大气污染控制工程第三版马广大期末重点复习资料整理

第一章概论

第一节：大气与大气污染

1.大气污染：系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，并因此而危害了人体的舒适、

健康和福利，或危害了生态环境。P3（名词解释/选择）

2.按照大气污染范围分为：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。

3.全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。P3（填空）

4.温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体，可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气

温升高的现象，称为“温室效应”。P3

第二节：大气污染物及其来源

1.大气污染物的种类很多，按其存在状态可概括为两类：气溶胶状态污染物，气体状态污染物。P4

2.气溶胶：系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系。P4

3.气溶胶状态污染物

粉尘：指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态。

烟：烟一般指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。（燃烧过程产生的颗粒物）

飞灰：指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散的较细的灰分。

黑烟：由燃烧产生的能见气溶胶。

霾（灰霾）：大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊，能见度降低到10km以下的天气现象。雾：气体中液滴悬浮体的总称。

4.总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100的颗粒物。

5.可吸入颗粒物（PM 10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10的颗粒物。细颗粒物PM2.5对然体健康和大气环境质量造成的危害远

比粗颗粒物大。细颗粒物本身可能是有毒有害物质、易成为其他污染物的运载体和反应体、可导致能见度显著降低。

6.气体状态污染物：五类：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、卤素化合物。硫酸烟雾、光化学烟雾

7.对于气体污染物，又可分为一次污染物和二次污染物。P5

8.一次污染物：是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。P5

9.二次污染物：是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

新污染物质。P6

10.硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而

生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SO2气体大得多。P7

11.光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，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。其主

要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物强烈得多。P7

12.大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。P7

13.人为污染源有各种分类方法。按污染源的空间分布可分为：点源、面源、线源。P7

14.人为源：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。

15.对主要大气污染物的分类统计：固定源：燃料燃烧、工业生产；流动源：交通运输

第三节：大气污染的影响

大气污染物侵入人体的主要三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气

1.对人体健康的影响：颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、光化学氧化剂、有机化合物

2.对植物的伤害

3.对器物和材料的影响

4.对大气能见度和气候的影响

第四节：大气污染综合防治

1.大气污染综合防治：实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性

和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施。P19

2.大气污染综合防治措施：P19

（1）全面规划、合理布局

影响环境空气质量的因素很多，因此，为了控制城市和工业区的大气污染，必须在进行区域性经济和社会发展规划的同时，做好全面环境规划，采取区域性综合防治措施。

（2）严格环境管理

从环境管理的概念可知，环境管理是对环境污染源和污染物的管理，通过对污染物的排放、传输承受三个环节的调控达到改善环境的目的。

（3）控制大气污染的技术措施

①实施清洁生产②实施可持续发展的能源战略③建立综合性工业基地

（4）控制污染的经济政策

①保证必要的环境保护投资，并随着经济的发展逐年增加

②实行“污染者和使用者支付原则”

（5）控制污染的产业政策1鼓励类2限制类3淘汰类

（5）绿化造林

绿化造林是区域生态环境中不可缺少的重要组成部分，绿化造林不仅能美化化境，调节空气温湿度或城市小气候，保持水土，防治风沙，而且在净化空气（吸收二氧化碳、有害气体、颗粒物、杀菌）和降低噪声方面皆会起到显著作用。

（6）安装废气净化装置

安装废气净化装置，是控制环境空气质量的基础，也是实行环境规划与管理等项综合防治措施的前提。

第五节：环境空气质量控制标准

一、环境空气质量控制标准的种类和作用P22

1.环境空气质量标准（环境）：限定污染物在空气中的允许浓度。GB3095-1996(2012)

2.大气污染物排放标准（工业污染源）：以以上标准为目标限值允许排放入大气中的污染物浓度。GB16297-1996

3.大气污染控制技术标准：以以上标准为基准的辅助标准。

4.警报标准（工业企业设计卫生标准）：预防事故、保护空气质量不受恶化。

二、大气污染物排放标准中：P23

大气污染物综合排放标准规定：任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度（任何1小时浓度平均值）和最高允许排放速率（任何1小时排放污染物的质量）两项超标，超过其中任何一项均为超标排放。P24

大气污染物综合排放标准中，按照综合排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，仍继续执行行业性标准（优先使用行业标准）。P25 地方大气污染物排放标准。

