再论湿法烟气脱硫可能为引起全国性雾霾的主要原因(修改)

再论湿法烟气脱硫可能为引起全国性雾霾的主要原因

缪正清

上海交通大学

2014.1.19

目录

0. 引言

1.我国的能源结构及其对环境的影响

2.目前针对性的环保措施

3.湿法脱硫引起雾霾的简要原理

4.为何大众没有关注湿法脱硫对于雾霾的作用

5.电站锅炉湿法脱硫对雾霾的贡献

6.工业锅炉的湿法脱硫对雾霾的贡献远小于火电厂

7.湿法脱硫引起雾霾的证据分析

8.如何尽快走出雾霾的阴影

摘要

2013年冬季全国100多个城市几乎同时遭受严重雾霾的环境污染事件,已引起世界关注。国家也在全力组织研究。弄清污染源是研究中最重要的任务,然而,目前学界对于污染源认识的模糊性与笼统性,不利于主要污染源的辨认,并可能因此影响到未来治理雾霾污染的难度及效果。目前学界认为燃煤污染引起雾霾。本文认为,并非燃煤本身直接引起雾霾,而是燃煤过程中所加进的湿法烟气脱硫才是引起严重雾霾的根本原因,本文对此观点进行论证。在此基础上提出,治理雾霾最紧要的是改变湿法脱硫的方式。当然,加强研究、推进洗煤、优化能源结构,减少汽车排放等措施从实现高标准的环保要求来看,也是必须的。

关键词:雾霾,湿法烟气脱硫,洗煤,PM2.5

0.前言

2013年持续大规模的雾霾污染范围涉及了17个省市自治区四分之一的国土面积,影响人口约6亿。引起了国内外媒体和公众的高度关注,也引起中央领导高度重视。

大众已经开始认识到,造成全国性雾霾的主要根源不在汽车(尽管汽车排放也有相当影响),而在煤炭。这自然也是主流专家观点传播所起的舆论影响作用。中国煤炭总量十年来呈线性比例上升,确为事实。但是,简单地归为煤炭用量增加达到了引起雾霾的临界环境容量,这可能同样是没有看到问题的本质,或者说仍然属于非专业性的见解。近年来为了解决燃烧煤炭引发的酸雨而在较短时间内完成的大规模湿法脱硫环境工程,可能才是引发全国性雾霾的真正实质。原因不清将影响污染治理的投入和效果。如为前者,则中国雾霾就像慢性病一样缓慢而难治。如为后者,则病情虽急,只要治疗得法,治愈也不难。

1. 我国能源结构及其对环境的影响

———尘、SO2,NOx,重金属、CO2

?能源是国民经济的命脉。我国缺油、少气、富煤。

在全国已探明石化能源储量中,石油和天然气仅占6%,其余94%均为煤炭。

?我国能源结构由于资源禀赋而高度依赖煤炭。建国

以来,煤炭在一次能源消费构成中一直占70%以上(最近两年比例略有下降,但总量继续提高),是美国的4倍多。2011年我国煤炭消费量排名前6位的山东、内蒙、河北等省的用煤量甚至超过了俄罗斯和德国。?煤炭消费随着国家经济发展而快速增加,煤炭产量

从2000年的9.99亿吨,到2012年已经增加到36.5亿吨。中国煤炭耗量占全世界耗量的50%。

?煤炭的利用方式主要有:火电厂锅炉燃烧发电(约占50%),工业锅炉燃烧供热、供汽(约占25%)和钢铁、

化工及民用能源等(约25%)。

1. 我国能源结构及其对环境的影响(续)

———尘、SO2,NOx,重金属、CO2

?能源结构决定污染方式。煤炭中的化学元素成分主要有C,H,O,N,S及其含金属元素化合物的矿物灰分(如Al,Ca,Fe,Mg 等)。其中的C、H元素燃烧后产生热量,CO2还会产生温室效应;

N与S元素燃烧后生成NOx和SO2,进入大气后生成NOx产生光化学烟雾污染,NOx,SO2还形成酸雨。矿物灰分排入大气形成灰污染和重金属污染。这是煤炭燃烧产生环境污染的一般性知识。

?国外工业发达国家,洗煤率在80%以上,美国洗煤率在90%以上。

洗煤可以去掉煤中的大部分灰分,相应地,可以脱除相当部分的S、N和重金属。从而,从源头上减轻污染治理高昂的后续成本,并有效减轻污染排放。我国煤炭洗煤率极低,发电用煤几乎不洗。这就不仅增加了污染排放的绝对量,也给后续污染治理增加了难度和成本。

2.目前针对性的环保措施

———除尘、脱硫、脱硝

?油气能源化学成分中,灰分极少,S,N元素也较煤炭低很多。煤炭能源利用中污染治理以往主要除尘。工业锅炉的除尘效率大约90%,电站锅炉的除尘约99%。近年来,随

着环保要求的提高,电站锅炉的除尘效率已经提高到

99.5%以上(除尘器后相应尘的浓度50mg/m3以下)。

?脱硫与脱硝是近10年开始的解决煤燃烧排放形成酸雨的环保技术。电力系统在国家行政推动下,在前三年内脱硫任务已迅速全面完成。后三年内全国火电厂的脱硝也将很快完成。正因为如此,即使还有一些其它工业和工业锅炉执行排放不严的情况,但全国的酸雨确实少见了,这是我国环保在近几年里取得的最显著而直接的效果。

?中国在煤炭利用过程中环保投入总量要比西方大,这是由中国的能源结构决定的。未来因为还需要减排CO2和重金属,而且标准会越来越高,因此,投入的资金会更大,一方面是自身环保的要求,另一方面也来是世界外部的压力。

3. 什么是雾霾和PM2.5[1]

?雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的、能见度降低到1000米以内的自然现象。霾是指大量极细微的干尘粒等均匀地悬浮在空中,使水平能见度小于10公里的空气普遍混浊,使远处光亮物体微带黄、红色,使黑暗物体微带蓝色。雾和霾的区别在于水分含量的大小:水分含量达到90%的叫雾,水分含量低于80%的叫霾。80%~90%之间的,是雾和霾的混合物,主要成分是霾。雾霾是气溶胶。

?PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。它是形成雾霾的主要来源。一般认为,颗粒物来自扬尘、机动车尾气、燃煤及挥发性有机物等,它对空气质量和能见度等有重要影响。PM2.5粗细还不到头发丝的三十分之一,能携带大量有毒有害物质,通过支气管进入人体的肺部,甚至融入到血液之中,引发呼吸系统疾病,心血管疾病,造成肺癌死亡率的增加,成为危害身体健康的隐形杀手。

3. 湿法脱硫引起雾霾的简要原理

?烟气脱硫技术按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态分为:湿法、半干法、干法三大类。湿法脱硫效率高,操作简单,技术较为成熟而成为获得最主要应用的脱硫技术。

?煤燃烧产生的SO2或者SO3随着烟气进入脱硫吸收塔,与自上而下喷嘴喷出的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触,通过与石灰水进行化学反应生成CaSO4而在脱硫塔内被除下。脱硫效率可以达到95%。不可否认,形成的一部分硫酸钙呈细颗粒,也会被烟气带入大气。行业中所说的石膏雨只是这种情况中的一种极端情形而已。

?在除尘器之前,通常还设置了脱硝塔。国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术为选择性催化还原法(SCR ),脱除效率达90%以上,运行可靠,便于维护。

?SCR 技术原理为:在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气中喷入氨,将NO X 还原成N 2和H 2O 。NH 3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂(如V 2O 5‐TiO 2)的反应器,NO x 与NH 3在其中发生还原反应,生成N 2和H 2O 。残留的氨与SO2反应生成(NH 4)2SO 4,NH 4HSO 4 。?显然,经过脱硫与脱硝后,排入大气的是湿烟气,湿烟气携带了煤灰(矿物灰)、湿烟气和煤灰还携带了CaSO4,(NH 4)2SO 4,NH 4HSO 4,NH4NO3,Ca(NO3)2颗粒。

?湿烟气呈雾状,而其结合了细煤灰和CaSO4,(NH 4)2SO 4,NH 4HSO 4,NH4NO3,Ca(NO3)2细颗粒后就形成了典型的雾霾。因此,湿法脱硫后的电厂烟囱完全成为了雾霾排放源。

