110302_mqshen_大气污染控制概论
【通用】大气污染控制工程理论doc-第一章大气污染控制工程概论(.doc
第四章大气污染控制工程概论第一节大气污染及其危害一、大气污染的基本概念早在英国爱德华二世(1284～1327)年代，这位国王就曾想通过禁止使用煤来解决燃煤产生的烟气污染问题。
他曾颁布了一道法令：“无论是谁被发现燃烧煤，他就是有罪的，都将受到杀头的惩罚”。
由此可见，大气污染自古有之。
如同其它污染控制一样，大气污染控制技术和工程、设备也是在大气污染到了一定的程度、顺应时代需要的产物：控制技术的研究与工程应用的主要推动原因是严重的大气污染事件的刺激。
美国的Donora是一座钢铁小城，在1948年仅有3家主要工厂：钢铁厂、电线厂和锌板厂。
在1948年的最后一个星期，浓浓的烟雾笼罩着这个小城，逆温层使得工厂排放的烟雾难以从山谷中扩散出去。
到星期五，烟雾变得特别浓，据报道碳颗粒几乎一动不动的悬浮在空中，能见度非常低，以致于当地人都迷失了道路，到星期五为止，卫生部门和医院里充满了需要就诊的呼救。
死亡发生在凌晨2点钟，直到半夜有17人死亡，这时人们才意识到问题的严重性，马上组织了医疗救助。
虽然Donora事件在美国逼迫人们认识并重视了大气污染，但到英国发生相似的灾难并引起同样的认识之间又相隔了4年。
1952年伦敦的“烟雾杀手”事件是在同样的气象条件下发生的，在地面上浓密的烟雾与寒冷以及从煤炉里产生的烟混合引起了少见的黄色烟雾，并且持续了1个多星期，能见度很低，以致公共汽车的售票员不得不到车前步行引导汽车穿过大街，烟雾发生2天以后，当地的死亡人数急剧上升，达到数百人。
二氧化硫浓度多上述二个污染事件的发生，人们到70年代才开始关心大气污染问题并试图进行控制，大气污染的公害才得以缓和。
我国的大气污染也已经到了十分严重的地步。
我国以煤炭为主要一次能源，1996年生产与消费均占一次能源的75％，这种在相当长的时期内不会发生大的变化。
大约72％的工业和蒸汽燃料、52％的化工原料和92％的民用燃料来自于煤炭，其中最大的用煤行业是电力，其它为化工、冶金、建材、采矿等行业及民用，它们共占煤炭消耗总量的83％。
大气污染控制工程教学课件
气体监测与评估
通过改进燃烧过程，降低燃烧过程中 产生的气态污染物。
对气态污染物进行实时监测和评估， 为控制技术提供数据支持。
废气处理技术
采用吸取、吸附、催化转化等技术， 对废气中的气态污染物进行处理。
温室气体减排技术与方法
提高能源利用效率
通过改进能源利用方式，提高能源利用效率，减少温室气体排放 。
大气污染危害
大气污染可导致呼吸系统疾病、 生态系统破坏、气候变化等问题 ，对人类健康和生态环境造成严 重影响。
大气污染控制工程的重要性
01
02
03
保证人类健康
大气污染控制工程可以减 少空气中有害物质的含量 ，降低空气污染对人类健 康的危害。
保护生态环境
大气污染控制工程可以减 少空气中有害物质的排放 ，保护生态环境，维护生 态平衡。
案例描述
某工业园区采用集中供热、统一排放的方式，对园区内的大气污染进行控制。具体措施包 括安装除尘器、脱硫脱硝设备等，并对排放口进行监测和监管。
案例分析
该案例采用了集中供热、统一排放的方式，能够有效地减少园区内的大气污染。同时，安 装除尘器、脱硫脱硝设备等措施也能够进一步减少污染物的排放。但是，该案例也存在一 些问题，如设备维护成本较高、监管难度较大等。
目前关于大气污染控制工程的政策法规尚不完善，需要进 一步加强立法和执法力度，确保工程的顺利实施和效果评 估。
未来大气污染控制工程发展策略建议
加强技术研发和创新
完善政策法规体系
加大对大气污染控制工程技术研发的投入 ，推动新技术、新方法的研发和应用，提 高治理效率和效果。
加强大气污染控制工程的立法和执法力度 ，完善相关政策法规体系，为工程的顺利 实施提供有力保证。
大气污染控制工程概论
伦敦烟雾事件：伦敦曾多次发生煤烟事件，其中最严 重的一次是于1952年12月5日发生。 1952年12月5～8日，英国伦敦市。5～8日，英国几乎 全境为浓雾覆盖，4天中死亡人数较常年同期约多4000 人：45 岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死 亡的，约为平时2倍。事件发生的1周中，因支气管炎 死亡的人数是平时的9.3倍。 伦敦型烟雾是由居民、工厂取暖排放的煤烟和冬季早 晨的雾相伴而生。构成这次事件的一次污染物是SO2和 煤尘，其二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。 硫酸雾是大气中的SO2在相对湿度比较高、气温比较低， 有煤烟颗粒物存在时所发生的催化反应而形成的。