三、工业企业设计卫生标准P25

五、空气污染指数及报告：

1.目前计入空气污染指数（API）的项目定为：可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。

2.污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位。P27

3.各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要

污染物。API<50时，则不报告首要污染物。P27现使用AQI空气质量指数。

第二章燃料与大气污染

第一节：燃料的性质

1.燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类。P29煤石油天然气和非常规燃料(除去煤石油天然气的所有可燃性物质)

2.煤的分类：褐煤、烟煤、无烟煤

3.煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分(煤中不可燃矿物物质的总称)、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。P30

4.元素分析：是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。P31

5.煤中含有硫的形态（四种）：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（C x H y S z）和单质硫。P31

6.人们一般把硫分为硫化铁硫、有机硫、硫酸盐硫，前两种能燃烧放出热量称为挥发硫，硫酸盐硫不参加燃烧，是灰分的一部分。

7.煤的成分表示方法中常用的基准有：收到基ar、空气干燥基ad、干燥基d和干燥无灰基daf。P33

第二节：燃料燃烧过程(燃料的液态着火温度反而低于固态)

1.燃烧：指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。

2.燃料完全燃烧的条件为：空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。P37-39

3.燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。P39

4.计算：燃料燃烧的理论空气量P39

理论空气量（V a0）m3/kg：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。

建立燃烧化学方程式时，假定：

（1）空气仅由N2和O2组成，其体积比为79.1/20.9=3.78；（2）燃料中的固态氧可用于燃烧；（3）燃料中的硫被氧化成SO2；

（4）计算理论空气量时忽略NO X的生成量；燃料中的N变为烟气N2。

5.空气过剩系数α：实际空气量V a与理论空气量V a0之比定义为空气过剩系数α，即，通常α>1。煤为4~7;液体燃料10~11

6.空燃比（AF）：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。P42（空燃比为无量纲）

7.发热量：单位燃料完全燃烧时发生的热量变化，即在反应物开始状态和反应产物终了状态相同的情况下（通常为298K和1atm）的热量变

化，称为燃料的发热量，单位是kJ/kg（固体、液体燃料）或kJ/m3（气体燃料）。燃料的发热量有：低位发热量和高位发热量P44

8.燃料设备的热损失：（1）排烟热损失（2）不完全燃烧热损失（3）炉体散热损失

第三节：烟气体积及污染物排放量计算P46~P49

1. 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称为理论烟气体积，以V fg 0表示。烟气成分主要是CO 2、SO 2、N 2和水蒸气。P46

理论烟气体积：等于干烟气体积和水蒸气体积之和。P46

干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。V fg 0=V 干烟气+V 水蒸气；

V 理论水蒸气=V 燃料中氢燃烧后的水蒸气+V 燃料中水+V 理论空气量带入的

实际烟气体积 V fg V fg = V fg 0 + (α-1)V a 0

2. 烟气体积和密度的校正

燃烧产生的烟气其T 、P 总高于标态（273K 、1atm ）故需换算成标态。大多数烟气可视为理想气体，故可应用理想气体方程。设观测状态下（Ts 、Ps 下）：烟气的体积为Vs ，密度为ρs 。标态下（TN 、PN 下）： 烟气的体积为V N ，密度为ρN 。

标态下体积为： 标态下密度为：

3. 过剩空气较正

因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。 标况下烟气量计算式：

4. 污染物排放量的计算（例题、习题）P47 第三章 污染气象学基础知识

1. 干绝热垂直递减率（干绝热直减率）: 干气块（包括未饱和的湿空气）绝热上升或下降单位高度（通常取100m ）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率。以γd 表示。

2.逆温：温度随高度的增加而增加。

逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。 逆温形成的过程：形成逆温的过程多种多样，最主要有以下几种：（1）辐射逆温（较常见）（2）下沉逆温（3）平流逆温（4）湍流逆温（5）锋面逆温。

3.辐射逆温 由于大气是直接吸收从地面来的辐射能，愈靠近地面的空气受地表的影响越大，所以接近地面的空气层在夜间也随之降温，而上层空气的温度下降得不如近地层空气快，因此，使近地层气温形成上高下低的逆温层，这种因地面辐射冷却而形成的气温随高度增加而递增现象叫辐射逆温。[以冬季最强 ]