?由于目前针对锅炉排放灰尘浓度的测点在除尘器与脱硫塔之间的烟道上,因此,锅炉烟尘浓度测量结果不反映硫酸盐颗粒;脱硫与脱硝测量的排放浓度只测量SO2和NOx,而不包括硫酸盐与硝酸盐,因此,电厂通过烟囱排放的硫酸盐与硝酸盐至今还是一个谜。尽管如此,当全国47万台工业锅炉和全部8.1亿千瓦火电装机(相当于2700台300万千瓦机组锅炉)同时成为雾霾排放源时,排放规模之宏大,危害之严重,如何估计也不为过。

湿法脱硫向大气排放大量细颗粒(PM2.5)的事实只要简要了解脱硫原理就能很好理解:

湿法烟气脱硫中的含尘烟气穿透碱液雾时使得:

?烟气被碱液雾饱和变成湿烟气;

?烟气中的尘粒吸附碱液成湿尘——气溶胶主体;

?来自烟气中的SO2分子与来自碱液雾中的Ca离子作用生成CaSO4分子,由于脱硫技术中,碱液滴呈现不同的粒径,大粒径的碱液雾滴中的Ca离子与SO2反应后形成的CaSO4仍然在大液滴中,跟随大液滴被脱硫塔收集,而雾化成更细的碱液中的Ca离子则与烟气中的SO2分子作用后,随细液滴跟随烟气逸出脱硫塔通过烟囱排入大气。一部分相对较粗的颗粒(也可能由小颗粒聚集而成),在烟囱附近因为重力而与烟羽相分离,俗称“石膏雨”,而更大量的极其微细(可以细到PM2.5以下)的CaSO4颗粒则随湿的飞灰细颗粒与烟气、湿蒸汽以气溶胶——俗称“雾霾”进入大气。

?如此,电厂通过湿法脱硫这一媒介,使得原有的细飞灰和逸出脱硫塔的大量微细CaSO4颗粒,两者共同构成PM2.5

的主要成分,变成气溶胶核心,因受浮力作用,很难在大气中分散沉降。当遇到长期的静稳天气,不易扩散,又遇秋冬季节空气中水蒸汽分压力低、饱和水蒸汽的容量小,因此,白天尤其是晴天地表蒸发水蒸汽、早晚温度下降,空气中水蒸汽凝结,从而形成大雾,而含有细颗粒的大雾就成为雾霾。

?晚秋到冬季一般雨水少,北京2013年冬季长达68天未下雨,全国雨水也少,因此,空气中的气溶胶积累时间长,就形成严重的雾霾。

?火电厂湿法烟气脱硫从原理到规模都可以较好地解释全国性雾霾及其严重程度,而其它因素,如汽车尾气排放、城市工业污染等虽有影响,但都没有湿法脱硫带来的直接影响大。

4. 为何大众没有关注湿法脱硫对于雾霾的影响??专业工作者以往主要集中在研究湿法脱硫技术本身,大气物理研究者可能不太熟悉和关心专有技术,因而脱硫技术对雾霾影响成为研究的空白地带,也就见怪不怪了。?既使专业技术工作者确曾注意过脱硫引起的局部石膏雨现象,但也没有扩大到作为可能影响大气环境的普遍问题加以延伸研究,是囿于专业工作本身的局限。

?雾霾是大气环境污染的一种形态。任何孤立和小规模的污染源不足以形成大规模雾霾环境污染。因此,在2013年大规模大气雾霾污染现象出现之前,脱硫专业工作者无法预料到,似也在情理之中。

?而大气物理工作者未能从国家如此大的环境工程中给予湿法脱硫技术可能带来副作用问题足够关注与研究,以给脱硫专业工作者一种提醒,也确实是一种重大失误。这也提醒我们,学科之间的交融是多么的重要!

4. 为何大众没有关注湿法脱硫对于雾霾的影响?(续1)?湿法脱硫作为一项专业技术主要应用于一定规模的工业锅炉和大型电站锅炉,一般大众对其没有接触和了解。?湿法脱硫作为公认的环保技术,社会大众一般不会怀疑到它的反面,即对于环保的副作用。这多少与我们习惯的单向思维也有一定的关系。

?既使现在污染现象让每个人都身临其境,也即令我们提出这一观点,许多专业工作者也可能不容易接受我们的观点。因为,这是一个全新的课题。我们的观点也还存在需要更多客观数据的支持。

?国际上曾经发生过的伦敦雾霾、洛杉矶雾霾的原因都无法解读中国雾霾的大规模性和突发性。因此,雾霾从2011年到2013年的三年间,从北京等少数城市发展到全国100多个城市,波及国土面积1/10的广大区域,仍然让人迷惑不解。

5.电站锅炉湿法脱硫对雾霾的贡献

?这一节可参考笔者在百度文库里发表的《雾霾寻源》(2013.12.22)[2]。?在上一篇文章里,提出了对火电厂大规模脱硫引发全国性雾霾的观点,认为,我国电力用煤规模大、原煤不经洗煤、灰分高等因素,结合湿法脱硫而成为我国雾霾形成的独特原因。

?笔者经过估算,我国电站锅炉2012年底装机容量达到8.1亿千瓦。按照燃煤18亿吨、结合卫星拍摄到的100万平方公里的污染区域,冬季45天不下雨(实际上2013年冬季北京68天没有下雨)估算,由于湿法脱硫排放湿烟气形成大气气溶胶,来自火电厂的煤灰颗粒在大气中的浓度达到50ug/m3。根据在城市中大气取样的分析结果,矿物灰占整个PM2.5中颗粒浓度的20%计算,反推得到由此可造成总量达到250ug/m3的高污染浓度。此与实际也比较相符。由于城市大气采样中得到的矿物灰主要来自火电厂(如果考虑工业锅炉湿法脱硫带出飞灰,数值将更高一些)。

因此,这一推断也是比较客观的。

?与之相比,假定未采用湿法脱硫前,火电厂排出的干烟气中的煤灰在一周内沉降到地面,其大气浓度只有8ug/m3。其他附加的污染物也相应减少,因此,可以基本不影响大气质量。这也可以解释为何前几年,我国燃煤量已经很大的情况下,尚未出现大区域严重雾霾现象的原因。

6. 工业锅炉的湿法脱硫对雾霾的贡献远小于火电厂

?尽管中国工业锅炉在运数量多达47万台,燃煤总量占原煤产量的四分之一(约9亿吨),一般想来,其排放影响与第一位煤炭消量的电站锅炉(约18亿吨)可能仅相差一半。实际上,由于两者燃烧方式完全不同,因此,不能简单推论。

?工业锅炉采用原煤散烧、80%以上的灰以灰渣形式留在炉排上。

只有不到20%的细灰进入除尘器。灰量少,细颗粒少,飞灰粒径大多在10微米以上。即使除尘效率在90%左右,也能达到较好的除尘效果。锅炉房周围,居民反映有灰沉降,从另一角度也证明其排出的灰粒偏粗,因此,其远距离输送能力必然较差。

另一方面,其烟囱低,属于低空排放,扩散到远距离的能力也较差。

?电站锅炉采用煤粉燃烧,煤粉磨得比面粉还细。平均粒径约50微米,燃烧后,形成的灰粒10~20微米,其中几个微米的极细颗粒也不在少数。电厂烟囱一般高达数百米,极具高空远距离扩散能力。在人为的大气细颗粒中,其排放应该占到第一位。因此,大气中PM2.5中,所测量得到的矿物灰成分无疑主要来自电厂飞灰。

?发电厂与工业锅炉相对排放对比(电厂锅炉与工业锅炉用煤分别以18亿吨煤/年和9亿吨煤/年计算):

(1) 粉尘细颗粒对雾霾的贡献的估算:

电厂排出飞灰:18×0.2×0.9×(1‐0.995)=0.0162亿吨/年;

工业锅炉排放飞灰:9×0.2×0.2×(1‐0.95)×0.1=0.036亿吨/年;

工业锅炉排放等同于电厂排放的细颗粒:设其折算系数为0.1(笔者认为还是偏于保守的),则=0.036*0.1=0.0036亿吨/年;

