性质、需处理烟气量和要 求的除尘效率。求的除尘效率。461.