4.五种典型烟流和大气稳定度

（1）波浪型r ＞o ，r ＞rd 很不稳定

（2）锥型：r ＞o ，r rd 中性或稳定

（3）扇型：r ＜o ，r ＜rd 稳定

（4）爬升型（屋脊型）：大气处于向逆温过渡。在排出口上方：r ＞o ，r ＞rd 不稳定;在排出下方；r ＜o ，r ＜rd ，大气处于稳定状态。

（5）漫烟型（熏烟型）：大气逆温向不稳定过渡时，排出口上方：r ＜o ，r ＜rd ，大气处于稳定状态；

第四章 大气扩散浓度估算

风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素。

高斯扩散模式的四点假定：①污染物浓度在y 、z 轴向上的分布符合高斯(正态)分布；②全部空间中风速均匀、稳定；③源强是连续均匀的；④扩散过程中污染物质质量守恒。

第五章 颗粒污染物控制技术基础

第一节：颗粒的粒径及粒径分布

1. 几种常用的粒径表示方法：P127-128

⑴ 用显微镜法观测颗粒时，采用如下几种粒径：① 定向直径d F ② 定向面积等分直径d A ③ 投影面积直径d A

同一颗粒的d F >d A >d M 。

⑵ 用筛分法测定时，可得到筛分直径，为颗粒能够通过最小方筛孔的宽度(单位：目，每英寸的筛孔个数)

⑶ 有光散射法测定时，可得到等体积直径dv

⑷ 用沉降法测定时，一般采用如下两种定义：① 斯托克斯直径ds ：为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的圆球直径。② 空气动力学当量直径da ：为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρP =1g/cm 3

）的圆球的直径。（例：空气动力学当量直径da 是用哪种方法测定的？---沉降法）

2. 个数频率f i ：为第i 间隔中的颗粒个数n i 与颗粒总个数∑n j 之比（或百分比）。 S N N S S N T T P P V V ??=N S S N S N T T P P ??=ρρ)1(0g -+=αa f fg V V V

3.个数筛下累积频率：为小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。P129-130（区别两者）

第二节：粉尘的物理性质（流动性、导电性、润湿性）

粉尘的物理性质（密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、粘附性、自然性和爆炸性）

1.若所指的粉尘体积不包括粉尘颗粒之间和颗粒内部体积，而是粉尘自身所占的真实体积，则以此真实体积求得的密度称为粉尘的真密度，

并以ρP表示。

2.呈堆积状态存在的粉尘（即粉体），它的堆积体积包括颗粒之间和颗粒内部的空隙体积，以此堆积体积求得的密度称为粉尘的堆积密度，

并以ρb表示。P143

3.安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角

等，一般为35°～55°。P144

4.滑动角：系指自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板做倾斜运动时，粉尘开始发生滑动时的平板倾斜角，也称静安息角，一般为40°～

55°。P144

5.粉尘的润湿性：粉尘颗粒与液体接触后能否相互附着或附着难易程度的性质。P146 （粉尘的润湿性是选用湿式除尘器的主要依据。）

6.粉尘的荷电性：

体积比电阻(体积电阻率)：在高温（一般在200℃以上）范围内，粉尘层的导电主要靠粉尘本体内部的电子或离子进行。这种本体导电占优势的粉尘比电阻称为体积比电阻。P148

表面比电阻(表面电阻率)：在低温（一般在100℃以下）范围内，粉尘的导电主要靠尘粒表面吸附的水分或其他化学物质中的离子进行。这种表面导电占优势的粉尘比电阻称为表面比电阻。P148

高温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而降低，其大小取决于粉尘的化学组成

低温范围内，粉尘比电阻随温度的升高而增大，随气体中水分或其他化学物质含量的增加而降低。

7.粉尘比电阻对电除尘器的运行有很大影响，最适宜于电除尘器运行的比电阻范围为104～1010Ω·cm。P149

第三节：净化装置的性能

1.评价净化装置性能的指标：P151

包括技术指标和经济指标两方面。

技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。

此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。

2.分级除尘效率、【计算】1，处理气体流量；2，总效率；3，多级除尘的总净化效率

（计算：1，烟气；2，总效率/处理气体流量/多级除尘的总净化效率）P151-155

3.颗粒捕集的理论基础：外力(重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等)和颗粒间的相互作用力(浓度不高时可忽略)。