再考虑对于大区域的影响,工业锅炉排放影响再乘系数0.3。则

=0.00108亿吨/年。

(2) 逸出CaSO4颗粒的分析

尽管工业锅炉的耗煤量约为电站锅炉的50%,但是,由于以下几方面的原因,工业锅炉排放到大气中的CaSO4细颗粒也大大少于电站锅炉:工业锅炉脱硫雾化设备简单,雾化液滴直径较粗,因而,逸出脱硫塔的细颗粒CaSO4较少;

工业锅炉细颗粒飞灰少,相应地,煤灰颗粒携带的CaSO4也少;

工业锅炉低空排放,远距离扩散的能力较差;

因此,工业锅炉对大范围大气雾霾的影响显著地小于电站锅炉。

?工业锅炉烟气脱硫效率一般80~85%,电站锅炉脱硫效率95%以上,一部分SO2气体直接排向大气,但是大气样本中的颗粒重量中基本不包含这一部分SO2气体(忽略大气中的二次反应)。所以大气中的固体Ca/S比,基本上可以认为来自湿法烟气脱硫直径逸出的结果,而不是锅炉逸出SO2的二次气溶胶。

?由于地方环保的重视,工业锅炉的烟气脱硫尽管比较简易,但是普遍性的推广应用要早于火电厂5年,之所以没有引起严重雾霾,一方面工业锅炉总体规模小于发电锅炉,那时工业锅炉总的耗煤量也没有现在大,另外,也说明工业锅炉湿法烟气脱硫对雾霾的总体影响不是很大。

其中,与电厂排放很大的差别在于排放的高度,对于大气环境的影响程度有别。

?由此可见,对于大气环境(大范围远距离扩散污染)电站锅炉的飞灰占绝对地位。工业锅炉带出的CaSO4也显著地少于电站锅炉。工业锅炉只对局部污染(城市区域)有影响。

?北方城市冬季采暖,分散工业锅炉供暖仍占相当比重。其对所在城市的雾霾有一定影响,但是对2013年的全国性雾霾并不起主导作用。这一点,可与之前城市污染未形成严重和大区域环境污染的情况相印证。?2013年全国性的严重雾霾,其原因不在历史污染因素影响的简单放大,必定是出现了起大规模影响的新的因素。笔者认为,这就是火电厂锅炉和工业锅炉湿法烟气脱硫。

7.湿法脱硫引起雾霾的证据分析7.1 大气取样样本分析结果[3、4]

文献[3]报道的北京4个季节雾霾样本的成分分析结果

雾霾成因调查报告

“霾”之殇 ——关于雾霾天气的调查报告 目录 一、调查背景 二、雾霾天气景象 三.调查问卷数据 四、雾霾天气的成因 五、雾霾天气危害 六、防护措施及建议 七、总结 一、调查背景 伴随着马年春节的来临,不断出现的雾霾天气,使很多人不能如期回家过年,对人们的身体健康造成危害。那么,到底是什么原因造成的空气污染?怎样去治理这种污染呢?为此,我通过实地观察、上网查资料等方法,对此进行了调查。 二、雾霾天气景象 霾罩兰溪,不见天日 总之,2013学年的寒假,我们是在严重的雾霾天包围中艰难生存。那么,这可恶的雾霾天是怎么会形成的呢?我带着这个问题上网查阅了有关资料。 三.调查问卷数据 那么,什么是雾霾?雾霾是怎么形成的?雾霾对人体有什么样的危害?对于雾霾,我们应该采取哪些防范措施?于是,我们进行了一次问卷调查。调查的问卷及数据如下: 关于对雾霾天气的小调查(问卷及数据) 三.调查问卷数据 那么,什么是雾霾?雾霾是怎么形成的?雾霾对人体有什么样的危害?对于雾霾,我们应该采取哪些防范措施?于是,我们进行了一次问卷调查。调查的问卷及数据如下: 关于对雾霾天气的小调查(问卷及数据) 1、您对本次雾霾天气是否关心?( ) A.关心 79% B.不关心 6% C.没想过 15% 2、你是否知道雾霾对人体的危害?() A.非常清楚 15% B.有所了解 67% C.不太清楚 18% 3、PM2.5的标准中文名是( ) A..悬空细尘 14% B.微尘 21% C.超细悬空尘颗 65% 4、您是否对本次雾霾天气采取了防御措施?( ) A.未采取 55% B.已采取 21% C.打算采取 24% 5、雾霾天气对您有何影响?() A.出行 22% B.健康 32% C.心情 46% 6、在雾霾的天气下,您会选择什么交通工具出行?() A.步行 48% B.自行车 4% C.私家车 5%

雾霾形成的原因及措施(整理版)

雾霾形成得原因及措施 一、雾 定义;雾就是由大量悬浮在近地面空气中得微小水滴或冰晶组成得气溶胶系统,就是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)得产物。 物理本质:雾与云都就是空气中水汽凝结(或凝华)得产物。所以雾升高离开地面就成为云,而云降低到地面或云移动到高山时就称其为雾。 多发季节:深秋至来年初春,早晨。 雾形成得条件:一就是冷却,二就是加湿,三就是有凝结核,四就是逆温,五就是静风与微风。 雾消散得原因 一就是由于下垫面得增温,雾滴蒸发;二就是风速增大,将雾吹散或抬升成云;再有就就是湍流混合,水汽上传,热量下递,近地面雾滴蒸发。 雾得类型: 1、辐射雾:晴朗得夜晚,大气逆辐射弱,地面失热多,气温低,水汽凝结形成得雾; 2、平流雾:暖而湿得空气作水平运动,经过寒冷得地面或水面,逐渐冷却而形成得雾; 3、混合雾:兼有上述两种原因形成得雾叫混合雾; 4、蒸发雾:冷空气流经温暖水面,如果气温与水温相差很大,

则因水面蒸发大量水汽,在水面附近得冷空气便发生水汽凝结成雾。上层空气存在逆温现象。沿海,暖流经过得地区,多蒸发雾,寒流经过得地区,多平流雾;盆地多混合雾。地势低,雾日多。 二、霾(mái) 也称灰霾(烟霞) 指空气中得灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊,视野模糊并导致能见度恶化这得非水物质得气溶胶系统造成得视程障碍称为霾或灰霾, 时间:秋冬季节,它可在一天中任何时候出现。 灰霾成因有三: 1.在水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高,阻挡与摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多,不利于大气中悬浮微粒得扩散稀释,容易在城区与近郊区周边积累;例如,冬季,影响我国得冷空气活动较常年偏弱,风速小,风力弱,大气层比较稳定。 2、垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空,这种高空得气温比低空气温更高得逆温现象,使得大气层低空得空气垂直运动受到限制,空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空与近地面。 3、空气中悬浮颗粒物得增加。随着城市人口得增长与工业发展、机动车辆猛增,污染物排放与悬浮物大量增加,直接导致了能见度降低。形成在城市及其郊区。PM2、5就是形成雾霾天气得主要原凶,使用柴油得大型车就是排放PM2、5得“重犯”,包括大公交、各单位得班车,以及大型运输卡车等。使用汽油得小型车虽然排放得就是

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论雾霾环境产生的原因及治理策略 研1527班 摘要:随着人类活动对环境影响的加剧,颗粒物“隐形杀手”群体逐渐变得庞大,成分变得复杂,“杀伤力”也渐渐增强。不管是常见的灰蒙蒙的天空,还是不时出现的天气这些其实都是大量极细微的干尘粒等浮游在空中,使能见度降低的空气普遍混浊现象,本质上正是无处不在的颗粒污染物造成的。如何降低雾霾出现的几率,减轻雾霾对人们生活的影响已经成为全社会十分关注的问题。本文基于我国现阶段雾霾天气的现状分析了雾霾产生的原因及危害,并借鉴发达国家如何应对雾霾天气的经验,提出了适应我国国情的治理雾霆的对策及建议。 关键字:雾霾产生原因治理策略 一、引言 回溯历史,伦敦市于1952年由光化学烟雾致使4000多人死亡的画面仍清晰可见。犹记得受此事件影响,短短的两个月内近8000人死于呼吸系统疾病。历史惨痛的经验教训,使我们不得不严肃对待我国目前的环境状况。诚然改革开放以来,我国经济出现了突飞猛进的发展,但与此同时也引发了一系列的生态问题。尤其是近几年来,我国雾霾范围不断扩大、程度持续加重,仅在2013年1月份就出现了4次雾霾,覆盖范围多达30个省(区、市)。据相关报道,中国最大的500个城市中,只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准。更有数据表明,世界上污染最严重的10个城市中有7个在中国(比如南京,2013年内雾霾天数高达242天,更甚至于2015年还出现了雾霾自带颜色的“奇景”)。雾霾天气的频繁发生对人们的生命健康,工作学习,社会交往等等一系列日常生活产生了极大的负面影响。 二、产生雾霾的原因 若不想让蓝天白云,鸟语花香永远成为记忆里的画面,就需要我们认真地思考探究雾霾天气形成的最根本的原因,从根源上阻断其产生蔓延,还我们一个自由呼吸的美好环境。通过对以往学者研究成果以及近几年历史报道数据的研习,本文将引发雾霾的原因归结为以下几点: (一)汽车尾气