酸雨
酸雨的成因
自然原因。如：火山爆发时，喷出大量的硫化物；海水及湖水释放的硫化
氢；动植物分解後释出的有机酸；泥土中的微生物及海藻释放之硫化氢及氮 化物等，都会使雨水之pH值降至5.0左右。
人为原因。工业化後大量使用燃料，燃烧过程中产生出来的二氧化硫，氮
氧化物及氯化氢等等，这些污染物被排放至大气当中，经光化学反应生成硫
臭氧层破坏成因
太阳辐射的紫外光中有一部分能量极高，如果到达地球 表面，就可能破坏生物分子的蛋白质和基因物质，即我们 所熟知的DNA，造成细胞破坏和死亡。 来自于太阳的高能量的紫外辐射在到达地球表面之前， 其中高能的紫外线使得高空中（离地面 10 公里以上）的氧 气分子发生分解，产生的氧原子具有很强的化学活性，因 此能很快与大气中含量很高的氧分子发生进一步的化学反 应，生成臭氧分子。 臭氧层破坏主要是因为人为排放一系列人工合成的氟氯 烃类化合物造成的。这类物质统称消耗臭氧层物质，即ODS （Ozone Depleting Substance）。
环境工程概论：大气污染控制技术
但其阻力大，因此净化一般气态污染物时应用受到限制， 比较适宜净化含尘废气。
石灰／石灰石法
石灰／石灰石湿式洗涤吸收法净化烟气中二氧化硫简称湿式钙
法脱硫。此法是用石灰石、生石灰或消石灰的乳浊液为吸收剂，吸 收烟气中的SO2。由于工艺路线不同，副产物为硫酸钙(二水石膏) 或半水亚硫酸钙。副产物为石膏的脱硫方法又叫石灰-石膏法。本 法所用吸收剂价廉易得，回收后的副产物石膏和半水亚硫酸钙分别 可用作建筑材料和钙塑材料。目前，烟气脱硫多采用此法。
吸收分为物理吸收和化学吸收两类。
前者比较简单，可以看成是单纯的物理溶解过程。例如
用水吸收氯化氢或二氧化碳等，可称为简单吸收或物理吸收， 此时吸收所能达到的限度决定于在吸收进行条件下的气液平 衡关系，即气体在液体中的平衡浓度。而吸收进行的速率， 则主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。
如果在吸收过程中组分与吸收剂还发生化学反应，这种
NH3+NH4H SO3+ H2O — (NH4)2 SO3+ H2O
钠碱吸收法
用氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠的水溶液为吸收剂，吸收 烟气中的SO2。因为此法具有对SO2气体吸收速度快，运转时不 易堵塞等优点，故应用较广泛。用此法脱废气中SO2的吸收反应 式为：
2NaOH+SO2 一 Na2SO3+H2O Na2CO3+SO2 一 Na2SO3+CO2 Na2SO3+ SO2+ H2O 一 2NaHSO3 对吸收后含有SO2的吸收液，有多种后续处理方法，包括中 和后抛弃法、回收亚硫酸钠法及亚硫酸钠循环吸收法。 本法的脱硫原理，可分为吸收和分解再生(脱吸)两个过程。 即本法采用Na2CO3或NaOH作起始吸收剂，实际脱SO2的吸收 剂是Na2CO3溶液。分解过程的反应为： 2NaHSO3 一 （加热）Na2 SO3 + H2O + SO2 （气） 通过加热分解再生，可获得高浓度的气态SO2和亚硫酸钠。再 生后的亚硫酸钠吸收液可重新循环使用。该法适用于大流量烟 气的净化，脱硫效率大于90％。
大气污染控制工程知识点归纳期末复习总结.doc
大气污染控制工程知识点归纳期末复习总结第一章概论1、大气污染:大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。
2、大气污染源的分类：大气污染按范围来分：（1）局部地区污染；（2）地区性污染；（3）广域污染；（4）全球性污染3、大气污染物：Ø气溶胶状污染物：指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。
分类：飘尘、可吸入颗粒物、PM10（10μm）TSP（50ηm的尘粒。
优点：结构简单、投资少、易维护管理、压损小。
缺点：占地面积大、除尘效率低。
惯性除尘器惯性除尘器除尘机理为了改善沉降室的除尘效果，往往在沉降室内设置各种形式的档板，使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒的惯性力作用，使粉尘粒与气流分离。
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。
旋风除尘器机理：是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5-10μm以上的的颗粒物。
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。