4.颗粒物的沉降方式有：重力沉降、离心沉降、静电沉降、惯性沉降、扩散沉降。

第六章除尘装置

“四大除尘技术”

目前常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器。

机械除尘器包括：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。

设计重力沉降室的模式有：层流式和湍流式。

提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加沉降室长度、降低沉降室高度。

第一节：机械除尘器

1.机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器(这两个效

率很低)和旋风除尘器(效率高达80%以上)等。（填空）

2.重力沉降室

重力沉降室是通过重力作用使粉尘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，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。

重力沉降室分为（1）层流式（2）湍流式。

层流式沉降室设计的简单模式的假设是在沉降室内气流为柱塞流，流速为v0，流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀地分布在烟气中。

湍流式沉降室设计的模式是假设沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。

重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小，维修管理容易。

缺点：体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。

重力沉降室实际性能：只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒，沉降室的除尘效率约为40-70%；仅用于分离dp>50ηm的尘粒。

3.惯性除尘器：

分为以气流中粒子冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式和通过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反转式。

惯性除尘器的结构和原理：

为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气体冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。

惯性除尘器分为冲击式和反转式。冲击式的原理是：气流冲击挡板捕集较粗粒子；反转式的原理是改变气流方向捕集较细粒子。

惯性除尘器的应用：惯性除尘器的除尘效率，与气流速度越大、气流方向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大。一般适合于净化密度大和粒径大的金属或矿物性粉尘除尘。对于粘性较强或纤维性粉尘一般不适合。

惯性除尘一般效率不高，因此，一般只适合于多级除尘中的第一级除尘。捕集粒径一般在10-20μm以上的粗尘。压力损失一般为100-1000pa。

4.旋风除尘器的基本原理？（简答）(80%~85%效率)

原理：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，一般用来分离粒径大于5μm的尘粒。除尘器内气流与尘粒的运动：气流从宏观上看可归结为三个运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流），同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗，当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出，这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流）。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。

旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。

缺点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。

影响旋风除尘器效率的因素：二次效应（避免措施-锁气器）、比例尺寸、烟尘的物理性质、操作变量。P182

旋风除尘器按进气方式分为：切向进入式、轴向进入式。(切向进气方式——直入式和蜗壳式)

气流组织分类——回流式、直流式、平旋式、和旋流式

多管旋风除尘器（直流式旋风子并联）。P186

5.普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。（填空）

6.除尘器相对尺寸对压力损失影响较大，当除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。（选择）（了解“相对尺寸”

的概念）旋风除尘器压力损失P179

7.分割直径：处于平衡状态的尘粒有50%的可能进入内漩涡，也有50%的可能性移向外壁，除尘效率为50%使所对应的粒径即为除尘器的

分割直径。P180（名词解释）

例题6-3（P188）

第二节：电除尘器

1.电除尘器的工作原理

机理：电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，使尘粒子从含尘气体中分离出来的装置。

其原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。

电除尘与一切机械方法的区别在于分离力直接作用在尘粒子上，使粒子与气体分离的力，而不是作用在整个粉尘气体上。

电除尘的具体原理

两电极间加一电压。一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流），高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相撞而把电荷转移给粉尘荷电，然后与粒子上的电荷互相作用的电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层。

当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将沉集的粉尘层清除掉落入灰斗中。

电除尘过程：（1）放电（2）荷电；（3）迁移（4）清灰。

电除尘器主要优点：

1、压力损失小，ΔP=200～500Pa

2、处理烟气量大，可达105-106m3/h

3、能耗低，约0.2-0.4kWh/(1000 m3)

4、对细粉尘有很高的捕集率，可高于99%

5、可在高温或强腐蚀性气体下操作。

2.电晕放电

1.起始电晕电压：开始产生电晕电流是所施加的电压。（名词解释）

粒子荷电中P193（了解）：

1、离子在电场力作用下作定向运动，并与粒子碰撞而使粒子荷电，d>0.5um为主，称为电场荷电；

2、气体吸附电子而成为负气体离子，由离子的扩散而使粒子荷电，d<0.15为主，称为扩散荷电；

3、场电荷和扩散电荷的综合作用。

2.

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。P196（名词解释） 3.