雾霾时空分布特征及形成原因文献综述穆迪

1.雾霾污染的相关概念和理论 (1)雾霾的概念 雾霾中的雾是近地面的云,霾是漂浮在空气中的硫酸、灰尘等组成的气溶胶。在一定光照,温度,湿度和动力因素雾和霾相结合就形成了雾霾。雾霾的主要成分是直径不大于微米的可入肺颗粒物,称为。首先 PM 是“particulate matter”的英文缩写,是指可吸入颗粒物质,在环境领域被称为颗粒物,在大气科学领域被称为大气溶胶粒子。按气象学定义,雾是水汽凝结的产物,主要由水汽组成;按中华人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级》的定义,霾则由包含 PM 在内的大量颗粒物飘浮在空气中形成。通常将相 对湿度大于 90%时的低能见度天气称之为雾,而湿度小于80%时称之为霾,相对湿度介于80%~90%之间时则是霾和雾的混合物共同形成的,称之为雾霾。 (2)雾霾污染的形成机制 雾霾污染的形成机制非常复杂,既有人为原因,也有大气原因。人类活动中工业生产和居民生活使得污染物大量排放,为雾霾形成提供了物质基础,所以说“污染是元凶”;大气运动包含水平运动和垂直运动两种,在雾霾污染形成过程,空气运动扮演“帮凶”的角色。根据中国科学院最新调查发现,中国大陆雾霾污染源主要是燃煤、工业生产、汽车尾气、生物质燃烧以及扬尘沙尘。其中是主要污染物,其污染源所占比重如图 1-1 所示。 由于人类生产生活产生的排放物形成的一次颗粒物通过地面的界面反应,形成二次无机颗粒;同时其他废气通过大气输送和化学反应,形成二次有机颗粒物,这样就形成雾霾的物质基础。气溶胶与湿润的空气在大气条件出现水平方向连续静风和垂直方向逆温时,就产生雾霾,而雾霾的水汽遇冷凝结成雾或轻雾。 图 1-1 主要来源占比图 (3)雾霾污染的危害 1-3-1雾霾的危害是多方面的,包括对国民经济运行、居民生产生活以及居民身心健康。雾霾天气发生时,空气湿度低于百分之六十,可吸入颗粒物质均匀浮游在于空中,颗粒物质对大气具有一定的散射和吸收作用,使得空气能见度降低,影响交通通讯,工业生产和农业生产。可吸入颗粒物,尤其是可入肺颗粒物通过进入人体循环系统,造成呼吸道炎症、肺炎等病症,加重了人们对于雾霾污染的恐惧感,严重影响人们的身心健康。 雾霾天气发生后,严重的视程障碍威胁着城市道路、高速公路、航空港、海港、航道的安全。2013年1月北京雾霾事件中,曾发生多起交通事故,1月31日雾霾天气加 冻雨双重影响,导致望京往太阳宫方向高架桥上发生100多辆车追尾事故。 (4)雾霾的分类及物理特征 根据能见度和含水量将雾霾过程划分为雾、轻雾、湿霾、霾 4 个不同阶段。雾、湿霾阶段的相对湿度平均为 95%、91%,轻雾和霾阶段平均相对湿度接近,均为 79%。4 个阶段的主要发生顺序为霾?轻雾→湿霾→雾→湿霾→轻雾?霾,雾前湿霾阶段持续时间长于雾后。尺度>2μm 以雾滴为主的粗粒子数浓度、表面积浓度和体积浓度在雾阶段均显著大于其他 3 个阶段,其中霾阶段浓度最低。雾滴表面积浓度和体积浓度谱在 5μm、13μm 及μm 处分别存在峰值,对雾水体积和液水含量的贡献最大的尺度范围为 10~30μm,而轻雾、湿霾和霾阶段粗粒子谱均为单峰型。尺度>μm 的细粒子表面积浓度谱形在雾和湿霾阶段、轻雾和霾阶段分别相似,雾和湿霾阶段数浓度占优势的尺度范围分别为 ~μm 和 ~μm,轻雾及霾阶段数浓度优势粒子尺度范围均为~μm。4 个阶段数浓度最大差异出现在 ~μm 范围,从高到低依次为轻雾、霾、湿霾、雾。<μm、~μm 和>μm 的气溶胶粒子最高数浓度分别出现在霾、轻雾和雾阶段。从霾、轻雾、湿霾到雾的转换过程中,以 ~μm 为界,小粒子减少,大

华北地区雾霾成因分析

华北地区雾霾成因分析

华北地区雾霾成因分析 姚燕良 (华北科技学院,北京东燕郊101601) 摘要:2015年11月,我国华北部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气,给人们生产生活造成了严重影响。分析雾霾成因和治理雾霾迫在眉睫。关键词:雾霾;大气污染;静稳天气;大气气溶胶 中图分类号:TU83 文献标志码:A 0 引言 雾霾是秋冬季节常见的天气现象。雾和霾虽然同为视程障碍物,但是二者之间却有极大差别。雾—空气中的水汽凝结现象,是自然的天气现象,和人为污染不存在着必然联系;霾—指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒,气象学上称为气溶胶颗粒。二者可从空气湿度上进行大致判断,一般情况下,相对湿度大于90%时称作雾,小于80%时称为霾,80%~90%之间则为雾霾混合物。雾和霾一天当中,角色可能发生交替,也可能在同一区域内有些地方是霾有些地方为雾。雾和霾同时存在,且区域性能见度低于10公里的空气普遍浑浊现象被称为“雾霾”天气。由于能见度的降低不仅有“积极”参与的云雾滴的作用,还有气溶胶粒子的贡献,且其中的细粒子排放主要来自人类活动,因此雾霾不是纯粹的自然现象,雾霾天气的出现是气象问题,更是环境问题。2015年11月,我国中东部地区先后遭遇多次大范围持续雾霾天气,其影响范围、持续时间、雾霾强度历史少见。雾霾天气导致空气质量和能见度下降,造成呼吸系统和过敏等疾病的发病率增加,高速公路封闭,航班延误或取消,给人民群众的身体健康和生活造成严重影响。 1 雾霾天气成因分析

2015年11月,华北地区出现多次大范围的雾霾天气过程,是由于华北地区气象条件、地形地貌和人类生产活动共同作用的结果。 1.1 大气环流异常导致静稳天气增多,有利于形成雾霾 静稳天气是指当大范围近地面大气层持续或超过24h出现气压场比较均匀、静风或风速较小的天气。在静稳天气条件下,湍流受到抑制,特别是当逆温层出现时,不利于低空中的水蒸汽和颗粒物的扩散,特别容易形成雾霾天气。 静稳天气多发季节为秋冬两季。2015年11月大气环流于往年较异常而导致静稳天气偏多,为大范围持续雾霾天气的出现提供了有利条件。11月份,由于西伯利亚地区冷高压异常偏弱,北半球西风指数较常年明显偏大,表明高空西风分量较强,环流比较平直,纬向型环流较弱,极不利于引导极地冷空气进入我国,特别是华北地区;再就是华北地区的海平面气压值较常年偏小1~5hpa (百帕),处于弱气压梯度区,地面风速不大,垂直和水平方向扰动小,静风和小风天气多,故形成持续静稳天气。根据气象局资料分析,2015年11月我国中东部大部地区稳定类天气出现的频率较常年明显偏多,其中华东地区为 56.5%、华南57.3%、西南63.7%,而华北地区高达64.5%,均为为近10年最高。另外,今年华北地区暖湿气流也较往年异常,导致近地面空气湿度大,因此出现大范围持续雾霾天气。 1.2 华北地区大气气溶胶浓度高有利于形成雾霾 华北地区大气气溶胶浓度在全国范围来说处于较高水平,有利于催生雾霾天气的形成。大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,主要包括沙尘、碳(有机碳和黑碳)、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和海盐等六大类。冬季华北地区燃煤采暖、春秋季农村地区秸秆焚烧都会造成碳气溶胶的浓度明显增加。我国华北地区重工业相对比较发达,排放的二氧化硫较多,由于气温高可加速二氧化硫转化为硫酸盐,所以夏季华北地区硫酸盐气溶胶浓度较其他季节和地区都高。因城市汽车使用量大大高于农村,所以城市中硝酸盐和硫酸盐气溶胶浓度大大高于农村。气溶胶中空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物