优点：效率80%左右，捕集影响效率的因素1、工作条件（1）进口速度：V=12—25m/s。
（2）除尘器的结构尺寸(比例尺寸、筒体直径等）（3）分离器的气密性漏风率：0%、5%、15%η：90%、50%、0要求保证旋风器的严密性。
2、二次效应在较小粒径区间，理论上逸出的粒子由于聚集或被较大粒尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。
大气污染控制技术绪论
§1.1大气污染
§1.1大气污染
§1.1大气污染
§1.1大气污染
§1.1大气污染
臭氧层破坏的原因
罪魁祸首： 含氯和含溴的简单卤代烷
§1.1大气污染
§1.1大气污染
酸雨：由于人类活动的影响，使降水中溶入其它酸性物质，从而使 其pH值降到5.6以下的降水。
酸雨的形成：是复杂的大气化学和大气物理现象，是由自然排放和 人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应（气相或液相反 应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，附在凝结核上降落到地面上的。
§1.1大气污染
§1.1大气污染
“温室气体”： 主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。 当它们在大气中的浓度增加时，大气的温室效应就会加
剧，引起地球表面和大气层下部的温度升高 。
§1.1大气污染
§1.1大气污染
§1.1大气污染
§1.1大气污染
厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内 海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正 常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲， 使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种 模式每2—7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋 表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨， 出现所谓的“厄尔尼诺现象”。
10～15m3（13.6kg），约食物重量的10倍（食物1.5kg、 水2kg）。 环境空气是一种资源，而且是一种可更新的资源。 环境空气的性质：环境空气是一种混合气体，平均分 子量为28.966，标准状态下的密度为1.293kg/m3。
§1.1大气污染
大气组成
主要 N2
干 成分 O2
洁
空 气
对人体健康的影响 对呼吸道患者有影响
大气污染控制工程绪论课件
大气污染对人类健康、生态系统和气候变化产生广泛而深远的影响。长期接触大气污染物可能导致呼吸系统疾病、 心血管疾病等健康问题，对生态系统则可能导致物种减少、生态平衡破坏等生态问题，而气候变化则可能引发极 端天气事件、海平面上升等问题。
大气污染控制工程的研究对象和内容
研究对象
大气污染控制工程的研究对象包括大气污染物排放源、污染 物在大气中的扩散和转化、以及污染物控制和治理技术等。
解决方案
建立空气质量监测网络，定期监测空气中PM2.5、 PM10、NOx等多种污染物浓度，评估空气质量 等级。
成果与影响
根据监测数据制定针对性强的污染控制措施，有 效提高了空气质量。市民对环境状况的满意度提高。
某市室内空气污染治理案例
案例背景
随着城市化进程加快，室内空气污染问题日益突出，某市 市民反映室内空气质量差，影响生活品质。
引入市场竞争机制
引入市场竞争机制，推动排污权交易等制度的实施，使排污成本上 升，从而促进企业和个人减少污染排放。
加强科研和技术创新
加强科研和技术创新，研发更加高效、经济、环保的污染控制技术 和设备，为大气污染控制工程提供强有力的技术支持。
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
缺乏有效的激励机制 目前缺乏有效的激励机制来鼓励企业和个人减少 污染排放，如缺乏合理的排污收费制度和优惠政 策等。
技术成本较高 大气污染控制工程需要采用先进的技术和设备， 而这些技术和设备的成本往往较高，给工程实施 带来了一定的经济压力。
提高大气污染控制工程效果的措施和建议
加强政策引导和法规制定
政府应制定更加严格的环保法规和标准，并实施有效的监管，确保 企业严格遵守环保要求。
大气污染控制基础知识概论