烟气调质：增加烟气湿度，或向烟气中加入SO 3、NH 3、及Na 2CO 3等化合物，可使粒子导电性增加。P207（名词解释/选择/填空） 4. 电晕放电：

在电晕中产生离子的主要机制是由于气体中的自由电子从电场中获得能量，和气体分子激烈碰撞，使电子脱离气体分子，结果产生带阳电荷的气体离子并增加了自由电子，这种现象称为电离。

在曲率很大的表面（如一尖端或一根细线）和一根管子或一块板之间有电位差，则能形成非均匀电场而产生电晕放电。电除尘中所采用的单极性电晕是在放电电极和收尘电极间形成的稳定的自发发生的气体放电，电离过程局限在放电电极邻近的强电场中的辉光区或邻近辉光区的地方。

影响电晕特性的因素

1、电极的形状、电极间距离；

2、粉尘的浓度、粒度、比电阻；

3、气体组成的影响；

4、温度和压力的影响。

增加电压—电流特性方法

改变电荷载体的有效迁移率，从而改变电压—电流特性。

1、温度，场强不变，减小气体密度；

2、气体密度，场强不变，提高温度；

3、温度，气体密度不变，增大场强。

粉尘荷电

电除尘过程的基本要求就是：相同条件下荷电速度快，荷电量大。

影响荷电时间的因素

1、电流影响；电晕电流增加则荷电时间变短；

2、不规则电场影响；由于是经整流的不平滑变电压（未达稳定）故在部分周期内荷电间断，粉尘上的电荷过剩，增长了荷电时间，降低了除尘效率。

荷电粉尘的迁移和收集

一、 驱进速度

在电场中粉尘的运动主要受静电力和空气动力支配。

静电力 p qE F =1 Ep ——粒子所处位置的集尘电场强度，V/m

空气动力主要是由于粉尘和气体之间的相对运动所引起的阻力按斯托克斯公式计算：ωπμp d F 32=

二力相等时，即F 1=F 2时，尘粒就达到一个极限速度或终末速度：

p p d qE πμω3=

(注：t>10-2s)；称为尘粒的驱进速度。

二、粒子的捕集效率

影响粉尘捕集的理论因素

1、有效驱进速度

2、粉尘粒径dp

3、气流速度v ，0.5-2.5m/s ；板式电除尘器的气流速度为 1.0-1.5m/s

粉尘比电阻和对电除尘器的影响

1、 粉尘的导电性：烟气中的水汽和化学物质能使粉尘具有电除尘器操作所需要的微弱导电性，某些情况下，较高的稳定也会使粉尘具有满意的导电性。

2、 高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响：高比电阻粉尘将会干扰电场条件，导致除尘率下降。当高于一值时，集尘板粉尘层内会出现电

火花，即会产生明显反电晕，反电晕的产生导致点晕电流密度大大降低，严重干扰粒子荷电和捕集。

3、 克服高电阻率影响的方法有：保持电极表面尽可能清洁；采用较好的供电系统，烟气调质以及发展新型电除尘器。P206（选择）

第三节：袋式除尘器(多用于工业部门尾气除尘)

过滤式除尘器分为：空气过滤器、颗粒层除尘器、袋式除尘器

1.

颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。（填空） 2. 气布比：烟气实际体积流量与滤布面积之比。（名词解释）

3.

袋式除尘器的压力损失ΔP 由通过清洁滤料的压力损失ΔP f 和通过颗粒层的压力损失ΔP p 组成。（填空）P213 4.

袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。P216（填空） 5. 常用的清灰方式有三种：机械振动式、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰。（填空）

袋式除尘器是利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。 袋式除尘器工作原理：含尘气体从下部进入员通过行滤袋，再通过滤料的空隙时，，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗。

粉尘初层：颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，称为粉尘初层。其是称为袋式除尘器的主要过滤层，提高除尘效率。

袋式除尘器特点：1、除尘效率高；2、适应性强；3、操作弹性大；4、结构简单。

缺点：1、受滤布的耐温、耐腐等操作性能的限制；2、不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒。

除尘过程：

当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后的气体从出口排除。经过一段时间，启开空气反吹系统，粉尘被反吹气流吹入灰斗。 除尘机理：