湿法烟气脱硫的原理

湿法烟气脱硫的原理 湿法烟气脱硫的原理 1 湿法烟气脱硫的基本原理 (1)物理吸收的基本原理 气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应,单纯是被吸收气体溶解于液体的过程,称为物理吸收,如用水吸收SO2。物理吸收的特点是,随着温度的升高,被吸气体的吸收量减少。 物理吸收的程度,取决于气--液平衡,只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时,吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小,吸收速率较低,因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。物理吸收速率较低,在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。 (2)化学吸收法的基本原理 若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应,则称为化学吸收,例如应用碱液吸收SO2。应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应,而将其从烟气中分离出来的过程,也属于化学吸收,例如炉内喷钙(CaO)烟气脱硫也是化学吸收。 在化学吸收过程中,被吸收气体与液体相组分发生化学反应,有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。增加了吸收过程的推动力,即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相分压。因此,化学吸收速率比物理吸收速率大得多。 物理吸收和化学吸收,都受气相扩散速度(或气膜阻力)和液相扩散速度(或液膜阻力)的影响,工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。在烟气脱硫中,瞬间内要连续不断地净化大量含低浓度SO2的烟气,如单独应用物理吸收,因其净化效率很低,难以达到SO2的排放标准。因此,烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法。用化学吸收法进行烟气脱硫,技术上比较成熟,操作经验比较丰富,实用性强,已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。 (3)化学吸收的过程 化学吸收是由物理吸收过程和化学反应两个过程组成的。在物理吸收过程中,被吸收的气体在液相中进行溶解,当气液达到相平衡时,被吸收气体的平衡浓度,是物理吸收过程的极限。被吸收气体中的

高考地理微专题4 雾霾

微专题训练4雾霾 1.阅读材料,回答问题。 2015年2月,一部纪录片《穹顶之下》探讨了对我们生活带来显而易见却隐忧不断的环境问题——雾霾,引起了社会广泛关注。 雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物,一旦排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。 (1)指出雾霾发生的主要季节,并根据材料结合所学知识分析雾霾形成的主要原因。(6分) (2)说明减少雾霾天气发生的可行措施。(4分) 2.图甲为2013年11月2日雾霾分布图,图乙为2013年12月8日雾霾分布图。读图,完成下列各题。 (1)描述图甲中雾霾天气分布的一般特点。 (2)两次雾霾天气中,渤海西部地区都未能幸免,试分析该地霾日较多的 原因。 3.阅读图文资料,并结合所学知识回答下列问题。 近年来,雾霾天气在我国影响范围广、持续时间长、污染浓度高,引起了国内外的广泛关注。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的,是使能见度降低到1千米以内的自然现象。霾又称灰霾,是指大量细微的干尘粒(灰尘、硫或氮氧化合物等粒子)悬浮在空中,使水平能见度小于10千米的现象。霾的形成条件出现后,会导致空气中有大量尘埃、烟粒等凝结核存在,水滴容易凝结在上面而起雾,因此,雾和霾往往相伴出现。图为我国2013年1月7~13日雾霾日数实况图。 (1)根据文字信息,简要说明雾和霾的异同。 (2)概述此次我国连续5天以上发生雾霾天气的空间分布特点。 (3)改善雾霾天气的关键是减少污染源。说明我国减少大气污染源应采取的主要措施。4.读图文材料,回答下列问题。 材料一2015年11月辽宁省出现大范围空气重度污染,11月8日, 全省14个城市中11个市空气严重污染。 材料二沈阳雾霾致店牌“消失”,网友戏侃:天空“飘”来五个字(见下图)。 (1)简述雾霾天气形成的气象条件和雾霾天气的主要危害。 (2)分析形成雾霾天气的人为原因。 (3)请为防治雾霾天气提出合理化建议。 5.阅读图文资料,回答下列问题。 雾霾分为“一次颗粒”和“二次颗粒”。柴油燃烧时尾气直接排放的颗粒就是“一次颗粒”,占雾霾总量的24%。“二次颗粒”是化石燃料燃烧尾气中的NOx、SOxVOC(挥发性有机物)进入大气后,在一定水雾状态下与 空气中的氨及VOC等发生气溶胶反应形成的颗粒,占雾霾总量的50% 以上。散煤燃烧的污染是集中燃烧污染的10-20倍。 运城市已成为雾霾污染的重灾害区。请从发展的角度,针对雾霾的形成提出防治雾霾对策。 6.阅读材料,完成下列问题。 材料一PM2.5(10)是指环境空气中空气动力学当量中直径≤2.5(10)微米的微粒物,也称为可吸入颗粒。它作为水汽的凝结核,是云、雾、霾的形成因子。雾与霾可相互转化,其区别在于相对湿度,相对湿度达到95%以上的低能见度现象称为雾,低于80%的为霾。 材料二2013年1月7日以来,我国中东部大部地区相继多次自北向南出现大范围雾霾天气。有专家指出,中国部分地区的雾99.9%的情况是霾。 (1)根据材料分析我国东部地区冬半年自北向南大范围爆发雾霾天气的原因。 (2)专家称,我国走出“霾”伏至少还需20年。请对治理雾霾提出两点合理化建议 7.阅渎材料,回答问题。 长沙的天空在进入2015年后的短短十几天内,再次被灰蒙蒙的雾霾所笼罩,大部分地区的能见度只有200米。1月13日雾霾袭城,城区进 入了“捉迷藏”模式。上午9点左右,雾霾持续升级,AQI(空气质量指数)一度以336“爆表”成为当天全国雾霾最严重的地区。 分析此次雾霾持续时间长且污染严重的原因。(10分)

雾霾的形成原因、危害及应对措施教学内容

雾霾的形成原因、危害及应对措施

雾霾的形成原因、危害及应对措施 摘要 2013年以来,我国中东部地区连续发生多次较大范围的雾霾天气。雾霾严重威胁了人们身体健康,雾霾天气引起社会的广泛关注,本文介绍了雾霾形成的原因、危害以及防治措施。 关键词雾霾;形成原因;危害;应对措施 引言 随着社会经济的快速发展,近年来在我国京津冀、华东等地区雾霾天气频发,特别是在2013年1月,多地遭遇大范围持续雾霾,北京市有26天为雾霾天气,为1954年以来同期最多,雾霾天气的频繁发生对城市大气环境、群众健康、交通安全、农业生产等都带来了日益显著的影响。雾霾是空气污染和气象因素共同作用的结果,雾霾天气发生时,大气能见度下降,大气中的颗粒物特别是细颗粒物(PM2.5)是导致能见度降低的主要因素,城市大气PM2.5污染影响空气质量,威胁人群健康,是具有区域性特征、危害严重的大气污染物。 1 雾霾形成的原因 雾霾是指空气中的灰尘、硫化物、NOx等使大气混浊、并在雾气存在下组成的气溶胶,从而导致能见度下降,呼吸道疾病发病率上升[1]。李金岚[2]指出雾霾是污染物和特殊天气条件共同作用的结果。 一是主要污染物排放量大,主要污染物包括PM2.5、PM10、硫氧化物、NOx等,尤其是PM2.5。在2013年首次雾霾天气中,北京空气中硫氧化物、NOx等污染物质浓度增加了10~20倍。城市有毒颗粒物主要来源还是人为排放比如煤汽油柴油的燃烧焚烧垃圾道路粉