大气污染控制基础知识概论在当今社会，随着工业化和城市化进程的加快，大气污染已经成为一个严重的环境问题。
大气污染不仅对人类健康造成威胁，也对生态系统和气候变化产生负面影响。
因此，控制大气污染是当前环境保护的重要任务之一。
本文将介绍大气污染的基础知识，探讨大气污染的主要来源以及常见的防治措施。
大气污染的定义及分类大气污染是指大气中出现的对人类健康、动植物、资源和环境造成危害的物质或能量的总称。
根据不同的污染物种类和来源，大气污染可以分为点源污染和非点源污染。
1.点源污染：是指大气污染源具有明显的空间位置和单一性质的排放源，如工厂的烟囱、火力发电厂等。
2.非点源污染：是指大气污染源具有分散性或难以准确定位的排放源，如汽车尾气、城市生活污染等。
大气污染的主要来源大气污染的主要来源包括工业排放、交通尾气、生活废气等。
工业排放是大气污染的重要来源，工业过程中排放的二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等物质对大气环境产生严重影响。
交通尾气是城市大气污染的主要来源之一，汽车排放的一氧化碳、颗粒物等物质可导致雾霾和光化学烟雾等环境问题。
此外，生活废气中的厨房油烟、烧烤烟尘等也对大气造成一定的污染。
大气污染的防治措施为了有效控制大气污染，需要采取一系列的防治措施，包括监测预警、减排治理、政策法规等方面：1.监测预警：建立大气监测网络，对大气环境质量进行实时监测和评估，提前预警大气污染事件。
2.减排治理：通过技术手段改造工业生产设备、加强行业管理、推广清洁生产技术等方式减少大气污染物排放。
3.政策法规：制定相关环保法规，加强对大气污染的管理，建立健全的大气环境保护机制。
综上所述，了解大气污染的基础知识对于环境保护至关重要。
只有通过全社会的共同努力，加强大气污染的监测预警、减排治理和政策法规等方面的工作，才能有效控制大气污染，改善人类居住环境，保护地球生态系统的健康。
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温室效应机理
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温室效应机理
温室效应：大气中的二氧化碳和其它微量气体如甲烷、 氧化亚氮、臭氧、氟氯碳、水蒸气等，可以使太阳短波 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。
温室气体：二氧化碳、氟氯碳等引起温室效应的气体。
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1.2 人类活动对气候的影响
1850年以来大气中温室气体浓度的增加
b
10ppbv/yr( 0.6%/yr)
12
0.8ppbv/yr( 0.25%/yr)
120
0ppvb/yr(0 %/yr)
50
5pptv/yr(0 %/yr)
12
1.2pptv/yr( 2%/yr)
50000
a ppmv＝每百万体积中的份额；ppbv＝每十亿体积中的份额；pptv＝每万亿体积中的份
8
第二节 全球气候变化与温室效应
9
全球气候变化问题
近代南北半球及全球平均温度的变化
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1全球气候变化问题
气温
20世纪增加了 0.60.2oC
海平面
20世纪上升了 10～20cm
大气中CO2含量 工业化以前
280ppm
目前
360ppm
预计21世纪中叶 540～970ppm
11
1.1 温室效应机理
1
第一章 大气污染控制概论
本章基本要求： •掌握有关大气污染的定义、主要大气污染问题、大气污 染的危害及大气污染相关的标准等基础知识； •结合实际建立有关大气污染控制的基本概念，了解目前 存在的主要大气污染问题。
2
第一节：绪 论
二十一世纪化学化工的地位、作用与挑战
化学与化工是物质合成、提取与制造的科学与技术，可以合成地球已 有物质，亦可制造地球没有的功能物质，是 21世纪实现可持续发展 策略，解决资源、能源以及环境危机，提高人类生存质量和保证国家 与民众安全的核心基础科学与技术，是国民经济支柱及高科技产业的 支撑，在21世纪将继续发挥核心科学的作用，并被时代发展赋予了新 的时代特征。
人类实现可持续发展所面临的资源、能源以及环境危机，大部分是由 于化学工业造成；迄今为止，利用化工技术进步也解决了一些资源、 能源以及环境问题；
21世纪化学与化工被时代发展赋予了新的时代特征：资源节约和环境 保护－－绿色化学与清洁生产。
3
各国政府推动绿色化学的措施（1）