1、筛过作用：当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时，粉尘即被截留下来。

2、惯性碰撞：当含尘气流接近滤布纤维时，气流将绕过纤维，而尘粒由于惯性作用继续直线前进，撞击到纤维上即会被捕集。

3、扩散和静电作用：小于1微米的尘粒，在气体分子的掩击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种现象称为扩散作用 。

4、重力沉降：当缓慢运动的含尘气体进入除尘器后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用自然沉降下来。

袋式除尘器的性能：

气布比：袋式除尘器的过滤速度系指处理的烟气流量与滤布总面积之比。

式中：V f ——过滤速度(m ／min);Q ——处理的烟气流量(m 3／h)；A f ——有效滤布总面积(m 2)。

电袋除尘器除细微颗粒，烧煤后使用电袋除尘实现超低排放。先通过电，再通过袋。

第三节：湿式除尘器

1. 在工程上使用的湿式除尘器总体上分为：低能和高能两类。低能湿式除尘器包括喷雾塔和旋风除尘器等，高能湿式除尘器包括文丘里洗涤

器等。（填空）

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的装置

当颗粒直径和密度确定后，碰撞系数与野地之间的相对速度，成正比，而与直径成反比。对于给定的烟气系统，要提高惯性碰撞参参数，必须提高液气相对速度和艰辛液滴直径。惯性碰撞参数越大，则粒子惯性越大，碰撞捕集效率越高。

可以有效地除去直径为0.1～20μm 的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物

高能和低能湿式除尘器

低能湿式除尘器的压力损失为0.2～1.5kPa ，对10μm 以上粉尘的净化效率可达90％～95%（喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器）

高能湿式除尘器的压力损失为2.5～9.0kPa ，净化效率可达99.5％以上（文丘里洗涤器）

根据湿式除尘器的净化机理，大致将其分为七类：

1、 重力喷雾洗涤器（喷雾塔洗涤器）

2、旋风洗涤器

3、自激喷雾洗涤器

4、板式洗涤器

5、填料洗涤器

6、文丘里洗涤器

7、机械诱导洗涤器 湿式除尘器的优点：1、不仅可以除去粉尘，还可净化气体 2、效率较高，可去除的粉尘粒径较小 3、体积小，占地面积小 4、能处理高温、高湿的气流。

湿式除尘器的缺点：1、有泥渣 2、防冻设备（冬天） 3、易腐蚀设备 4、动力消耗大。

喷雾塔洗涤器基本原理：

含尘气流向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动，粉尘颗粒与液滴之间通过惯性碰撞、接触阻留、粉尘因加湿而凝聚等作用机 较大的尘粒被液滴捕集。当气体流速较小时，夹带了颗粒的液滴因重力作用而沉于塔底，净化后的气体通过脱水器去除夹带的细小液滴由顶部排出。

雾塔洗涤器的基本构造：

根据喷雾塔洗涤器内截面的形状，可分为圆形和方形两种；按其内的气液流动方向 份为顺流、逆流和错流三种型式。

喷雾塔洗涤器的特点：

喷塔洗涤器的主要特点是结构简单、压力损失小，一般为 250～500 Pa ，操作方便，运行稳定。

旋风洗涤器是和处理烟气量大和含尘浓度高的场合。压力损失范围一般为0.5～1.5kPa

过滤式除尘器：称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作为滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。

1、离心洗涤器净化dp<5μm 的尘粒仍然有效

2、耗水量L/G=0.5～1.5L/m3

f

f A Q

V 60

3、适用于处理烟气量大，含尘浓度高的场合

4、可单独使用，也可安装在文丘里洗涤器之后作脱水器

5、由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱

6、可采用比喷雾塔更细的喷嘴

文丘里洗涤器：（可除去1μm以下的尘粒）由收缩管、喉管、扩散管组成。水从喉管周边均匀分布的若干小孔进入，在被通过这里的高速含尘气流撞击成雾状液滴，气体中的尘粒与液滴凝聚成较大颗粒随气流进入旋风器和气体分离。在旋风分离器中，含尘的水滴与气流分离。