尘工业污染森林火灾花粉细菌等。2011年,全国SO2排放总量为2218万吨,工业源排放占91%;NOx排放总量为2404万吨,工业源排放占71.9%,机动车排放占26.5%。 二是气候条件的影响。雾霾的产生,特别是二次气溶胶的形成有赖于特定的气象条件,如温度湿度辐射强度等; 雾霾发展与消除也受风力降水降雪等因素影响[3].水雾不仅为气态污染物NOx、SO2迅速转化为硫酸盐、硝酸盐粒子提供了极有利的条件,而且为细颗粒物的吸湿、凝聚长大与累积提供了适宜条件。同时, 极端静稳天气形成了低空大气的“逆温层”,使空气在水平、垂直方向的交换流通能力变弱,不利于空气中污染物的扩散,从而导致空气污染的累积效应,形成了霾。高湿静稳的天气条件又不利于污染物扩散,致使二次粒子迅速转化与积累,从而加重了雾霾的程度,造成本次雾霾天气出现了影响范围广、持续时间长的特点[4]。 2 雾霾的危害 形成雾霾天气的有毒、有害颗粒物散播在空气中,对人类和生态系统会造成不同程度的危害,主要表现在以下几个方面: 一是雾霾天气中的PM2.5比重较大,其颗粒物较小,比表面积相对较大,可吸附大量有毒、有害物质,这些物质随PM2.5能轻易穿过鼻腔中的鼻纤毛,直接进入肺部,甚至渗进血液,而引发包括心脏病、动脉硬化、肺部硬化、肺癌、哮喘等各种疾病,影响身体健康; 雾霾中含有各种对人体有害的细颗粒、有毒物质达 20 多种,包括了酸、碱、盐、胺、酚等,以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等,其含量是普通大气水滴的几十倍。 对呼吸系统的影响大气中可吸入性悬浮物颗粒可随呼吸而进入支气管、细支气管,最后沉降于肺泡,可引起支气管炎、肺炎,

雾霾成因与防治论文

雾霾的成因与防治 摘要: 历史数据表明,近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势,且持续性霾过程增加显著。从空间分布看,霾日数呈现东部增加西部减少趋势。其中,珠三角地区和长三角地区增加最快。从今年春天开始,我国中东部地区逐渐出现轻雾天气,随着时间的推移,轻雾、雾和霾的范围逐渐加大、程度逐渐加剧;特别是北京天津等地雾霾连续数日,严重的影响了市民的生活质量。而霾的组成成分非常复杂,,对人体和生态环境都有很严重的影响。对此,我决定对雾霾成因和其成分分析及防治问题进行研究,从而建立解决此类问题的模型。 关键词:雾霾成因防治PM 2.5环保 正文: 历史数据表明,近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势,且持续性霾过程增加显著。从空间分布看,霾日数呈现东部增加西部减少趋势。其中,珠三角地区和长三角地区增加最快。今春开始,我国中东部地区逐渐出现轻雾天气,而随着时间的推移,轻雾、雾和霾的范围逐渐加大、程度逐渐加剧;特别是北京天津等地雾霾连续数日,严重的影响了市民的生活质量。而霾的组成成分非常复杂,包括数百种大气化学颗粒物质。如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子、燃料和汽车尾气等,对人体健康和生态环境都有很严重的影响。那么,雾霾的成因是什么?对环境和人体有何影响?对于我们居民来说,应如何防治?政府及相关环保部门应如何应对?我们对化石燃料燃烧而产生的二氧化氮.一氧化氮等氮氧化物对环境产生的影响的防治有什么深刻的认识? 1.雾霾的成因 由于我国中东部地区冷空气势力较弱;华北平原、长江中下游平原地区风力较小;大气层结构稳定;一些地区受降水和地面水汽蒸发的影响,使得近地面空气的相对湿度越来越大,却极少降雨;在这种稳定的天气形势下,空气中的污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散,使得污染物在大气的浅层积聚,从而导致污染的状况越来越严重。这些是雾霾天气持续的自然因素,而人为方面的原因主要是由于大气污染物排放负荷巨大。中国社会科学院发布的《气候变化绿皮书:应对气候变化报告(2013)》指出,社会化石能源消费增多造成的大气污染物排放逐年增加,是我国近年雾霾天气增多的最主要原因。2010年,我国二氧化硫、

雾霾天气形成有以下几个方面的原因

雾霾天气形成有以下几个方面的原因。 1. 大气空气气压低,空气不流动时主要因素。由于空气的不流动,使空气中的微小颗粒聚集,漂浮在空气中。 2. 地面灰尘大,空气湿度低,地面的人和车流使灰尘搅动起来。 3. 汽车尾气是主要的污染物排放,近年来城市的汽车越来越多,排放的汽车尾气是雾霾的一个因素。 4. 工厂制造出的二次污染。 5. 冬季取暖排放的CO2等污染物。 雾和霾相同之处都是视程障碍物。但雾与霾的形成原因和条件却有很大的差别。雾是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶,形成条件要具备较高的水汽饱和因素。出现雾时空气相对湿度常达100%或接近100%。雾有随着空气湿度的日变化而出现早晚较常见或加浓,白天相对减轻甚至消失的现象。出现雾时有效水平能见度小于1KM。当有效水平能见度1-10KM时称为轻雾。 “…雾?和…霾?实际上是有区别的。”国家气候中心气候系统监测室高级工程师孙冷指出,雾是指大气中因悬浮的水汽凝结、能见度低于1公里时的天气现象;而灰霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果,其成因有三: ——在水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高,阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多,不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释,容易在城区和近郊区周边积累;——垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空,这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象,使得大气层低空的空气垂直运动受到限制,空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。——空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增,污染物排放和悬浮物大量增加,直接导致了能见度降低。 原因: 1. 大气空气气压低,空气不流动时主要因素。由于空气的不流动,使空气中的微小颗粒聚集,漂浮在空气中。 2. 地面灰尘大,空气湿度低,地面的人和车流使灰尘搅动起来。 3. 汽车尾气是主要的污染物排放,近年来城市的汽车越来越多,排放的汽车尾气是雾霾天气的一个因素。 4. 工厂制造出的二次污染。 5. 冬季取暖排放的CO2等污染物 危害:包括可吸入颗粒物(PM10)及可入肺颗粒物(PM2.5)。在工业生产中,燃烧硫氧化物、氮氧化物以及煤炭都可以放出大量的颗粒物。这些颗粒物在排入空气中后能在空中停留很长的时间,而且容易被陆空生物的呼原因:1.受蒙古西伯利亚高压的影响,来自西亚干燥地区的风沙进入北京2.北京属于温带季风性气候,冬季干燥少雨3.大气污染严重,不利于空气的循环。 影响:引发呼吸道疾病,危害人体健康. 吸行为吸入肺部,当肺部堆积的颗粒物过多时会对生物体的健康造成影响。 如何应对雾霾天气? 1尽量少出门:由于雾霾天气中存在着大小颗粒物,严重危害身体健康,颗粒物进入身体后会粘附在呼吸道,造成支气管炎,咽炎。尤其是抵抗力相对比较弱的老年人和患有呼吸道疾病的人群更应该减少出行,或户外运动时应戴口罩防护身体。