★美国 1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的防治定为 国策； 1991年，绿色化学由ACS提出并成为EPA的中心口号； 1996年，美国设立并每年颁发一次 “总统绿色化学挑战 奖”，这是化学领域唯一的总统级科学奖； 1999年，世界上第一本《绿色化学》杂志诞生； 2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
6
环境化学与环境化工
造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三面，而 其中化学物质引起的污染约占80%－90%；
环境化学：从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质 量的变化规律，以及保护和治理环境的方法原理。主要研究环境污 染物的检测方法和原理、探讨环境污染和治理技术中的化学、化工 原理，研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互作用、 转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。
环境化工(大气污染控制)
授课教师：沈美庆 教 授
电 话：27892301 E-mail：mqshen@
教学参考书：
1. 郝吉明，马广大 主编， 大气污染控制工程(第二版)，高等教育出版社 2. Noel de Nevers edit, Air Pollution Control Engineering(Second Edition)
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人类活动的影响
1997年10个CO2排放量最大的国家的总年排放量（a）和各国人均年 排放量（b）（资料来源：Marland et al., 1999）
美国 中国 俄罗斯 日本 印度 德国 英国 加拿大 意大利 韩国
CO2 年排放量（MtC/年） （a）
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据联合国发布的数据，2006年中国人均排放二氧 化碳4.6吨，美国人均排放二氧化碳19吨：中国 人均碳排放仅约为美国的五分之一
环境化工：灵活运用化工技术来解决环境污染治理问题的一门交叉 学科。
7
环境治理的历史回顾
20世纪40～50年代—— 稀释废物 20世纪60～80年代—— 废物后处理 20世纪90年代—— 从源头消除污染源(绿色化学Green
Chemistry，环境无害化学、环境友好化学、清洁化学) 新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源。 环境化工技术解决环境污染问题包括两个层次。
4
各国政府推动绿色化学的措施（2）
★日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设立“为地 球创新技术的研究院” ★欧盟各国 德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册”
5
各国政府推动绿色化学的措施（ 中国）
CO2
CH4
N2O
CFC-11 HCFC-22
CF4
工业化前
的浓度 280ppmv 700ppbv 275ppbv
0
0
0
1994 年的 浓度
358ppmv
1720ppbv
312ppbv
268pptv
110pptv
72pptv
最近的浓 1.5ppmv/yr 度变化率 (0.4%/yr)
大气寿命 中的（年） 50-200c
额。
b 初始质量以指数形式衰减到其初始值的 1/e＝0.368 所需的时间。
c 对于 CO2，不能确定其唯一的大气寿命。因为不同的汇，其吸收速率不同。
资料来源：IPCC，1996a。
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人类活动的影响：温室气体的浓度变化
大气中CO2、CH4、N2O和CFCs的浓度变化趋势。在过去的一个世纪里， 人 类活动导致所有温室气体的浓度迅速增加。（资料来源：IPCC,1990）
1992年联合国环境与发展大会通过了《21世纪议程》，中 国政府作出了履行《21世纪议程》等文件的庄严承诺。 1994年3月25日，《中国21世纪议程》经国务院第十六次 常务会议审议通过。
中国21世纪议程管理中心于1994年3月25日经中央机构编 制委员会办公室批准成立
《中国21世纪议程》:可持续发展总体战略与政策；社会 可持续发展；经济可持续发展；资源的合理利用与环境保 护。