除尘过程

1、含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能

2、在喉管入口处，气速达到最大，一般为50～180m/s

3、洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速

4、充分的雾化是实现高效除尘的基本条件

通常假定

1、微细尘粒以气流相同的速度进人喉管

2、洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，

3、由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集

碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口速度必须较高

第五节除尘器的选择与发展P239

第七章气态污染物控制技术基础P303~308

第八章硫氧化物的污染控制

第一节：硫循环及硫排放

1.SO2排放的控制方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。P328（简答/论述）

2.人类活动是造成SO2大量排放的主要原因。由矿物和化石燃料燃烧而来。大部分用：CaCO3+SO2+0.5O2→CaSO4+CO2控制。

第二节：燃烧前燃料脱硫

1.煤炭转化主要是气化和液化。P329（填空）(概念)水煤浆P333

2.煤炭的固态加工：煤炭洗选分为物理、化学、微生物洗选；我国以物理选煤为主，跳汰占59%，重介质选煤占23%，浮选占14%。

3.重油脱硫：在催化剂作用下通过高压加氯反应，切断C-S化学键，使H与S作用形成H2S从重油中分离。

第三节：流化床燃烧脱硫

1.流化床燃烧脱硫的概念/是怎么样运行的？（简答）

当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时，煤粒将开始浮动流化。维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度是建立流化状态的必要条件。流化床为固体燃料的燃烧创造了良好的条件。燃烧过程中，处于沸腾状的煤粒和灰渣相互碰撞，使煤粒不断更新表面，再加上能与空气充分混合并在床内停留较长时间，促进了它的燃尽过程。

气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持硫化状态。流化床利于燃料的充分燃烧。分类：①按流态：鼓泡流化床和循环流化床②按运行压力：常压流化床和增压流化床。

2.流化床燃烧脱硫的化学过程P336

3.流化燃烧的床层温度一般控制在850～950℃之间。P334（填空）

4.流化床燃烧脱硫的主要影响因素？P336-338（填空/选择）

①钙硫比；②煅烧温度；③脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构；④脱硫剂种类

5.钙硫比：脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比。（名词解释）

第五节：低浓度二氧化硫烟气脱硫

1.主要的烟气脱硫工艺P321-340

㈠石灰石/石灰法洗涤的原理（湿法）？P345-346（简答）

烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石／石灰浆液洗涤，SO2与浆液中的碱性物质发生的化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐，新鲜石灰石或石灰浆液不断加入脱硫液的循环回路，浆液中的固体连续的从浆液中分离出来排往沉淀池。

㈡喷雾干燥法烟气脱硫的原理（湿－干法）？P355（简答）

喷雾干燥法是一种湿-干法脱硫工艺。其脱硫过程是SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或NaCO3溶液吸收。同时，温度较高烟气干燥了液滴。形成干固体废物。干废物（亚硫酸盐、硫酸盐、未反应的吸收剂和飞灰等）由袋式除尘器或电除尘器捕集。

㈢干法喷钙脱硫的原理（干法）？P368-369（简答）

首先，作为固硫剂的石灰石粉料喷入锅炉炉膛，CaCO3受热分解成CaO和CO2。热解后生成CaO随烟气流动，与其中SO2反应，脱除部分SO2。

CaO+SO2+1/2O2→CaSO4CaO+SO3→CaSO4

然后，生成的CaSO4与未反应的CaO以及飞灰一起，随烟气进入锅炉后部的活化反应器。在活化器中，通过喷水雾增湿。一部分尚未反应的CaO转变成具有较高反应活性的Ca(OH)2,继续与烟气中的SO2反应。从而完成脱硫的全过程：