湿法烟气脱硫喷雾吸收塔设计概要

湿法烟气脱硫喷雾吸收塔设计概要 姚雪龙 (中国石化集团南京设计院,江苏南京 210048) 摘 要:对石灰石-石膏法烟气脱硫工艺中喷雾吸收塔结构、反应机理及内件配置进行了分析介绍,根据已有的工程设计经验,给出了喷雾吸收塔的设计参数,并讨论了设计中应考虑的主要问题。 关键词:烟气脱硫;喷雾吸收塔;工艺 中图分类号:TQ051.82 文献标识码:B 文章编号:1009-1904(2007)04-0019-04 1 概况 煤是供应我国能耗的主要来源,尽管近几年国家增加了对水力资源及其他能源的开发和投入,但煤在能源领域所占比重仍达到60%~70%,随着煤消耗量的增加,SO2的排放量也与日俱增,SO2的排放极易形成酸雨,其危害已影响了国民的生存空间,也制约了我国经济的持续发展。为此,国家环保部门加大了对环境整治力度,制定了严格的大气环保标准,以控制国内燃煤锅炉烟气排放的主要污染因子 SO2指标,提高大气质量。 自20世纪70年代,我国从国外引进了一些烟气脱硫技术,包括:石灰石 石膏法、循环流化床法、旋转喷雾干燥法、电子束辐照法等;在此基础上,国 p= p1+ p2 =0.210-3 L eq p0.45(p+98103)0.55+ 3.8410-3 (p+98103)(9) p=(p-98103)(10)由公式(9)和(10)可得式(11), (p-98103)=0.210-3 L eq p0.45(p+98103)0.55 +3.4810-3 (p+98)(11)由式(1)~(3)可以看出,(2)、(3)两式是关于p的隐性函数。把式(2)、(3)代入式(11)中,可以看出式(11)是关于p的隐性函数。利用MATLAB 编写公式(1)~(11)的计算程序,输入b、D、!、d s、v、L1、L2等已知参数,通过fsolve命令则很容易得到p、 、L eq、 p等值。据此,该试验的计算结果为:p= 285.2kPa、 =18kg/kg、L eq=134m、 p=187.2 kPa。则输送管道初始端的压力p取290kPa、料气比 取20kg/kg是合理的。 7 结论 在炭黑密相气力输送系统,为了满足系统要求,压送罐的输送压力一般在196.0~333.2kPa,当气源压力较高时(一般大于686kPa),需通过比例调节阀来控制输送端的压力。在本设计中,系统输送能力设计值为6.6t/h,压送罐容积为2m3;输送管道采用DN150的超高分子量聚乙烯管;输送管道初始端的压力p取290kPa,初始输送速度v取3m/s。通过输送系统压力降的计算,验证了本设计参数的取值是合理的,且输送系统的压力降较小(为187.2 kPa)。将本设计参数应用于炭黑密相气力输送试验中,输送效果较好,基本满足了设计的要求。 参考文献: [1] 李志华.气力输送装置[J].塑料科技,2003,(2):40~50. [2] G E K li nz i ng,R D M arcu s,F R i zk,et a.l Pneum atic C onveyi ng of Soli d s[M].Ne w York:C hapm an&H allUSA,1997:354~360. [3] 陈宏勋.管道物料输送于工程应用[M].北京:化学工业出版 社,2003:108~112. [4] 崔功龙.燃煤发电厂粉煤灰气力输送系统[M].北京:中国电 力出版社,2005:126~147. [5] 蒋存刚.气力输送的流动性及其数值模拟[D].青岛:青岛科 技大学研究生论文,2003. [6] H Bond.Press u re d rop p red icti on in l o w vel oci ty pn eumati c conve ying[J].M on t h ly Notices of the Royal Astrono m i cal Soci ety, 1952,81(2):19. 作者简介:耿振中(1979-),河北衡水人,青岛科技大学机电学院化工过程机械专业在读硕士研究生。 (收稿日期:2007-05-08) ! 19 ! 2007年第4期 硫磷设计与粉体工程 S P&B M H RELATED ENG I N EER I NG

雾霾形成的原因有哪些

雾霾形成的原因有哪些 雾霾是雾和霾的混合物,早晚湿度大时,雾的成分多,白天湿度小时,霾占据主力,相对湿度在80%到90%之间,其中雾是自然天气现象,空气中水汽氤氲,虽然以灰尘作为凝结核,但总体无毒无害;霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质,空气相对湿度低于80%,下面本文就为大家介绍雾霾的相关内容。 雾霾形成的原因有哪些 雾霾形成的原因主要有:一、这些地区近地面空气相对湿度比较大,地面灰尘大,地面的人和车流使灰尘搅动起来; 二、没有明显冷空气活动,风力较小,大气层比较稳定,由于空气的不流动,使空气中的微小颗粒聚集,漂浮在空气中; 三、天空晴朗少云,有利于夜间的辐射降温,使得近地面原本湿度比较高的空气饱和凝结形成雾。

四、汽车尾气是主要的污染物排放,近年来城市的汽车越来越多,排放的汽车尾气是雾霾的一个因素; 五、工厂制造出的二次污染; 六、冬季取暖排放的CO2等污染物。 如何预防雾霾 预防雾霾的方法主要有:1、戴口罩。医用口罩对0.3微米的颗粒能挡住95\%。戴口罩选择口罩要买正规合格的,同时要戴一下,买与自己脸型大小匹配的型号,要最大程度地贴紧皮肤,让污染颗粒不能进入。口罩不能洗,取下后,要等里面干燥后再对折收起来,以免呼吸的潮气让口罩滋生细菌。老年人和有心血管疾病的人要避免佩戴,因为其为专业抗病毒气溶胶口罩,密闭性好,戴上后容易呼吸困难,缺氧而感到头昏。2、外出尽量别骑车。雾霾可以暂时减少晨练,尽量选择在10—14时外出。同时要多喝水,少吸烟并远离“二手烟”,减轻肺、肝等器官的负担。习惯骑单车、电动车上班或出门办事的人,尽量避开早晚交通拥挤的高峰时段,尽量改换搭乘公交车。这是因为汽车尾气里有很多没有完全燃烧透的化学成分,会随着空气里面细小颗粒漂浮。当你骑单车或电动车时,身体需要供氧,肺就会吸入大量空气。 总之,大家一定要积极的做好预防雾霾的措施,另外在家开窗时应尽量避开早晚雾霾高峰时段,可以将窗户打开一条缝通风,不让风直接吹进来,通风时间每次以半小时至一小时为宜。

雾霾时空分布特征及形成原因文献综述 穆迪

雾霾时空分布特征及形成原因文献综述 1.雾霾污染的相关概念和理论 (1)雾霾的概念 雾霾中的雾是近地面的云,霾是漂浮在空气中的硫酸、灰尘等组成的气溶胶。在一定光照,温度,湿度和动力因素雾和霾相结合就形成了雾霾。雾霾的主要成分是直径不大于2.5 微米的可入肺颗粒物,称为PM2.5。首先PM 是“particulate matter”的英文缩写,是指可吸入颗粒物质,在环境领域被称为颗粒物,在大气科学领域被称为大气溶胶粒子。按气象学定义,雾是水汽凝结的产物,主要由水汽组成;按中华人民共和国气象行业标准《霾的观测和预报等级》的定义,霾则由包含PM 2.5在内的大量颗粒物飘浮在空气中形成。通常将相对湿度大于90%时的低能见度天气称之为雾,而湿度小于80%时称之为霾,相对湿度介于80%~90%之间时则是霾和雾的混合物共同形成的,称之为雾霾。 (2)雾霾污染的形成机制 雾霾污染的形成机制非常复杂,既有人为原因,也有大气原因。人类活动中工业生产和居民生活使得污染物大量排放,为雾霾形成提供了物质基础,所以说“污染是元凶”;大气运动包含水平运动和垂直运动两种,在雾霾污染形成过程,空气运动扮演“帮凶”的角色。根据中国科学院最新调查发现,中国大陆雾霾污染源主要是燃煤、工业生产、汽车尾气、生物质燃烧以及扬尘沙尘。其中PM2.5是主要污染物,其污染源所占比重如图1-1 所示。 由于人类生产生活产生的排放物形成的一次颗粒物通过地面的界面反应,形成二次无机颗粒;同时其他废气通过大气输送和化学反应,形成二次有机颗粒物,这样就形成雾霾的物质基础。气溶胶与湿润的空气在大气条件出现水平方向连续静风和垂直方向逆温时,就产生雾霾,而雾霾的水汽遇冷凝结成雾或轻雾。 图1-1 PM2.5主要来源占比图 (3)雾霾污染的危害 1-3-1雾霾的危害是多方面的,包括对国民经济运行、居民生产生活以及居民身心健康。雾霾天气发生时,空气湿度低于百分之六十,可吸入颗粒物质均匀浮游在于空中,颗粒物质对大气具有一定的散射和吸收作用,使得空气能见度降低,影响交通通讯,工业生产和农业生产。可吸入颗粒物,尤其是可入肺颗粒物通过进入人体循环系统,造成呼吸道炎症、肺炎等病症,加重了人们对于雾霾污染的恐惧感,严重影响人们的身心健康。 ,严重的视程障碍威胁着城市道路、高速公路、航空港、海港、航道的安全。2013年1月北京雾霾事件中,曾发生多起交通事故,1月31日雾霾天气加 冻雨双重影响,导致望京往太阳宫方向高架桥上发生100多辆车追尾事故。 (4)雾霾的分类及物理特征 根据能见度和含水量将雾霾过程划分为雾、轻雾、湿霾、霾4 个不同阶段。雾、湿霾阶段的相对湿度平均为95%、91%,轻雾和霾阶段平均相对湿度接近,均为79%。4 个阶段的主要发生顺序为霾?轻雾→湿霾→雾→湿霾→轻雾?霾,雾前湿霾阶段持续时间长于雾后。尺度>2μm 以雾滴为主的粗粒子数浓度、表面积浓度和体积浓度在雾阶段均显著大于其他3 个阶段,其中霾阶段浓度最低。雾滴表面积浓度和体积浓度谱在5μm、13μm 及21.5μm 处分别存在峰值,对雾水体积和液水含量的贡献最大的尺度范围为10~30μm,而轻雾、湿霾和霾阶段粗粒子谱均为单峰型。尺度>0.010μm 的细粒子表面积浓度谱形在雾和湿霾阶段、轻雾和霾阶段分别相似,雾和湿霾阶段数浓度占优势的尺度范围分别为 0.04~0.13μm 和0.02~0.14μm,轻雾及霾阶段数浓度优势粒子尺度范围均为0.02~0.06μm。4 个阶段数浓度最大差异出现在0.020~0.060μm 范围,从高到低依次为轻雾、霾、湿