CaO+H2O→Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2+2/1O2→CaSO4+H2O

2.影响烟气脱硫工艺性能的主要因素：P370-372（论述）

1. 脱硫效率：脱硫率是由很多因素决定的，除了工艺本身的脱硫性能外，还取决于烟气的状况，如SO2浓度、烟气量、烟温、烟气含水

量等。

2. 钙硫比（Ca/S）：湿法工艺的反应条件较为理想，因此实用中的Ca/S接近于1，一般为1.0～1.2。

3. 脱硫剂利用率：脱硫剂利用率指与SO2反应消耗掉的脱硫剂与加入系统的脱硫剂总量之比。脱硫剂的利用率与Ca/S有密切关系，达到

一定脱硫率时所需要的Ca/S越低，脱硫剂的利用率越高，所需脱硫剂量及所产生脱硫产物量也越少。

4. 脱硫剂的来源

5. 脱硫副产品的处理处置

6. 对锅炉原有系统的影响：干法和湿干法脱硫工艺通常安装在锅炉原有的除尘器之前。脱硫系统对除尘器的运行有较大影响。

7. 对机组运行方式适应性的影响：由于电网运行的需要，电场的机组有可能作为调峰机组，负荷变动较大，与调峰机组配套的脱硫装置

必须能适应这种机组经常起停的特点。

8. 占地面积：烟气脱硫工艺占地面积的大小对现有电厂的改造十分重要，有时甚至限制了某些脱硫工艺的应用可能。

9. 流程的复杂程度：工艺流程的复杂与否，很大程度上决定了系统投入运行后的操作难易、可靠性、可维护性以及维修费用的高低。烟

气脱硫系统是整个电厂的一个辅助系统，必须具有操作方便、可靠性高的特点。

10. 动力消耗

11. 工艺成熟程度：烟气脱硫工艺的成熟程度是技术选用的重要依据之一。只有成熟的、已商业化运行的系统才能保障运行的可靠性。

第九章固定源氮氧化物污染控制(看书)

第一节：氮氧化物的性质及来源P378

第二节：燃烧过程中氮氧化物的形成机理

1.燃料型NO x：由燃料中固定氮生成的NO x，称为燃料型NO x。（名词解释）形成P388

2.热力型NO x：只在高温下形成的NO x，称为热力型NO x。（名词解释）

3.瞬时型：在低温火焰中由于含碳自由基的存在而生成的第三类NO x。形成P387

4.大部分燃烧过程排出的尾气中大约90%～95%的NO x仍以NO形式存在。温度越高，NO越多（填空）

第三节：低氮氧化物燃烧技术

1.控制NO x排放的技术措施有哪两类？P389（简答）

一是所谓的源头控制，其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程中NO x的生成反应。

二是所谓的尾部控制，其特征是把已经生成的NO x通过某种手段还原为N2，从而降低NO x的排放量。

2.低NO x燃烧技术包括：低空气过剩系数运行技术、降低助燃空气预热温度、烟气循环燃烧、两段燃烧技术。（填空）

3.低空气过剩系数运行技术的基本原理？（简答）？？？

NO x排放量随着炉内空气量的增加而增加，为了降低NO x的排放量，锅炉应在炉内空气量较低的工况下运行。锅炉采用低空气过剩系数运行技术，不仅可以降低NO x排放，而且减少了锅炉排烟热损失，可提高锅炉热效率。

4.两段燃烧技术是怎样实现氮氧化物排放量减少的？（简答）？？？

两段燃烧法控制NO x是利用较低的空气过剩系数有利于控制NO x形成的原理。在两段燃烧装置中，燃料在接近理论空气量下燃烧，通常空气总需氧量的85%～95%与燃料一起供到燃烧器，因为富燃烧条件下的不完全燃烧，使第一段燃烧的烟气温度较低，此时氧量不足，NO x生成量很小。在燃烧装置的尾端，通过第二次空气，使第一阶段剩余的不完全燃烧产物CO和CH完全燃尽。这时虽然氧过剩，但由于烟气温度仍然较低，动力学上限制了NO x的形成。

第四节：烟气脱硝技术

1.烟气脱硝技术包括：选择性催化还原法(SCR)脱硝、选择性非催化还原法(SNCR)脱硝、吸收法净化烟气中的NO x、吸附法净化烟气中的

NO x。（填空）

2.选择性催化还原法(SCR)脱硝技术的基本原理？（简答）

SCR过程是以氨作还原剂，通常在空气预热器的上游注入含NO x的烟气。此处烟气的温度约290~400℃，是还原反应的最佳温度。在含有催化剂的反应器内NO x被还原为N2和水催化剂的活性材料通常由贵金属、碱性金属氧化物和/或沸石等组成。

3.选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术的基本原理？（简答）

在选择性非催化还原法（SNCR）脱硝工艺中，尿素或氨基化合物作为还原剂将NO x还原为N2。因为需要较高的反应温度（930～1090℃），还原剂通常注进炉膛或者紧靠炉膛出口的烟道。主要化学反应为：4NH3+6NO→5N2+6H2O。

第十章挥发性有机物污染控制：蒸汽压与蒸发、VOCs污染预防、VOCs污染控制方法和工艺。