湿法脱硫吸收塔安装过程控制

湿法脱硫吸收塔安装过程控制 摘要: 为了保证火力发电厂湿法脱硫吸收塔内部结构件和外部连接管道安装质量,阐述了烟气脱硫工程吸收塔施工过程中垂直度、各定位尺寸及焊接变形的有效控制过程,保证了吸收塔的安装质量,延长了吸收塔的使用寿命。 关键词: 脱硫吸收塔;质量控制;安装 湿法脱硫的吸收塔罐体通常由底梁、底板、罐体、塔顶、进出口烟道及内部支撑等组成,材质全部为Q235B。考虑到烟气处理后对吸收塔的腐蚀性,罐体及内部结构件在安装、打磨结束后要进行全面衬胶处理,烟气进口段短节内衬材质多为不锈钢板,罐体根据设计布置多道环形加强筋,塔顶为锥段法兰接口。为保证吸收塔与塔外进出口烟道、工艺管道的正确连接及罐体自身的力学要求,在吸收塔施工安装过程中,如何通过有效的安装和焊接工艺来控制、减少安装过程中的误差和变形,保证吸收塔各部的几何尺寸及垂直度显得尤为重要。 1.底梁和底板安装过程的控制 1.1底梁的安装(以植筋螺栓固定底梁的吸收塔为例) 底梁采用3次浇灌的方式完成。首先对土建基础进行检查(内容包括基础的纵横中心线、水平度、标高、预埋地脚螺栓位置、环形底梁剪力件预埋孔位置等),确认各项尺寸符合

要求后,将环形底梁放置于基础临时组合支架上进行找正对接。在找正时,应以吸收塔纵横中心线为基准,找好环形底梁的相对位置,测量其直径及椭圆度符合规范要求后进行焊接,然后进行剪力件的焊接,焊后应检查环形底梁平整度及椭圆度偏差不超过5 mm,超过偏差的部位必须进行校正,最后安装在规定的标高处。 在次梁安装时,根据次梁的布置图在基础表面划出次梁安装中心线,确定植筋螺栓的位置,再钻孔植筋、安放垫铁,然后通过三层不同厚度调整垫板将垫铁调整到同一标高(偏差为±2 mm),各层垫板之间用点焊固定。当植筋强度满足规定的要求时,旋紧螺母固定垫铁,将各道次梁放置于安装位置,在找正相互之间的间距及水平度后进行拼接。在焊接完成并验收合格后,可以进行二次灌浆,环形底梁下用H一40或GROuTc高度无收缩灌浆料,次梁下灌浆料为C30细石混凝土。 1.2底板安装的控制 吸收塔底板是塔内受水压最大的地方,也是受浆液扰动最大的地方,底板厚度又相对较薄,因此控制好底板的安装误差和焊接变形引起的底板“局部隆起”(即底板与二次灌浆层间间隙过大,底板受力后产生较大变形,会引起防腐层破裂、剥落)是底板安装的一个重点。 底梁二次灌浆完成后,需进行复核,对误差超出标准的局部应用水磨石机进行处理,整个基础平面度不超过3mm。验收

雾霾形成原因及PM2.5检测方法

雾霾 雾霾,顾名思义是雾和霾。但是雾是雾,霾是霾,雾和霾的区别很大。 二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成,前两者为气态污染物,最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起,让天空瞬间变得灰蒙蒙的。颗粒物的英文缩写为PM,北京监测的是PM10,也就是直径小于10微米的污染物颗粒。城市有毒颗粒物来源:首先是汽车尾气。使用柴油的大型车是排放PM10的“重犯”,包括大公交、各单位的班车,以及大型运输卡车等。 第二:北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气。 第三:工业生产排放的废气。比如冶金、窑炉与锅炉、机电制造业,还有大量汽修喷漆、建材生产窑炉燃烧排放的废气。 第四:建筑工地和道路交通产生的扬尘。 雾——雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。 霾——霾(mái),也称灰霾(烟霞)空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。 近些年来,随着空气质量逐渐恶化,雾霾天气现象出现频率越来越高,它们在人们毫无防范的时候侵入人体呼吸道和肺叶中,从而引起呼吸系统疾病、心血管系统疾病、血液系统、生殖系统等疾病,诸如咽喉炎、肺气肿、哮喘、鼻炎、支气管炎等炎症,长期处于这种环境还会诱发肺癌、心肌缺血及损伤。 (一)自然环境的原因。一方面,2012年入冬以来,影响我国的冷空气活动较常年偏弱,风速小,风力弱,大气层比较稳定,大部地区稳定类天气出现频率明显偏多,尤其是华北地区高达64.5%,出现为近10年最高,频繁出现的稳定天气造成污染物在近地面层积聚,从而导致雾霾天气多发;另一方面,因我国冬季气溶胶背景浓度高,地区近地面空气相对湿度比较大,在冷空气较弱和水汽条件较好的大尺度大气环流形势下,近地面低空为静风或微风,受大范围静稳天气的原因,沙尘的叠加,偏南气流,湿度大,水汽使干细的粒子迅速膨胀,也催

北京雾霾形成原因

北京雾霾形成原因 北京PM2.5有6个重要来源,分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶,这些源的平均贡献分别为15%、18%、12%、4%、25%和26%。 科学探索来源:新华网 综合媒体12月30日报道,中科院大气物理研究所研究员张仁健课题组与同行合作,对北京地区PM2.5化学组成及源解析季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源,分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶,这些源的平均贡献分别为15%、18%、12%、4%、25%和26%。 据介绍,科研人员对2009年至2010年不同季节在北京城区采集的121对特氟龙和石英膜PM2.5样品进行分析,获取了北京四个季节PM2.5的质量浓度、29种元素、9种离子和8个组分有机碳无机碳等资料,探讨了不同季节影响北京PM2.5的主要贡献源。 研究显示,沙尘天气常对春季气溶胶有重要影响,而在秋冬季节,来自建设工地的浮尘和街道的再悬浮尘是土壤尘的主要来源。燃煤源在冬季贡献最大,生物质燃烧源贡献春、秋季较高,冬、夏季较低。工业污染源贡献在夏秋季节较高。硫酸盐、硝酸盐等组成的二次无机气溶胶在夏季和春季的贡献最高。

研究表明,对于硫酸盐、硝酸盐、铵盐等六类主要组分来说,北京的南部地区是来源可能性最高的区域。来自北京南部的气流常携带较高浓度的二次无机气溶胶和含碳气溶胶,西北向的气团则含有较多的土壤尘和含碳气溶胶。北京发生雾霾时,来自南向的气流会使二次无机气溶胶的浓度变得很大,这可能与高湿度的云雾中较强的非均相反应以及较强的光化学反应有关。 研究人员表示,如果将燃煤、工业污染和二次无机气溶胶三个来源合并起来,化石燃料燃烧排放成为北京PM2.5污染的主要来源。北京周边省份快速发展的工业生产会带来跨境传输的污染。治理北京本地空气污染,不仅需要改善能源结构,还需要区域联合防治。 这一成果已发表在国际期刊《大气化学与物理学》上。参加研究的还包括环保部华南环境科学研究所、中科院地球环境研究所、北京大学、西安交通大学等。

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